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长输管道腐蚀风险评价 代真，沈士明 南京工业大学机械与动力工程学院 摘要：腐蚀失效是油气长输管道的主要失效模式，严重影响着石化企业的生产安全，急需开 展管道的检测评价工作。本文简述了腐蚀管道的剩余强度和剩余寿命的计算和预测方法，并 结合国外管道事故统计结果介绍了后果评价模型。 关键词：长输管道腐蚀风险评价 Risk Assessment on Corroded long—distance pipeline Dai Zhen，Shen Shiming College ofMechanical and Power Engineering，Nanjing University ofTechnology ABSTRACT The chief failure mode of long distance pipelines for petroleum and gas transmission iS corrosion that influence produceing safety ofpetrochemical corporation．So the inspection and assessment iS necessary．The calculation and prediction method ofresidual strength and residual life ofcorroded pipelines are introduced．Combining the statistical data ofpipeline accidents abroad．the consequence assessment model is discussed． KEY WoRDS Long．distance pipeline Corrosion Risk assessment 随着时间的推移，我国许多现役长输管道已进入了“老龄期”。由于管子本身的老化、腐 蚀等因素的破坏，事故时有发生，严重影响了管道的正常运行和周围的自然环境。因此需要 对整个管道系统进行风险评价，以了解管道现状。对风险进行辨识，计算管道失效的可能性 与预测失效后果，为管道的运行管理、检测、维修和更换提供全面、可行的科学依据，提高 现役管道运行的安全性和经济性【1·21。 1腐蚀管道的剩余强度评价 腐蚀是影响长输管道安全性的主要因素，用于腐蚀防护的费用是管道维护的主要成本之 一，必须对其进行定量评估以制定恰当的维护方法【31。 由美国机械工程师学会(ASME)颁布的ASME B3 1 G标准，是目前腐蚀管道剩余强度评估 中使用最广泛的一种标准[41，表达式为： =2t l—A／Ao 19=盯————————：———oL一。 D 1一M。1(么／Ao) M=√，+o．6275‘面1)2一o．003375(去Dt)4 M=0．032(面1)2+3．3 ((去)250) ((击)25。) Ao=三·T， 盯=SMYS+68．95(MPa) 式中：P一失效时缺陷管道的爆破压力；仃一管材的流变应力；f一管道的名义壁厚；D一 管道的名义外径；A一缺陷在侧面上投影的面积；跚砸召一管材规定的最小屈服强度；，一缺 陷的轴向长度；M—Foli鹊鼓胀因子。 2腐蚀管道剩余寿命预测方法 预测腐蚀管道的剩余寿命，实际上是预测管道腐蚀的发展趋势。对管道壁厚减薄趋势和 在满足剩余强度及其安全性要求前提下的腐蚀管道剩余寿命进行预测，可以有针对性地制定 控制腐蚀发展和计划性维修的对策。 在管体腐蚀的过程中，随着时间的增加，对整条管道而言，腐蚀缺陷点数、腐蚀区域、 腐蚀程度和失效概率呈增加趋势，如不经维修，出现泄漏或破裂的次数会逐年增加。但由于 不同区段管体腐蚀条件存在差异，腐蚀的发展趋势也不尽相同。 影响管道腐蚀的因素很多，众多因素之间还存在着相互影响，这就使长输管道腐蚀问题 十分复杂。对于这样的复杂系统，通常采用概率性的方法在一定程度上有一定的准确性【4J。 腐蚀速率R(包括径向腐蚀速率尺d和轴向腐蚀速率R1)是求解剩余寿命最重要的因素。没 有进行检测的管道，R可以由土壤电阻率、外防腐层类型、阴极保护等情况依据经验估算。裸 管的腐蚀速率与电阻率、土壤类型的大致关系如表l。 表l裸管的腐蚀速率与电阻率、土壤类型的关系【3】 电阻率(Q℃m】 土壤类型 水类型 腐蚀性 腐蚀率(ram／a) 100 海水、盐水 极强 1．O lOO～l 000 盐沼、含盐泥炭土、沼泽 海底水 强 O．5 l 000～5 000 含盐粘士、湿粘土、粘土、泥炭士 轻度含盐水 中等 O．2 5 000～20 000 密实粘土 淡水、河底水 轻微 0．1 20 000～50 000 砂土、粗砂 轻微 0．05 50 000 石灰石、干砂、岩