海底管線檢測數據的利用

金濤

(中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452)

管道智能內檢測作為海底管道完整性管理的一種有效手段，正在被推廣和應用，管道管理者會積累越來越多的海底管道智能內檢測數據。而當前，對于管道內檢測數據的分析和管理還僅僅停留在表層，主要就是了解管道缺陷多不多，最嚴重的缺陷在什么位置，剩余強度如何，初步評估下剩余壽命，簡單說就是管道在當前情況下含缺陷運行是否安全。據不完全統計，至2016年底中海油已有愈百條海底管道實施了內檢測，其中部分管道進行了多輪內檢測，獲得了大量的數據。在當前提倡大數據附加值的背景下，應該對海底管道內檢測數據進行深入的分析，為海底管道的運行管理提供科學的依據，從源頭上降低海底管道的風險。

1 管道內檢測數據的類別

目前國際管道檢測公司如ROSEN、TDW、Romstar、Baker Hughes等提供的檢測報告中，參數主要分為兩類，一類是位置參數，表明缺陷在管道上的所處位置，包括絕對里程、相對里程、時鐘方位和表面位置；第二類是特征參數，表示缺陷的尺寸信息，包括缺陷長度、寬度和相對深度，如表1所示。

表1 管道內檢測報告缺陷參數列表

2 內檢測數據的分析利用

數據的利用主要包括缺陷適用性評價、再檢周期、缺陷沿程分布規律、時鐘方位分布規律、相對焊縫分布特點等；也包括單條多次檢測數據的缺陷比對，分析腐蝕發展趨勢，對該管道未來腐蝕發展方向做出科學預測。

（1）剩余強度評價。腐蝕缺陷剩余強度評價，國際上有不同的評價標準，如ASME B31G, Modified B31G(0.85dL)，RSRENG 和DNV F-101，這些方法均是采用流變應力理論，在缺陷有效面積、流變應力等參數選擇方面有所不同。另外需要注意的是每個評價標準其保守性和適用性稍有不同，在采用時需要考慮實際需求，具體的評價方法詳見各標準，此處不做贅述。

（2）腐蝕速率及剩余壽命評價。最準確的腐蝕速率的計算方法就是基于兩輪內檢測數據所計算的腐蝕速率，其計算公式如下所示：

其中：CR為腐蝕速率，mm/年；d2為后一次腐蝕深度，mm；d1為前一次腐蝕深度，mm；t2為后一次檢測時間，年；t1為前一次檢測時間，年。則剩余壽命計算公式為：

其中：RL為剩余壽命，年；CR為腐蝕速率，mm/年；d’為允許腐蝕的深度，mm；d0為已腐蝕深度，mm。

（3）腐蝕分布規律分析。通過分析缺陷點絕對里程位置，相對焊縫位置，時鐘方位分析等，判斷管道沿程的腐蝕敏感區間和方位區間，并分析每個管節上的腐蝕敏感位置，進行風險分析，為后續的風險控制提供依據和防控方向。

3 案例應用

（1）管道基本信息。本案例對渤海油田雙層混輸海管的兩次內檢測數據進行深入分析和評估，該海管投運至今共運行11年。曾間隔兩年實施了兩次內檢測，結果發現內管有較嚴重的內外腐蝕，尤其是在某1km長的范圍內存在較為嚴重的外腐蝕，缺陷數量如表2所示。

表2 兩次內檢測概況

（2）剩余強度評價。剩余強度評價針對第二次的檢測數據進行，且考慮到篇幅問題，只選取了缺陷長度和深度較嚴重的缺陷共計73個缺陷進行了剩余強度的分析評估，評價標準分別選取了ASME和DNV規范，并進行了對比，結果如圖1所示。

圖1 剩余強度評價結果

從圖1可看出，兩種評估方法所評價出的最小剩余強度缺陷約位于里程500m處，該缺陷的相對深度為49%，缺陷長度為166mm。而該條管道壁厚減薄最大的缺陷點為79%，也由此看出。剩余強度最小的缺陷點并非是深度最大的缺陷點，這也告誡管道管理者不要僅僅關注壁厚減薄最大的缺陷點，而是要從強度的角度綜合分析缺陷的風險。

（3）腐蝕速率分析。從兩次檢測數據看出，相對于內腐蝕來說其外腐蝕缺陷發展較快也較嚴重，因此腐蝕速率分析只針對51個較嚴重外腐蝕缺陷進行，經過比對腐蝕速率分析結果如圖2。

由圖可知經過約兩年的時間腐蝕缺陷深度最大增加了42%，最小增加了10%，年腐蝕速率為最高達4mm/a。

圖2 腐蝕速率計算結果

4 結語

（1）管道內檢測數據有非常大的利用空間，既要從缺陷的特征參數來分析其剩余強度、腐蝕發展情況和嚴重程度，還要從位置參數來整體分析腐蝕的分布情況和腐蝕的敏感區間獲得更多的信息，為后續海管的風險分級管理提供依據。

（2）案例中不但對管道的適用性進行了評估，也從缺陷的特點、分布情況和發展情況結合介質的腐蝕性等數據，對管道的未來運行安全性進行了預測和分析。