埋地管道结构完整性评价技术研究

基于埋地管道无损检测的相关检测办法作者：张向阳来源：《硅谷》2014年第21期摘 ;要 ;在石油、天然气等输送工程中，埋地管道以自身诸多优势得到了普遍应用。

对于埋地管道而言，其有些情况下要面对较差的环境以及工况，表现出较高的风险系数，重视并落实埋地管道检测工作便显得尤为重要了。

有鉴于此，本文基于埋地管道无损检测进行相关探讨，系统介绍了几种先进、常用的无损检测技术及其应用。

关键词 ;埋地管道;无损检测;X射线中图分类号：TH878 ; ; ;文献标识码：A ; ; ;文章编号：1671-7597（2014）21-0131-02我国在埋地管道检测这一领域的研究由于开展较晚，所以，仍处于起步阶段，然而现阶段，埋地管道泄漏事故却屡见报端，带来了严重的负面影响，所以，应重视并推动埋地管道检测水平的不断提高，并积极付诸实践，从而实现减少该类事故的目的。

1 ;埋地管道元件的无损检测埋地管道有数量众多的管道元件组装而成，主要包括管子、法兰以及阀门等。

如何做好这些管道元件的无损检测工作也是当下的研究热点之一。

以埋地管道用钢管的无损检测为例。

埋地管道用管材主要涉及两种，一种是无缝钢管，另一种是焊接钢管。

对无缝钢管进行检测时，通常采用液浸法或者接触法超声波检测，以实现对纵向缺陷的及时准确发现;对焊接管进行检测时，通常采用射线抽查法或者100%检测[1]，采用100%检测时，一般将会利用到先进的X 射线实时成像无损检测技术。

2 ;埋地管道安装阶段的无损检测1）射线检测。

在射线检测过程中，为提高和保证理想的检测效率以及准确性，国内外均十分重视这一领域相关设备的研发，在此背景下，管道用X射线实时成像检测设备成了人们普遍关注的焦点，其中较为新进的有美国Envision公司设计制作的EnvisionScan GW-2TM管道焊缝自动扫描X射线实时成像系统。

该装置表现出了一定的先进性，通过对以CMOS成像为代表的诸多先进技术的引入、融合和应用，能够很好地完成对Φ609mm（24i）管线所对应的连接焊缝的360°精确扫描，且仅需1～2min便能够出色完成，与此同时，还能够提供令人满意的扫描宽度（可达75mm），除此之外，该装置具有相对较高的图像分辨率，能够达到80um，已经超过大多数胶片成像系统。

给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程一、总则1、本规程是针对埋地钢管管道结构设计的特殊性，其目的在于使这类管道能够抵御恶劣环境下的各种地质条件对其带来的荷载，从而达到良好的结构质量和可靠性要求，保证其出厂质量和使用延长其他管道管线的使用寿命。

2、本规程旨在完善埋地钢管管线设计，引入新技术，研究新构件，建立新材料，有效改善施工方法，提高施工质量，优化新的结构系统，提高机械性能，使管道更加适用于恶劣环境。

二、技术条件（一）材料1、埋地钢管管线构件应采用钢NO13Mn V 18、S2Cr2N230V、S2CrN、S4CrN4、S4CrN4TiN等管线材质。

2、钢管结构设计参数应符合GB (/T 9711.1-1997钢管线路管道系列产品技术规范规定的材料标准和壁厚要求。

（二）荷载1、埋地钢管结构需要根据施工地点实际情况、设计荷载需要把握，考虑设计承载力的定义。

2、在确定结构荷载及考虑钢管管线的吊装、施工或安装，安全可靠性的要求，以及相同规格的钢管管线伸缩性，应根据地下环境（如地质构造、地质条件、地区气候等）所施加的外力确定钢管管线设计承载力。

（三）设计结构1、埋地钢管管线设计时，应考虑管道的有效长度以及弯曲系数，以保证管道内的流体传输均匀，减少水头丢失。

2、设计补偿结构时，应注意总长变化、管径变化或组合变化，并充分考虑材料和加工的可行性，确保其可靠性与安全性。

三、设计准则（一）埋地钢管管线设计应符合有关国家标准，确保其结构安全可靠，采用具有可靠性高、可操作性强、投资低廉、实用性强的新技术，降低建设成本，提供足够的设计数据保证结构位移和弯曲稳定，并兼顾施工的便利性。

（二）埋地钢管管线设计应综合参考有关国家规定，考虑地质地貌、环境影响等因素，设计穿越山谷、内河流域、内海穹岛构造等不良地形条件的管线通道，并绘制出逻辑路线图以及工程地形分析和图谱。

四、检验与审核（一）实施过程中，每一步必须有严格的检验和审核，以确保设计符合要求，确保管道正常安装和使用，确保水流满足设计要求，确保操作流程顺利进行。

dg∕tj08-308-2018 埋地塑料排水管道工程
技术标准
dg/tj08-308-2018 埋地塑料排水管道工程技术标准是中国国家标准化管理委员会发布的标准，用于规范埋地塑料排水管道工程的设计、施工和验收。

这个标准包括了以下内容：
1.总则：介绍适用范围、术语和定义。

2.材料：包括要求、分类、技术指标和选择。

3.结构设计：介绍管道的结构设计原则、要求和计算方法。

4.施工工艺：包括基础处理、管道铺设、连接、安装和保护等施工步骤。

5.检验与验收：确保管道工程质量的检验和验收方法，包括材料和工程质量检查要点。

6.交接、使用与维护：管道工程竣工后的交接、使用和维护事项。

该标准适用于埋地塑料排水管道工程的设计、施工和验收，旨在保障工程质量，提高工程施工效率，保护环境。

埋地球墨铸铁管结构计算分析与探讨摘要：埋地球墨铸铁管在输水工程中应用较为广泛，本文结合某输水工程，对埋地球墨铸铁管管道变形、强度设计采用《水利水电工程球墨铸铁管道技术导则》和《给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程》设计计算方法进行计算，进一步论证了管材选择的合理性。

其实践经验可供类似工程参考。

关键词：埋地球墨铸铁管；管道变形；管道强度；管材选择一、引言目前，国内输水用球墨铸铁管设计书籍主要有《给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程》、《给水排水工程管道结构设计规范》、《给水排水工程结构设计手册》，均是以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用含分项系数的设计表达式进行设计；强度计算时，考虑内部荷载及外部荷载同时作用下的管壁应力计算；变形计算时，仅考虑在外部荷载作用下的管道变形。

《水利水电工程球墨铸铁管道技术导则》是采用单一安全系数极限状态设计方法，把外部荷载单独作用下及内部荷载单独作用下的受力状态当作极端状态；设计中主要考虑以下两种情况：一是仅考虑内部荷载时，需要的壁厚；二是仅考虑外部荷载时进行变形设计。

本文以某输水工程为例，对基本参数一致的情况，对管材等级选择采用《水利水电工程球墨铸铁管道技术导则》和《给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程》设计计算方法进行分析探讨。

二、工程概况某输水工程设计流量2.5m3/s，管道内径为1.4m，经管材比选，以球墨铸铁管为主。

管道工作压力为1.0MPa，管道设计压力为1.6MPa。

球墨铸铁管埋管下部为砂碎石垫层，管周回填土压实度要求不小于90%，最大回填土高度为4.5m。

三、按《水利水电工程球墨铸铁管道技术导则》计算。

1、径向变形管道的径向变形率计算采用下列公式进行：式中：Δ——管道的径向变形率，%；K x——变形系数；∑P——作用在管道上的竖向荷载，MPa；E’——管侧回填土的反作用模量，MPa；S——管的径向刚度，MPa。

油气田埋地管道完整性检测评价埋地油气管道介质一般含水、H2S、CO2、Cl-等，易使管道产生腐蚀导致失效，造成环境污染或人员伤亡。

开展管道检测和完整性评价能提前发现腐蚀缺陷管段，及时维修防护，有效保障管道的安全运行。

笔者以某油气田埋地管道为例，介绍了管道完整性检测评价的应用实践。

1管道完整性评价1.1 数据采集管道数据包括勘察、设计、采购、施工、检测、验收、投产、运行、维护、废弃等全过程数据；管道属性数据、管道环境数据、管道检测维护管理数据及历史数据；管道失效分析、管道应急预案等。

1.2 高后果区识别依据GB 32167―2015《油气输送管道完整性管理规范》，高后果区识别方法和分级准则主要考虑因素有：地区等级、村庄及乡镇密集程度，周边是否有公路、易燃易爆场所、国家自然保护区、特定场所以及水源地等。

在数据采集基础上，结合管道现场情况，对管道高后果区逐一分级，并采用GPS定位系统采集位置数据。

同时识别出在这些高后果区内对管道安全运行造成威胁的主要原因，形成高后区识别记录表和高后果区识别统计表。

1.3 风险评估埋地油气管道的风险评估一般采用半定量风险评估方法。

工作内容主要包括管段划分、失效可能性评价、失效后果评价和风险值计算。

管段划分的原则是当相关数据出现重要的变化时插入分段点。

综合管道介质、压力、温度、规格、投运时间、介质腐蚀性、人口密度、防腐层状况和地区等级要求等对管线进行区段划分。

失效可能性分析从第三方破坏、腐蚀、设备（装置）及操作和管道本质安全方面，针对埋地钢制管道在役阶段失效可能性进行评分。

失效后果评分主要从介质的短期危害性、介质的最大泄漏量、介质的扩散性、人口密度、沿线环境、泄漏原因和供应中断对下游用户影响等，针对埋地钢制道失效后果进行评分。

风险值为失效可能性得分与失效后果得分的乘积，随后依据标准中推荐的风险等级划分办法开展风险等级划分。

风险高的管段应在后续的检验检测及运行维护过程中予以重点关注。

埋地管道无损检测技术沈功田,景为科(中国特种设备检测研究中心,北京100013)左延田(中国石油大学,北京102249)摘要:埋地管道在石油、天然气等液体和气体介质的输送中得到广泛使用,由于其所处环境和工况相对恶劣,因而具有泄漏甚至爆炸的潜在危险。

综述了埋地管道制造、安装和运行过程中分别采用的各种无损检测技术,除常规的无损检测方法外,还包括X 射线实时成像检测、自动超声检测、管道机器人检测和超声导波检测等先进的方法和技术。

关键词:无损检测;埋地管道;综述;X 射线实时成像;管道机器人;导波中图分类号: TG115. 28 文献标识码:A 文章编号:100026656 (2006) 0320137205 Review of Nondestructive Testing Technique for Buried PipelinesSHEN Gong-tian , JINGWei-ke(China Special Equipment Inspection and Research Center , Beijing 100013 , China)ZUO Yan-tian(China University Pet roleum , Beijing 102249 , China)Abstract : Buried pipelines are widely used in the t ransportation of liquid and gas media such as crude oil andnatural gas. Because of t ransporting under the bad working environment , they are possible to happen the leakageand explosion. The nondest ructive testing (NDT) technique used by cell testing , welding testing and in2servicetesting of buried pipelines are reviewed. The purpose used the NDT methods are indicated. Excepted the normalNDT methods , some advanced NDT methods for buried pipeline are also int roduced , such as X2ray real2timeimaging , automatic ult rasonic testing , pipeline pig testing and ult rasonic guided waves testing methods.Keywords :Nondest ructive testing ; Buried pipeline ; Review ; X ray real2time imaging ; Pipeline pig ; Guidedwaves输送管道作为一种特殊承压设备越来越广泛用于石油、化工、化肥、电力、冶金、轻工和医药等各工业领域和城市燃气、供热系统。

埋地管道的失效机理及其可靠性研究摘要：在现代社会中，埋地管道以及成为城市生产生活中—种必不可少的基础设施。

由于大部分的埋地管道都是埋藏在地下，考虑到地下各种复杂环境因素（包括湿度、温度、压力等）的影响，埋地管道会出现缓慢的腐蚀失效过程。

这显然会对管道的结构及其功能造成破坏。

本文主要对埋地管道的失效机理进行了分析，并就其可靠l生展开的相关研究。

前言在现代社会中，埋地管道以及成为城市生产生活中一种必不可少的基础设施。

例如，城市生活中的给水、送气管道，以及工农业生产中的灌溉、排污管道等，都属于埋地管道。

而根据其各自的工作和使用环境要求，埋地管道的材质和结构也各不相同。

目前常用的管道材质主要有：铸铁、钢管和塑料。

其中，铸铁由于具有强度高、抗挤压变形好、可塑性强等优势，已经成为供水管材中使用最广泛的材料。

而塑料管材在耐腐蚀性、抗污性、重量及适用性方面具有显著优势，已逐渐成为埋地管道中通用的管材。

但是，由于大部分的埋地管道都是埋藏在地下，考虑到地下各种复杂环境因素（包括湿度、温度、压力等）的影响，埋地管道会出现缓慢的腐蚀失效过程。

如果这一情况没有得到及时有效的发现和处理，埋地管道就可能出现裂纹和破损，造成管道功能失效。

为了尽量延长埋地管道的使用寿命，本文主要对埋地管道的失效机理进行了分析，并就其可靠性展开的相关研究。

1.埋地管道的失效分析1.1失效原因造成埋地管道失效的原因有很多，一般来说可以分为两大类载荷效应和结构抗力。

其中，载荷效应主要是指各种直接或间接作用于埋地管道的载荷对管道结构造成的影响。

这些载荷既包括管道自身的负载，如管道内部介质的作用、管道自身的重量，又包含管道受到的外部负荷，如覆土载荷、温度载荷、地表堆载以及上浮载荷等。

这些载荷直接或间接作用于管道，使其发生扭曲变形、结构破坏等。

而结构抗力则与载荷效应密切相关。

由于载荷效应对管道壁身长期、反复的破坏侵蚀，造成管道材料老化、变形、腐蚀甚至出现裂纹。