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          管道研究

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          陜京管道環焊縫風險排查淺析

          來源:《管道保護》2022年第5期 作者:徐俊杰 雷宏峰 霍曉彤 時間:2022-9-20 閱讀:

          北京管道公司

          徐俊杰 雷宏峰 霍曉彤

           

          摘要:從竣工資料排查、底片復核、內檢測數據對齊、內檢測數據復核、現場開挖復檢等方面,梳理總結了陜京管道系統近4年來的環焊縫排查成果,分析環焊縫缺陷焊口性質與規律,提出下一步環焊縫排查應努力做到開挖選點精細化,結合內檢測等新技術、新方法,提高缺陷發現準確率,降低管道環焊縫隱患風險。

          關鍵詞:環焊縫;風險排查;陜京管道

           

          北京管道公司自2017年8月開始對所轄陜京三線、永唐秦管線、唐山LNG外輸管線、大唐煤制氣干線、港清三線、寶香西管線、采通線、靖邊聯絡線、陜京二線9條管線共計2790多公里管道(表 1)、24.4萬多道焊口進行環焊縫質量風險排查。通過選擇性開挖驗證,無損檢測再次檢驗,經風險評價對有缺陷的環焊縫采取補強或換管處理,降低管道安全隱患,為管道安全平穩運行打下堅實基礎。

          表 1 北京管道9條管線基本情況


          1  排查內容和流程

          環焊縫質量風險排查包括建設期底片排查、疑似黑口排查、內檢測信號復核及高后果區特殊焊口抽查四大類。排查流程為:竣工資料排查→內檢測數據對齊→建設期底片復核→現場開挖→底片復拍→底片第三方復核→安全評價與處置建議→修復處置等[1-2]。其中開挖復檢流程為:定位開挖點→開挖→環焊縫處防腐層外觀檢查與清除→表面缺陷測量和無損檢測及報告→防腐層修復→作業坑回填→環焊縫缺陷開挖復檢報告→開挖復檢成果數字化。

          2  排查完成情況

          (1)資料排查。對北京管道9條管線竣工資料排查,共計排查里程2790.19公里,焊口244879道,發現無檢測報告14626道,邏輯關系錯誤12362道。

          (2)底片復核。對陜京三線等7條管線(陜京二線、采通線底片已被檢測單位銷毀)底片復核,共計復核焊口147834道,發現底片存疑230道,其中建議返修、復拍95道(剩余3道原底片黑度不足無法復評未開挖),建議質量關注94道(已全部開挖或經定量風險評價),組對不規范41道(無需處理)。

          (3)數據對齊。對陜京二線等8條管線焊口開展數據對齊工作(靖邊聯絡線未設置收發球筒不具備內檢測條件,不能通過內檢測數據進行數據對齊),共計對齊里程2789.39公里,確定需開挖疑似黑口85道。

          (4)信號復核。對內檢測信號復核2412.48公里(陜京二線剩余約370公里未復核),共計發現嚴重異常焊口221道,較嚴重異常焊口929道。各管線嚴重異常焊口及開挖情況見表 2。

          表 2 各管線內檢測嚴重異常焊口開挖情況統計表


          (5)焊口開挖。截至2021年底,累計開挖復拍焊口1434道,發現不合格焊口202道,不合格比例14.09%,需修復焊口42道,需修復比例2.93%,其中,含裂紋焊口8道,占比0.56%。焊口需修復比例及裂紋比例均低于集團公司平均統計水平。

          3  排查結果分析

          根據數理統計學中最少樣本大于30法則,累計開挖復拍焊口1434道,需修復焊口42道。按照焊口類型、所屬管線、施工單位、檢測單位、裂紋口等指標進行分析,截至2021年底情況如下。

          (1)按焊口類型分析,底片存疑焊口、內檢測異常焊口需修復比例最高,分別為16.06%和7.14%,見表 3。

          表 3 按焊口類型分析修復焊口統計表


          (2)按所屬管道線路分析,陜京三線裂紋焊口及需修復焊口最多,唐山LNG管線需修復焊口比例最高,見表 4。

          表 4 按管道線路分析修復焊口統計表


          (3)按建設施工單位分析,A公司、B公司、C公司施工的焊口需修復比例最高,均占5%左右,見表 5。

          表 5 按施工單位分析修復焊口統計表


          (4)按檢測單位分析,A公司、B公司的焊口需修復比例最高,分別為11.4%、4.63%,見表 6。

          表 6 按檢測單位分析修復焊口統計表


          (5)按裂紋口分析,8道中有7道分布在陜京三線且3道集中在良西段(另有3道根部缺陷加B型套筒修復口也集中在該段),1道在唐山LNG。所有裂紋均為根部裂紋(圖 1),其中發生裂縫擴展的4道。根據焊口失效分析,產生上述裂紋主要原因有根部未融合、夾渣、焊瘤、內凹、返修工藝錯誤等[3],見表 7。


          圖 1 裂紋口斷面圖

          表 7 按裂紋口分析修復焊口統計表


          4  排查取得成果

          (1)完善了陜京管道基礎資料。24.4萬多道焊口施工及檢測信息全部錄入平臺,完成15萬道焊口建設期底片的回收、整理與歸檔。

          (2)消除了陜京管道系統部分管道安全隱患。目前發現裂紋缺陷焊口8處,修復管道各類缺陷焊口隱患42處,其中換管10處,B型套筒修復12處,及時發現和消除了陜京三線49#閥室附近一處貫穿性裂紋焊口的重大隱患。

          (3)摸清了部分管道的施工質量。港清三線、大唐煤制氣、采通線發現問題較少,施工質量較好,且無裂紋焊口。陜京三線、唐山LNG、永唐秦管線發現問題焊口較多。寶香西、陜京二線目前開挖比例和數量不夠,尚不能判定施工質量。

          (4)采用超高清漏磁技術檢測環焊縫缺陷[4]。2021年陜京三線良西段選取16處缺陷焊口進行開挖射線復拍,發現不合格焊口10道,包括裂紋口2道,經評價需修復焊口4道,表明超高清漏磁檢測缺陷發現率比普通漏磁高出2倍以上。

          (5)規范了B型套筒修復方式。2021年以前公司干線管道缺陷基本采用換管方式治理,對管道運行連續性、成本和環境影響較大。2021年在環焊縫缺陷焊口修復中成功實施了5處B型套筒帶壓修復,施焊壓力突破了0.4倍設計壓力局限,共節約天然氣放空350萬立方米以上,節約施工、氮氣費用280萬元以上。根據這一成果,進一步完善了公司管道本體完整性管理體系文件,規范了B型套筒修復適用范圍及帶壓施焊壓力計算方法,明確了干線管道除裂紋以外的缺陷均可采用B型套筒修復[5-6]。

          5  結語

          陜京管道系統環焊縫底片存疑口和內檢測異?谛栊迯捅壤^高,因底片存疑口全部開挖復驗完成,內檢測異?趯橄乱徊江h焊縫排查重點。陜京三線、永唐秦、唐山LNG管道需修復焊口數量、比例較高,今后將主要對這3條管線內檢測嚴重異?谥攸c開挖排查復驗。

          陜京管道環縫縫質量風險排查盡管取得了一些進展,消除了發現的管道安全隱患,但受限于檢測、評價等技術瓶頸以及對環焊縫失效機理的認知局限,管道環焊縫失效風險依然存在,環焊縫缺陷仍處于“不可全知、很難全控”的狀態。下一步將探索新的技術手段,推廣應用超高清漏磁檢測等技術,提高環焊縫缺陷檢測的準確率。

           

          參考文獻:

          [1]王正卿,耿立平,劉小峰,等.長輸管道可疑環焊縫的排查方法[J].焊接質量控制與管理,2021,50(11) :91-94.

          [2]狄彥,帥健,王曉霖,等.油氣管道事故原因分析及分類方法研究[J].中國安全科學學報,2013,23(7) :109-115.

          [3]朱增玉.油氣管道環焊縫失效分析及預防措施[J].中國石油和化工標準及質量,2018,38(11):41-42.

          [4]王婷,楊輝,馮慶善,等.油氣管道環焊縫缺陷內檢測技術現狀與展望[J].油氣儲運,2015,34(7) :694-698.

          [5]冼國棟,呂游.油氣管道環焊縫缺陷排查及處置措施研究[J].石油管材與儀器,2020,6(2) :42-45.

          [6]燕冰川.高強鋼管道環焊縫風險排查技術淺析[J].石油管材與儀器,2020,6(2) :46-52. 


          作者簡介:徐俊杰,1983年生,碩士,高級工程師,2009年畢業于中國石油大學(北京)油氣田開發工程專業,現從事長輸天然氣管道環焊縫排查整治工作。聯系方式:13810738977,xujj06@pipechina.com.cn。

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