杭州灣海底管道腐蝕失效分析及其壽命預測.pdf

1、杭州灣海底管道是中石化甬滬寧管網的重要子工程，也是我國孔徑最大的長距離海底原油輸送管道。由于特殊的地理自然環(huán)境，杭州灣海底管道的安全性問題是甬滬寧管網的正常運行的關鍵所在，也是中國石油化工股份有限公司以及社會各界關注的熱點。
　　 腐蝕失效是海底管道失效的主要原因之一，然而在極其復雜的海洋環(huán)境中，腐蝕又是不可避免的，因此對含腐蝕缺陷海底管道進行結構完整性研究具有重要的工程應用價值。本文的研究是“杭州灣海底管道安全運行與風險管理技

2、術研究”項目的一部分，研究同時得到了國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)和中國石油化工股份有限公司科技開發(fā)部資助。本文的題目是“杭州灣海底管道腐蝕失效分析及其壽命預測”，通過對含腐蝕缺陷的海底管道的結構完整性評定的研究，得出杭州灣海底管道的安全狀況，并通過對不同失效模式下的腐蝕剩余壽命的研究，為管道的運行和維護提供決策依據。本文的主要研究內容及部分結論如下：
　　 (1)分安全系數(PSFs)法作為一種簡便的處理結構完整性評定中

3、參數不確定性的方法，有效地減少了評定過程中所需評定參數的數量和計算的工作量，仍然具有較強的工程應用價值。本文分析了API579和BS7910的分安全系數的來源，給出了基于一次二階矩法(FOSM)的分安全系數求解方法，實例表明該方法能簡便有效的計算出相應的分安全系數值。
　　 (2)面型缺陷是海底管道在服役過程中最常見的缺陷類型，也是最危險的一種缺陷，本文基于BS7910的基本原理利用分安全系數對管道中常見的焊縫表面環(huán)向裂紋進行了

4、評定，給出了含不同裂紋尺寸時杭州灣海底管道的安全可接受性。評定結果表明杭州灣海底管道的三條并行管道(ψ273.1mm，ψ711.2mm和(ψ762mm)的裂紋臨界深度值分別為3.1mm，3.1mm和2.6mm(以α/2c=0.1為例)。
　　 (3)本文根據DNV-RP-F101的體積型缺陷評定的分安全系數法對杭州灣海底管道可能出現的體積型缺陷進行評定，并給出了含不同尺寸的凹坑缺陷時杭州灣海底管道的安全工作壓力。評定結果表明杭州

5、灣海底管道的三條并行管道(ψ273.1mm，ψ711.2mm和ψ762mm)的凹坑臨界深度值分別為4.6mm，5.8mm和2.0mm(以凹坑長度L=200，寬度C=20為例)。
　　 (4)根據DNVRP-G101以及應力腐蝕試驗的結果，確定了杭州灣海底管道的體積型缺陷及應力腐蝕裂紋的擴展速率，并在此基礎上運用概率安全評定的方法，對杭州灣海底管道的腐蝕失效概率的變化趨勢進行了計算，對剩余壽命做出了預測。結果表明：三條并行管道(ψ