【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 陷修復(fù)所必須的操作程序、基本要求、安全操作與預(yù)防程序。 本規(guī)定適用于公司輸氣管道缺陷修復(fù)操作的管理。 3 職責(zé) 技術(shù)服務(wù)部： （ 1） 負(fù)責(zé)工藝管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) （ 2）負(fù)責(zé)制定工藝管道的控制與消減方案 ； （ 3）負(fù)責(zé)組織開展運(yùn)行管道的 HAZOP 分析； （ 4）負(fù)責(zé)開展站場(chǎng)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。 防腐 部門： （ 1） 負(fù)責(zé)管道腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)， （ 2）負(fù)責(zé)制定腐蝕風(fēng)險(xiǎn)控制與消減方案的制定 （ 2）負(fù)責(zé)實(shí)施缺陷修復(fù)作業(yè)，編寫缺陷修復(fù)報(bào)告； 項(xiàng)目部 負(fù)責(zé)開展新建站場(chǎng)的 HAZOP 分析 操作維修部門 負(fù)責(zé)風(fēng)險(xiǎn)控制與消減方案的實(shí)施。 2 4 評(píng)價(jià)流程 圖 1 站場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)管理 流程圖 5 站場(chǎng)工藝管道風(fēng)險(xiǎn)的控制與管理 工藝管道的超聲導(dǎo)波檢測(cè) 針對(duì)工藝管道存在缺陷風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)定期開展超聲導(dǎo)波檢測(cè)，具體參見《 管線及站場(chǎng)完整性管理檢測(cè)技術(shù)規(guī)程 》 超聲導(dǎo)波檢測(cè) 原理 該技術(shù)采用 23 種扭轉(zhuǎn)波和縱波、橫波 進(jìn)行檢測(cè) ， 由于這種波 傳播主要依賴于聲波的頻率和材料的厚度，在遇到管道壁厚發(fā)生變化 的位置，無論壁厚增加或減少，一定比例能量被反射回到探頭。直到能量消耗完畢。當(dāng)遇到管道的特征時(shí)，如環(huán)焊縫、壁厚的增加處，如果這些特征在管道周向是對(duì)稱時(shí)，反射波的波峰被均勻的反射回來。此時(shí)反射的聲波缺陷是對(duì)稱的。在有腐蝕的區(qū)域，厚度的減少是主要特征，入射聲波的散射發(fā)生模式轉(zhuǎn)換，反射波模式也出現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換，信號(hào)出現(xiàn)頻率變化，并且表現(xiàn)為信號(hào)曲線是不連續(xù)。根據(jù)頻率變化和曲線的形狀，來判斷缺陷的大小和方位。管道環(huán)向的超聲波探頭均勻的間隔排列，使得聲波以管道軸芯為對(duì)稱傳播 ,環(huán)向聲波沿著管道傳播，整個(gè)管道壁被聲波的運(yùn)動(dòng)所激勵(lì) ，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)全管體的檢測(cè)。 特點(diǎn) 是 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)分析 風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià) 結(jié)束 可接受否 風(fēng)險(xiǎn)控制與消減 否 3 超聲導(dǎo)波可在一個(gè)測(cè)試點(diǎn)對(duì)于一個(gè)大的長(zhǎng)距離的管道的材料進(jìn)行 100%的檢測(cè)。 檢測(cè)范圍 系統(tǒng)可檢測(cè)直徑 340 英寸的管道，常用于下列情形：穿路套管、穿越圍墻、直管段的100%檢測(cè)、各種支架下的管道檢測(cè)、架空工程管道、防腐層下腐蝕檢測(cè)（只需清除很小絕緣層）、低溫工程管道、球形支架、護(hù)坡管線等。 檢測(cè)分析 根據(jù)檢測(cè)信號(hào)，分析出管道的焊縫、法蘭、支撐等特征和管道上的各種缺陷，并對(duì)缺陷的嚴(yán)重程度作出大致的評(píng)估。 站場(chǎng) 工藝 管道缺陷評(píng)價(jià) 缺陷可分 為：平面、體積型和幾何缺陷。對(duì)于站內(nèi)工藝管道 ， 主要缺陷為 裂紋缺陷（以強(qiáng)度損失為 SCC 特征，如裂紋、疲勞裂紋、蠕變等）和 體積缺陷（以質(zhì)量損失為特征，如均勻腐蝕、局部腐蝕、槽溝腐蝕等）， 其量化準(zhǔn)則見表 1。 具體評(píng)價(jià)參見《 管道缺陷評(píng)估技術(shù)規(guī)范 》。 表 1 腐蝕管道的缺陷分類和量化 分類 相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn) 量化原則 具體類型 計(jì)算參數(shù) 平面（裂紋）類 BS79101999 用缺陷所包絡(luò)矩形的長(zhǎng)度、高度表示。 穿透缺陷 表面缺陷 埋藏缺陷 多缺陷共存 長(zhǎng)度 長(zhǎng)度、高度、厚度 長(zhǎng)度、高度、厚度、距表面距離 體積（腐蝕）類 API579 SY/T64772020 采用最危險(xiǎn)厚度（ CTP）為門檻值 軸向 CTP 環(huán)向 CTP 缺陷軸向投影面最小厚度、長(zhǎng)度 缺陷環(huán)向投影面最小厚度、長(zhǎng)度 站場(chǎng) 工藝管道沉降風(fēng)險(xiǎn)控制 針對(duì)部分站內(nèi)工藝管道沉降風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)開展沉降風(fēng)險(xiǎn)和控制措施效果評(píng)價(jià)。 數(shù)據(jù)采集 主要采集如下幾個(gè)方面的數(shù)據(jù)： 管道的設(shè)計(jì)參數(shù)包括壁厚、材料、管道長(zhǎng)度、支撐的類型與位置等；管道的運(yùn)行參數(shù)包括運(yùn)行壓力、管道流量等；管道的沉降數(shù)據(jù)，如沉降量、沉降位置等。 建立沉降分析模型 4 利用 ABQUS、 ANSYS、 CAPIP 建立沉降管網(wǎng)的模型 ，分析沉降對(duì)管道的影響，分析沉降風(fēng)險(xiǎn) 是否在可接受的范圍； 如果沉超過可接受的范圍，提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)消減措施。 消減措施評(píng)價(jià) 建立采取措施后的有限元模型，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)消減 的效果進(jìn)行分析。 工藝管道失效后果評(píng)價(jià) 根據(jù)輸氣管道系統(tǒng)完整性管理分析 該方法計(jì)算步驟比較簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果也比較單一，計(jì)算步驟如下： 受影響區(qū)域的半徑： pdpdr **7*)*(* ?? （ 1） 假設(shè)影響區(qū)域?yàn)閳A形，得到影響區(qū)域面積： pdr 22 0 3 1 ?? ? （ 2） 根據(jù)超壓 沖量準(zhǔn)則法分析 超壓 沖量準(zhǔn)則得出的計(jì)算法將損失分成死亡、重傷、輕傷和財(cái)產(chǎn)損失四種情況，后果區(qū)域劃分更加詳細(xì)，但只適用于天然氣燃燒爆炸。 ① 死亡半徑 )4520*1000 *10*5*( ff WWr ?? （ 3） ② 重傷半徑 312 fWr ? （ 4） ③ 輕傷半徑 313 fWr ? （ 5） ④ 財(cái)產(chǎn)損失半徑 42464 4 8 510* ???? ?? ff WWr （ 6） fW 為介質(zhì)質(zhì)量 根據(jù) API 581 規(guī)范分析 API 581 推薦做法步驟比較復(fù)雜，但它可以針對(duì)不同種情況計(jì)算人員死亡面積和設(shè)備損失面積。 5 xA? （ 7） x，氣體泄放質(zhì)量， Kg A，致死區(qū)域面積， m2 ① 熱輻 射對(duì)人和建筑物的影響 當(dāng)發(fā)生火災(zāi)后，噴射 火苗可以被理想化為一系列的點(diǎn)源熱量發(fā)射器沿著火苗的長(zhǎng)度傳播（見圖 2） ，每個(gè)點(diǎn)源都被假設(shè)為發(fā)射同等的總熱量片斷，其在給定點(diǎn)源 i以熱流形式 iI 發(fā)射： 24 ip ceffgi xn HQXI ??? （ 8） 式中： Hc 為燃燒熱，甲烷為 50000KJ/Kg； η為燃燒效率參數(shù) ? 對(duì)噴射火為 ； Xg為發(fā)射率參數(shù) ? 對(duì)噴射火為 ； np 為點(diǎn)源數(shù)量； Qeff 為有效氣體釋放率； xi 為從熱源 i到事故點(diǎn)的距離； 總熱流通過每個(gè)噴射點(diǎn)源加和而得到。 圖 2 熱輻射模型 ② 概念上的火災(zāi)危險(xiǎn)模型 一個(gè)簡(jiǎn)化的設(shè)想就是通常服從一個(gè)總流量的保守估計(jì)，這是通過地面受體損壞得到的，包括將熱源簡(jiǎn)化為地面上的一點(diǎn)（見圖 3）。 總熱流 I 的結(jié)果方程（ r 為距火源的水平距離）： 6 24 r HQXI ceffg??? （ 9） 對(duì)于有效氣體釋放率 effQ 的計(jì)算，我們使用公式： 02422 apdC dine f f ???? ?? （ 10） 其中： 024 apdCQ din ??? （ 11） 式中： effQ 為有效氣體釋放率； ?? 釋放因子dC ； ? =氣體具體的熱度比率 =對(duì)于甲烷是 ； R=氣體常數(shù) =8310J/(kg mol)K； T=氣體溫度 =288K 或 150C； m=氣體分子量 =對(duì)于甲烷為 16kg/mol； d=有效孔徑 =管線直徑； p=壓力差 =管線壓力； ? 為釋放率延遲因子，這個(gè)因子與管線型號(hào)、失效時(shí)的線路壓力、假定點(diǎn)火時(shí)間等因素有關(guān)對(duì)于這個(gè)因子我們可以用圖表查出。但在大多數(shù)情況下我們可以保守的取為 。 綜上所述，對(duì)于熱流值的計(jì)算，我門未知的因素只有，管線壓力、管線直徑和距火源點(diǎn)的距離，這就我們編制輸氣設(shè)備失效后果方面的應(yīng)用軟件提供了可能。 7 圖 3 簡(jiǎn)化了的火災(zāi) 危險(xiǎn)模型 表 2 熱輻射對(duì)人體的影響 輻射強(qiáng)度或熱流值（ kw/m2） 輻射強(qiáng)度或熱流值(Btu/hr ft2) 達(dá)到 1%死亡率的時(shí)間 (秒 ) 達(dá)到 50%死亡率的時(shí)間（秒） 達(dá)到 100% 死亡率的時(shí)間（秒） 1600 2020 3000 4000 5000 8000 10000 12020 表 3 熱輻射對(duì)木質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用 輻射強(qiáng)度或熱流值（ kw/m2） 輻射強(qiáng)度或熱流值 (Btu/hr ft2) 點(diǎn)燃時(shí)間（ s） 自燃時(shí)間（秒） 4000 不燃燒 不燃燒 5000 不燃燒 8000 不燃燒 10000 12020 注：試驗(yàn)基于美國(guó)白木（ whitewood） 6 站場(chǎng)管道 腐蝕 風(fēng)險(xiǎn)與控制 概述 為控制管道的內(nèi)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)開展內(nèi)腐蝕檢測(cè)，以掌握輸送介質(zhì)及雜質(zhì)對(duì)管道腐蝕的影響。 6. 1. 1 內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn) 8 管道 內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 應(yīng) 具有響應(yīng)時(shí)間短，靈敏度高、感應(yīng)元件分辨率高、不受硫化氫影響、受溫度變化影響小 、能夠檢測(cè)地腐蝕速率 等特點(diǎn)。 內(nèi)腐蝕管理系統(tǒng)的特性 應(yīng)具有 腐蝕數(shù)據(jù)綜合管理、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)能力、能與 DCS/SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫通信、能將腐蝕數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)相結(jié)合、多種監(jiān)測(cè)和檢測(cè)方式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)直接輸入、與數(shù)據(jù)采集變送器和單點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兼容、多數(shù)據(jù)疊加比較圖、數(shù)據(jù)相關(guān)性繪圖、生成數(shù)據(jù)分析報(bào)告、包括警報(bào)等級(jí)的多點(diǎn)顯示形式、生成定制報(bào)表、表格與關(guān)鍵性能指標(biāo)結(jié)合、條狀圖管理報(bào)告等特性。 評(píng)價(jià)依據(jù) 主 要依據(jù)我國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《 鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕控制工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 、《鋼制管道及儲(chǔ)罐腐蝕與防護(hù)調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)》 、《鋼質(zhì)管道內(nèi)腐蝕控制標(biāo)準(zhǔn)》 對(duì)管道內(nèi)腐蝕情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。 站場(chǎng)管道外 腐蝕風(fēng)險(xiǎn) 站場(chǎng)發(fā)生外腐蝕以后，應(yīng)開展 于以下 幾個(gè)方面 的工作 ：表面檢測(cè)；腐蝕產(chǎn)物分析；腐蝕類型分析（細(xì)菌型腐蝕、 PH值腐蝕等）； 進(jìn)而有針對(duì)性的開展防腐。 含細(xì)菌土壤的腐蝕程度的判定，應(yīng)執(zhí)行表 4 的規(guī)定。 表 4 土壤細(xì)菌腐蝕評(píng)價(jià)指標(biāo) 腐蝕級(jí)別 強(qiáng) 較強(qiáng) 中 小 氧化還原電位 mV 100 100～ 200 200～ 400 400 站場(chǎng)土壤腐蝕性評(píng)價(jià) 土壤腐蝕性的測(cè)定可采用原位極化法和試片失重法，并按表 5 的規(guī)定劃分等級(jí)。一般地區(qū)也可采用工程勘察中常用的土壤電阻率，并按表 6 的規(guī)定進(jìn)行分級(jí)。 表 5 土壤腐蝕性分級(jí) 等 級(jí) 極 輕 較 輕 輕 中 強(qiáng) 電流密度 (原位極化法 ) μ A/cm2 ～ 3 3～ 6 6～ 9 9 平均腐蝕速率 (試片失重法 ) g/(dm2 a) 1 1～ 3 3～ 5 5～ 7 7 9 表 6一般地區(qū)土壤腐蝕性分級(jí) 等 級(jí) 強(qiáng) 中 弱 土壤電阻率 Ω m 20 20～ 50 50 站場(chǎng)陰極保護(hù)狀況評(píng)價(jià) 對(duì)于有區(qū)域陰極保護(hù)的站場(chǎng)，應(yīng)每年開展如下幾個(gè)方面的工作 標(biāo)準(zhǔn)管地電位測(cè)試；陰極保護(hù)保護(hù)率、運(yùn)行率；保護(hù)度統(tǒng)計(jì)；陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試；干擾電位測(cè)試； IR降檢測(cè)； DCVG陰極保護(hù)狀況檢測(cè)和陰極保護(hù)有 效性評(píng)價(jià)。 防腐層 評(píng)價(jià) 對(duì)于站內(nèi)埋地管道， 應(yīng)五年一個(gè)周期，開展以 下幾個(gè)方面 的工作 ：防腐層外觀檢測(cè)；防腐層厚度檢測(cè)；防腐層粘接力檢測(cè)；電火花檢測(cè)和防腐層性能指標(biāo)檢測(cè)；如發(fā)生防腐層失效或管道所處環(huán)境腐蝕性較強(qiáng)的站場(chǎng)，應(yīng)適當(dāng)縮短檢測(cè)周期。 7 站場(chǎng)工藝 HAZOP分析 為了降低站場(chǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)在新建和已有站場(chǎng)開展 HAZOP 分析。 詳見附件 1。 新建站場(chǎng)的設(shè)計(jì) 1） 新建站場(chǎng)在 概念設(shè)計(jì)階段 ， 開展 HAZOP分析以 廣泛地查找危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，以便從一開始就建立起安全的基礎(chǔ)； 2） 基本設(shè)計(jì)階段 ，開展 HAZOP分析以 細(xì)地考慮報(bào)警、安全脫離、壓力釋放、消防等方面的需要； 3） 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 ，開展 HAZOP分析以 確立預(yù)防性和保護(hù)性措施，并檢查這些措施的適用性； 4） 施工和試運(yùn)階段 ，開展 HAZOP分析以 評(píng)審是否遵守了有關(guān)規(guī)范和法律的要求； 已有站場(chǎng) 1）應(yīng)至少開展一次 HAZOPF分析，以確保 報(bào)警、安全脫離、壓力釋放、消防等 設(shè)施的有10 效性和適用性。 2） 在已有站場(chǎng)進(jìn)行重要工藝變更時(shí)或改擴(kuò)建時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)和驗(yàn)收階段開展 HAZOP分析 。 11 附件 1 站場(chǎng)工藝 HAZOP評(píng)價(jià) 1 分析的準(zhǔn)備 確定分析目的、對(duì)象 和范圍 確定 分析 目的、對(duì)象和范圍是極其關(guān)鍵的，必須盡可能的清楚明確。應(yīng)當(dāng)按照正確的方向和既定目標(biāo)開展分析工作，而且要確定著重考慮的后果。分析對(duì)象通常由該裝置和項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人確定的。 1） 確定研究節(jié)點(diǎn) 研究 節(jié)點(diǎn) 通常由正常的工藝流程來驅(qū)動(dòng)并在大多數(shù)情況下僅與一種工藝操作有關(guān) (傳送、熱交換、物性分離、蒸餾，計(jì)量等等 )。研究節(jié)點(diǎn)決不能包括一套以上的主要功能設(shè)備總成。對(duì)研究節(jié)點(diǎn)必須進(jìn)行限制以便易于理解操作條件和設(shè)計(jì)條件。 2） 確定專用的引導(dǎo)