【正文】 需要注意的是。 使用下面的公式確定抵抗外部均勻載荷所需要的最小壁厚： 3 )/6( EpDt ??? （ 33） 式中 t—— 抵抗外部均勻載荷所需要最小壁厚， in； D —— 直徑 ,in； p —— 均勻外部壓力， psig； E —— 管道彈性模量。 該公式要求輸入管道 最大許用應(yīng)力， 該參數(shù) 需要通過(guò)應(yīng)力試驗(yàn)得到 。 圖 34 管壁橫截面圖解管道安全系數(shù) 使用 Barlow 公式確定滿足內(nèi)壓要求的最小壁厚。各因素及其權(quán)重如下 [22]： （ 1）管線安全系數(shù) ????? ?? ?????????????? 0~10 分 10% （ 2）系統(tǒng)安全系數(shù) ?????? ?? ????????????? 0~15 分 15% （ 3）疲勞 ????????? ?? ?????????????? 0~20 分 20% 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 23 （ 4）水擊潛在危害 ?????? ?? ????????????? 0~10 分 10% （ 5）管道系統(tǒng)水壓試驗(yàn) ???? ?? ????????????? 0~15 分 15% （ 6） 地層 移動(dòng) ???????? ?? ????????????? 0~20 分 20% （ 7）設(shè)計(jì)合理性 ?????? ?? ?????????????? 0~10 分 10% 管線安全系數(shù)（不可變因素， 10%） 對(duì)管壁厚度進(jìn)行評(píng)價(jià) ，主要是 計(jì)算 實(shí)際壁厚與 需要壁厚 的 比值 。將設(shè)計(jì)指數(shù)作為標(biāo)題，是因?yàn)樗械牟僮鬟\(yùn)行均應(yīng)納入設(shè)計(jì)的考慮范圍。每年至少監(jiān)測(cè)一 次； （ 3）從未做任何工作 ???????????????????????? 0 分 沒(méi)有設(shè)立保護(hù)工崗位，從未對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)檢查。對(duì)管道陰極保護(hù)系統(tǒng)保持連續(xù)監(jiān)測(cè)； （ 2）滿足一般標(biāo)準(zhǔn) ????????????????????????? 5 分 公司沒(méi)有設(shè)立專門的保護(hù)工崗位，由其他人員兼任。 保護(hù)工風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)分細(xì)則如下： （ 1） 滿足高級(jí)標(biāo)準(zhǔn) ???????????????????????? 10 分 公司設(shè)立專門的保護(hù)工崗位，進(jìn)行系統(tǒng)全面的專業(yè)培訓(xùn)，制定相關(guān)的操作規(guī)程和管理規(guī)定。 原理論中沒(méi)有此項(xiàng)，增加該項(xiàng)主要是鑒于陰極保護(hù)系統(tǒng)對(duì)管線防腐 所起的重要作用。 得到的 測(cè)試數(shù)據(jù)要 由經(jīng)驗(yàn)豐富的防腐工程師來(lái) 分析 。 評(píng)價(jià)該項(xiàng)因素主要原油管線風(fēng)險(xiǎn)及災(zāi)害評(píng)價(jià)技術(shù)研究 考察一下兩點(diǎn)。 這種方法基本上 可以發(fā)現(xiàn)所有的干擾或潛在的腐蝕活動(dòng)?？蛇M(jìn)行如下評(píng)分： 直接用測(cè)試樁監(jiān)控管線附近的所有埋地金屬；整段管線的測(cè)試樁間距不大于 1mile（ ） ???????????????????? ??? ????? 3 分 測(cè)試樁最大間隔 1~2mile，并且經(jīng)測(cè)試樁監(jiān)控所有的外來(lái)交叉管線；所 有套管沒(méi)有全部得到監(jiān)控；另外一些埋地金屬可能沒(méi)有受到監(jiān)控 ?? ????? ??? 1~2 分 所設(shè)置的測(cè)試樁間隔有時(shí)候要超過(guò) 2mile（ ）；并不是所有潛在的干擾源都得到監(jiān)控 ???????????????????? ???? ?????? 0 分 在測(cè)試樁上讀取讀數(shù)的頻率： 以省略和補(bǔ)償 IR 降法讀取管 — 地電位，其讀取時(shí)間隔為： 6 個(gè)月 ???????????????????? ? ??????? 3 分 6 個(gè)月 ~每年 1 次 ???????????????? ? ??????? 2 分 每年 1 次 ??????????????? ?????? ? ????? 1 分 將有關(guān)間距的分值加上讀取間隔的分值就是該項(xiàng)總得分，其最大值為 6 分，最小值為 0 分。 表 31 SCC評(píng)分表 %MAOP 環(huán)境 * 2%~20% 21%~50% 51%~75% 75% 0 3 2 1 1 4 4 3 2 1 9 4 4 3 2 14 5 5 4 3 環(huán)境 *=（輸送介質(zhì)的腐蝕性） +（土壤腐蝕性） 環(huán)境 最小值 =0分；環(huán)境 最大值 =14分。 圖 33 管道上的交流電流 根據(jù)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，假定三種可能發(fā)生的情況： 管線周圍 1000ft（ ）以內(nèi)無(wú)交流電 ????????????? 4 分 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 21 管線附近有交流電 ，但管線已采取預(yù)防保護(hù)措施 ?????????? 2 分 同樣適合于這種情況的還有以下： ? 只有（非常低的）低壓 AC； ? 雖存在高壓 AC，至少在 3000ft（ ）以外。 對(duì)該項(xiàng)的評(píng)分是根據(jù)管段周圍（管線兩側(cè) 500ft（ ）的范圍內(nèi)）有多少埋地金屬。 （ 4） 系統(tǒng)運(yùn)行年限（不可變因素） 依據(jù)管道系統(tǒng)使用年限主要分為以下幾個(gè)等級(jí) ： 投用 0~5 年 ?????????????????????????? 3 分 投用 5~10 年 ????????????????????????? 2 分 投用 10~20 年 ??????????????????????? ?? 1 分 運(yùn)行年限 20 年 ???????????????????????? 0 分 （ 5） 其它埋地金屬電流（不可變因素） 其它埋地金屬可能 會(huì) 干擾管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中土壤電阻率是判斷土壤腐蝕性大小的最重要因素。 優(yōu)良 —— 所報(bào)的包覆層缺陷應(yīng)立即得到有關(guān)文件數(shù)據(jù)的證實(shí)，為得到及時(shí)修補(bǔ)制定進(jìn)度計(jì)劃表； 中等 —— 包覆層缺陷能得到非正式的通報(bào) ，且能在方便的時(shí)候進(jìn)行修補(bǔ)； 低劣 —— 沒(méi)有包覆層缺陷報(bào)告或沒(méi)有缺陷修補(bǔ)； 缺項(xiàng) —— 很少或者根本就沒(méi)有關(guān)注包覆層缺陷。有機(jī)會(huì)時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)略的直觀檢查； 缺項(xiàng) —— 無(wú)檢查。 抓住所有直觀檢查的機(jī)會(huì)，并應(yīng)用一個(gè)或更多的間接檢測(cè)技術(shù)； 中等 —— 由有資格的人員例行公事地進(jìn)行非正式性檢查。 檢測(cè)方法有很多：直接觀察法、包覆層漏點(diǎn)檢測(cè)法、 測(cè)量陰極保 護(hù)的需要量等。 ② 包覆層的施工質(zhì)量 優(yōu)良 —— 逐條按照規(guī)定使用說(shuō)明進(jìn)行，切實(shí)注意施工中有價(jià)值的方方面面；建立合適的質(zhì)量控制體系； 中等 —— 大都有合適的施工，但缺少正式的監(jiān)督檢查或質(zhì)量控制； 低劣 —— 粗糙而劣質(zhì)的施工； 缺項(xiàng) —— 進(jìn)行了錯(cuò)誤的包覆層施工，缺少必要的施工步驟。如果沒(méi)有條件做這些實(shí)驗(yàn)時(shí)， 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷。 ① 包覆層的質(zhì)量 根據(jù)包覆層目前應(yīng)用的適當(dāng)與否來(lái)評(píng)價(jià)包覆層的優(yōu)劣。分值大概是相同的。隨著 管道 運(yùn)行年限的增加，所有的包覆層系統(tǒng) 均 會(huì) 出現(xiàn)失效 現(xiàn)象。 原油管線風(fēng)險(xiǎn)及災(zāi)害評(píng)價(jià)技術(shù)研究 圖 32 用整流器外加電流的管道陰極保護(hù) 陰極保護(hù)系統(tǒng) 正常工作的一般標(biāo)準(zhǔn)： ? 能提供足夠大的電動(dòng)勢(shì)有效地抵消任何腐蝕電勢(shì) （用硫酸銅參比電極測(cè)量管 — 地間的電位至少要達(dá)到 ；最小負(fù)電壓偏移 300mV，或者是最小極化電壓偏移100mV） ； ? 系統(tǒng)正常 運(yùn)轉(zhuǎn) （整流器必須加以維護(hù)；每月 1 次或至少每 2 月檢查整流器 1 次應(yīng)是典型的檢查模式）。 管道內(nèi)腐蝕（ 20%） 評(píng)價(jià)管道內(nèi)腐蝕主要考慮以下兩方面因素： （ 1）產(chǎn)品腐蝕性 ?? ? ???????????????????? 0~10 分 （ 2）管道內(nèi)部防護(hù) ??? ? ?????????????????? 0~10 分 （ 1） 產(chǎn)品腐蝕性（不可變因素） ① 強(qiáng)腐蝕 ??????? ? ?????????????????? 0 分 ② 輕微腐蝕 ?????? ? ?????????????????? 3 分 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 17 ③ 僅在特殊條件下出現(xiàn)腐蝕性 ? ???????????????? 7 分 ④ 不腐蝕 ? ? ???????? ???????????????? 10 分 （ 2） 管道內(nèi)部防護(hù)（可變因素） [17] ① 無(wú)措施 ? ? ???????????????????????? 0 分 ② 管內(nèi)監(jiān)控 ? ???????????????????????? 2 分 主要方式有以下幾種： ① 用可連續(xù)傳輸電氣測(cè)量信號(hào)的探測(cè)器檢測(cè)管道腐蝕跡象；② 在輸送產(chǎn)品中用取樣器進(jìn)行定期地取樣測(cè)試其實(shí)際的腐蝕程度 ； ③ 清管。 ④ 缺陷修補(bǔ)程序質(zhì)量 依據(jù)其徹底性與及時(shí)性，進(jìn)行缺陷修補(bǔ)程序的評(píng)價(jià)。 ③ 檢查程序質(zhì)量 優(yōu)良 —— 針對(duì)大氣腐蝕狀況，進(jìn)行 特定的徹底的外觀檢查。評(píng)分尺度可以這樣掌握： 優(yōu)良 ????????????????????????????? 4 分 原油管線風(fēng)險(xiǎn)及災(zāi)害評(píng)價(jià)技術(shù)研究 中等 ????????????????????????????? 2 分 低劣 ????????????????????????????? 1 分 缺項(xiàng) ?????????????? ??????????????? 0 分 ① 包覆層的質(zhì)量 優(yōu)良 —— 為目前該環(huán)境下設(shè)計(jì)的高質(zhì)量包覆層； 中等 —— 有適當(dāng)?shù)陌矊?，但不一定是專門為其特殊環(huán)境設(shè)計(jì)的； 低劣 —— 有適當(dāng)?shù)陌矊?，但不適合在目前環(huán)境下長(zhǎng)期工作； 缺項(xiàng) —— 沒(méi)有包覆層。 （ 3） 包覆層 /檢查（可變因素 ） 包覆層 不可能 是 完全 沒(méi)有缺陷的， 因此它不能 完全清除腐蝕的潛在危險(xiǎn)。 管道 的任何 金屬缺失 意味著管線結(jié)構(gòu)完整性的降低， 必然 增大了發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。 腐蝕指數(shù)評(píng)分 腐蝕是管道 最常見的破壞因素。 （ 5）不知道 ????? ? ??????? ? ?????????????? 0 分 從未進(jìn)行過(guò)該項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別。 （ 4）不可能 ????????????? ? ?? ? ??? ? ??????? 5 分 管道運(yùn)營(yíng)單位對(duì)管線進(jìn)行過(guò)認(rèn)真細(xì)致的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)工作。管道運(yùn)營(yíng)單位已經(jīng) 與 相關(guān)人 員及單位協(xié)商，巡線重點(diǎn)。 （ 2）中度可能性 ??????????? ? ?????????? ? ??? 2 分 管線只存在少數(shù)人為導(dǎo)致自然災(zāi)害的情況。該項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素并沒(méi)有得到管道運(yùn)營(yíng)單位的重視，沒(méi)有對(duì)導(dǎo)致自然災(zāi)害的公眾人員進(jìn)行教育或發(fā)放管道風(fēng)險(xiǎn)信息資料，沒(méi)有與相關(guān)單位協(xié)商。與此項(xiàng)不同。 原理論設(shè)計(jì)指數(shù)中的地層移動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)因素主要 表現(xiàn)形式有兩大類 ： 一、滑坡；二、土壤的膨脹與收縮。評(píng)分細(xì)則如下： 天天巡檢 ??????????????????????? ?? ??? 15 分 每周 4 次 ??????????????????????? ?? ??? 12 分 每周 3 次 ?????????????????????? ?? ???? 10 分 每周 2 次 ??????????????????????? ?? ???? 8 分 每周 1 次 ??????????????????????? ?? ???? 6 分 1 次＜每月＜ 4 次 ???????????????? ??? ?? ???? 4 分 原油管線風(fēng)險(xiǎn)及災(zāi)害評(píng)價(jià)技術(shù)研究 每月少于 1 次 ?????????????????????? ?? ??? 2 分 從未巡檢 ???????????????????????? ?? ??? 0 分 自然災(zāi)害（人為導(dǎo)致） （可變因素 ， 5%） 此項(xiàng)是新增風(fēng)險(xiǎn)因素，目的是 表征 人為活動(dòng)引起的自然災(zāi)害所造成的管線風(fēng)險(xiǎn)。 劣質(zhì) ??????????????????????????? ?? ?? 0 分 無(wú)法辨認(rèn)出管道用地。管道與 公路、鐵路與水路 穿越并沒(méi)有全部設(shè)立 標(biāo)志牌。 良好 ????????????????????????? ?? ???? 3 分 清晰的管道路由；標(biāo)志到位，但不是在管道用地或上方的每一點(diǎn)都能看到其標(biāo)記；管道與公路、鐵路、溝渠及江河的所有穿越處均設(shè)立標(biāo)記與標(biāo)志牌。在管道用地上方每一點(diǎn)均可看到標(biāo)記及地下管線走向。 管道用地標(biāo)志（可變因素， 5%） 清楚 且易于識(shí)別的 管道 標(biāo)志 能減少第三方破壞，同時(shí)有助于管道泄漏觀察。大多數(shù)第三方破壞 均 是 無(wú) 意造成的， 有可能看不懂地面標(biāo)志或不知道地下管道的確切位置，或不了解管輸產(chǎn)品的物性及其泄漏后果的嚴(yán)重性。其評(píng)分細(xì)則如下： 立法 ?????????????? ?? ??????????????? 4 分 已經(jīng)證實(shí)的有效性和可靠性記錄 ??? ?? ?????????????? 2 分 廣泛宣傳為社會(huì)所了解 ??????? ?? ?????????????? 2 分 滿足最低的 ULCCA（美國(guó)聯(lián)邦公共設(shè)施協(xié)調(diào)委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn) ?? ?? ??? 2 分 最低標(biāo)準(zhǔn)為： （ 1）操作時(shí)間 （ 2）記錄報(bào)告的一致性 （ 3）通知方法 （ 4）非工作時(shí)間的通知系統(tǒng) （ 5）通知的時(shí)機(jī) 對(duì)呼叫有適宜的響應(yīng) ??????????????? ?? ??????? 5 分 適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)包含以下幾個(gè)方面： （ 1）一個(gè)接收和記錄計(jì)劃安排挖掘活動(dòng)的信息系統(tǒng) （ 2）調(diào)派員工到管道現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立管道位置詳細(xì)標(biāo)志 （ 3）挖掘期間，現(xiàn)場(chǎng)觀察檢驗(yàn) （ 4）圖紙的修正、校正 （ 5）挖掘后，檢查管線設(shè)施 沒(méi)有 參與這個(gè)系統(tǒng)的管段 ???????????????? ?? ???? 0 分 具備上述所有要素特性的就是最佳直呼系統(tǒng)， 最高 可得 10 分。具體評(píng)分情況如下：