CN108693243B - 补口失效评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种补口失效评价方法，涉及管道补口技术领域，该方法包括：对待评价的管道进行管道漏磁内检测，并获取补口处所覆盖的管道外壁的漏磁内检测灰度图；判断漏磁内检测灰度图上是否包括：分布于管道底部或者制管焊缝与环焊缝的相交处的片状的金属损失，和/或，机械划伤造成的金属损失；若是，补口已失效，在第一预设时间段内响应补口；若否，判断漏磁内检测灰度图是否存在褶皱状腐蚀纹路；若是，在第一预设时间段后响应补口。本发明提供的补口失效评价方法，针对补口处管道外壁上金属损失的形貌及分布特征进行划分，建立金属损失类型与补口失效响应措施的对应关系。整体评价可操作性强，可为管道维护工作提供了科学理论指导。

Description

补口失效评价方法

技术领域

本发明涉及管道补口技术领域，特别涉及一种补口失效评价方法。

背景技术

输油、输气管道出现破损时需采用补口作业修复管道漏失处。但是受操作、环境等因素影响，管道补口处易出现补口失效。通常，失效的补口带所覆盖的管道外壁上具有金属损失。而外界环境中的腐蚀介质通过管道外壁的金属损失处进一步渗入管道，进而形成严重腐蚀，影响管道的正常使用。因此，有必要通过补口失效的具体情况来制定合理的响应措施，以避免补口失效的进一步恶化。如此，不难理解的是，提供一种补口失效评价方法，对于制定科学、合理的补口失效响应措施的非常必要。

相关技术中没有针对补口失效的评价方法，因此难以根据补口失效的具体情况制定出科学、合理的响应措施，进而可能影响补口修复结果，造成不必要的人力、物力浪费。

发明内容

本发明实施例提供了一种补口失效评价方法，技术方案具体如下：

本发明实施例提供了一种补口失效评价方法，包括：对待评价的管道进行管道漏磁内检测，并获取补口带所覆盖的管道外壁的漏磁内检测灰度图；

判断所述漏磁内检测灰度图是否包括：分布于所述管道的底部或者制管焊缝与环焊缝的相交处的片状的金属损失，和/或，机械划伤造成的金属损失；

若是，所述补口已失效，在第一预设时间段内响应所述补口；

若否，判断所述漏磁内检测灰度图上是否包括褶皱状腐蚀纹路；若是，在所述第一预设时间段后响应所述补口。

可选地，在判断所述漏磁内检测灰度图不存在所述褶皱状腐蚀纹路后，所述方法还包括：

判断所述漏磁内检测灰度图上是否包括呈条带状沿环向分布的金属损失或者呈点状的金属损失；

若是，则判断所述金属损失的最大深度是否大于所述管道壁厚的40％。

可选地，若所最大深度大于所述管道壁厚的40％，在所述第一预设时间段内响应所述补口。

可选地，若所述最大深度小于或者等于所述壁厚的40％，则判断所述最大深度是否大于或者等于所述管道壁厚的10％，

若是，则对所述管道进行外腐蚀缺陷完整性评价。

可选地，所述外腐蚀缺陷完整性评价包括：

确定第二预设时间段后所述金属损失的最大预测深度，所述第二预设时间段大于所述第一预设时间段；

根据所述最大预测深度以及所述金属损失的轴向长度或者环向长度确定所述管道的最大预测承载压力；

判断所述最大预测承载压力是否小于所述管道的最大允许操作压力；若是，不响应所述补口。

可选地，当所述最大预测承载压力大于或者等于所述最大允许操作压力时，在所述预设第一时间段后响应所述补口。

可选地，根据所述最大预测深度确定管道的最大预测承载压力，包括：

当所述金属损失为轴向金属损失时，根据所述金属损失的深度与轴向长度获取所述管道的最大承载力；

当所述金属损失为环向金属损失时，根据所述金属损失的深度与环向长度获取所述管道的最大承载力。

可选地，所述第二预设时间段小于或者等于8年。

可选地，若所述最大深度小于所述管道壁厚的10％，不响应所述补口。

可选地，所述第一预设时间段小于或者等于12个月。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的补口失效评价方法，针对补口处管道外壁上金属损失的形貌及分布特征进行划分，同时建立金属损失类型与补口失效响应计划的对应关系。整体评价可操作性强，且根据不同的金属损失制定科学、合理的响应计划。整体方法对于补口失效的适应程度高，且区分出不同的响应优先级，便于后续修复工作的安排和规划，为管道维护工作提供了科学指导。同时，借助该评价方法可以有针对性地开站修复工作，避免不必要的人、物、财的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的补口失效评价方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的第一类金属损失的漏磁内检测灰度图；

图3是本发明实施例提供的第二类金属损失的漏磁内检测灰度图；

图4是本发明实施例提供的第三类金属损失的漏磁内检测灰度图；

图5-1至图5-3是本发明实施例中呈条带状沿补口处环向分布的金属损失的漏磁内检测灰度图；

图6-1是基于当前轴向金属损失的轴向长度与最大深度的评价结果；

图6-2是基于5年后轴向金属损失的轴向长度与最大深度的评价结果；

图7-1是基于当前环向金属损失的环向长度与最大深度的评价结果；

图7-2是基于5年后环向金属损失的环向长度与最大深度的评价结果。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种补口失效评价方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S1、对待评价管道进行管道漏磁内检测，并获取失效补口带所覆盖的管道外壁的漏磁内检测灰度图；

步骤S2、判断漏磁内检测灰度图是否包括：分布于管道底部或者制管焊缝与环焊缝的相交处，且呈片状的金属损失，和/或，机械划伤造成的金属损失；若是，该补口已失效，在第一预设时间段内响应补口；若否，则执行步骤S3；

步骤S3、判断漏磁内检测灰度图是否存在褶皱状腐蚀纹路；若是，在第一预设时间段后响应补口。

下面详细阐述本发明实施例所提供的补口失效评价方法的原理：

首先需要说明，在本发明实施例中，补口处表示的是补口带所覆盖的管道区域。其中，管道漏磁内检测是一种通过识别漏磁信号模拟判断管道外壁上金属损失的检测手段。

通过管道漏磁内检测可生成模拟管道外壁形貌的灰度图。换言之，通过漏磁内检测灰度图能够模拟出处管道外壁上金属损失的形貌以及分布。基于此，本发明实施例中，将补口处的漏磁内检测灰度图中可能出现的金属损失划分为三类，具体如下：

第一类：如图2所示，在漏磁内检测灰度图中金属损失呈片状，并分布在管道底部或者制管焊缝和环焊缝的交点处，且具有第一类金属损失的补口已失效。

第二类：如图3所示，该类金属损失为机械损伤所造成的金属损失。在漏磁内检测灰度图中，机械损伤造成的金属损失的图像较为锋利，并显著区别于腐蚀或者打磨造成的金属损失，且具有第二类金属损失的补口已失效。

第三类：如图4所示，在漏磁内检测灰度图中金属损失呈褶皱状腐蚀纹路(或者称之为呈河滩状纹路)，该类纹路表示管道外壁存在腐蚀。且出现第三类金属损失的补口已失效，但第三类金属损失造成的补口失效严重程度小于第一类金属损失和第二类金属损失。

在本发明实施例所提供的评价方法中，第一类金属损失和第二类金属损失对管道的正常使用影响严重，对于这类补口应给予高优先级的响应处理(第一预设时间段内响应)。第三类金属损失对管道的正常使用影响相对轻微影响，对于此类补口，给予低优先级响应处理(第二预设时间段后响应)。

因此，在具体评价时，首先判断漏磁内检测灰度图上是否存在第一类金属损失和/或第二类金属损失；在确认不存在第一类和第二类金属损失后，再判断是否存在第三类金属损失。如此，通过优先判断的方式体现出第一类和第二类的优先响应的特点，避免错判，为制定科学、合理的响应措施提供理论支持。

还需说明的是，通常管道外壁仅包括第一至第三类金属损失中的一种，同时存在多种金属损失的概率较低，因此按照上述补口失效中金属损失种类划分进行针对性响应，更为科学、合理，为管道维护提供强有力理论支持。

综上，本发明实施例提供的补口失效评价方法，针对补口处外管壁上金属损失的形貌及分布特征进行划分，同时建立金属损失类型与补口失效响应计划的对应关系。整体评价可操作性强，进而根据不同的金属损失制定科学、合理的响应计划。整体方法对于补口失效的适应程度高，且区分处不同的响应优先级，便于后续修复工作的安排和规划，为管道维护工作提供了科学指导。同时，借助该评价方法可以有针对性地开展修复工作，避免不必要的人、物、财的浪费。

其中，在具体实施时，第一预设时间段小于12个月，例如3个月、6个月、9个月等，通常在进行评价的当年响应补口，具体根据施工安排选择。且响应是指修复等减缓风险的措施。

进一步地，需要说明的是，漏磁内检测灰度图上还可能包括呈条带状沿补口处环向分布的金属损失(如图5-1至图5-3所示)，或者没有分布规律的点状的金属损失(包括单点和多点的情况)。当上述两类金属损失较为严重时，同样会影响管道的正常使用。这两类金属损失并不属于上述第一至第三类(需要说明的是，这两类金属损失可能与第三类金属损失同时存在，此时按照第三类金属损失优先判定)，因此为了提升本发明实施例所提供的评价方法的科学性和全面性，在本发明实施例中，同样将呈条带状环向分布的金属损失或者呈点状的金属损失纳入评价方法，具体以金属损失的最大深度为评价因素，具体评价方法如下：

步骤S4、当判断漏磁内检测灰度图不存在褶皱状腐蚀纹路后，判断漏磁内检测灰度图上是否包括呈条带状沿环向分布或者呈点状的金属损失；若是，执行步骤S5。

步骤S5、判断金属损失的最大深度是否大于管道壁厚的40％。

此处将管道壁厚的40％作为评价临界值，该临界值综合考虑了金属损失的最大深度对管道正常运行的影响，同时也将管道漏磁内检测的检测误差纳入考虑范围，以保证所得判断结果具有更强的理论指导性。具体地，在判断金属损失的最大深度是否大于管道壁厚的40％时，具体如下：

当最大深度大于管道壁厚的40％，在第一预设时间段内响应该补口。此时带状环向分布金属损失或者点蚀对管道的正常运行具有严重影响，因此需要高优先级的响应处理。

当最大深度小于或者等于管道壁厚的40％，则执行步骤S6：判断深度是否大于或者等于管道壁厚的10％；若是，则对管道进行步骤7，即外腐蚀缺陷完整性评价。若否，不响应补口，此时，金属损失不会影响管道的正常使用。

当金属损失的最大深度小于或者等于壁厚的40％，但大于壁厚的10％时，由于腐蚀的复杂性，难以单纯依靠最大深度进行科学评价，此时对管道进行外腐蚀缺陷完整性评价。需要说明的是，外腐蚀缺陷完整性评价是相关技术中所采用的一种评价管道金属损失严重程度的方法。在本发明实施例中，采用外腐蚀缺陷完整性评价来评价具有金属损失的管道的剩余强度，以及预测管壁上的金属损失的增长情况。进而，通过评价管道剩余强度以及预测损失增长来判断管道未来的使用状况，进而为当前补口失效评价提供辅助参考。

对于步骤S7所进行的外腐蚀缺陷完整性评价包括以下两种可选方式，并且不同的可选方式对应了不同的判断步骤，即步骤S8也具有两种可选方式。以下对步骤S7和步骤S8的两种可选方式进行阐述。

首先介绍第一种可选方式，具体包括以下步骤：

步骤S701、确定第二预设时间段后管道外壁上金属损失的最大预测深度；

步骤S702、根据最大预测深度以及金属损失的轴向长度或者环向长度确定管道的最大预测承载压力；

步骤S8、判断最大预测承载压力是否小于管道的最大允许操作压力；若否，在第一预设时间段后响应补口失效；若是，则不响应补口。

随着金属损失的不断加深，管道壁不断削弱，进而管道的最大承载压力逐步减小。在本发明实施例中，通过预测未来管道外壁上金属损失的最大预设深度，并结合金属损失的轴向长度或者环向长度来获取管道的最大预测承载压力，该最大预测承载压力反应了管道的剩余强度。当管道的最大预测承载力小于管道的最大允许操作压力时，说明在第二预设时间断后该管道依然可以正常运行。因此无需响应该补口。当管道的最大预测承载压力大于或者等于管道的最大允许操作压力时，说明在第二预设时间段后该管道无法正常工作，具有爆破危险，因此在第一预设时间段后响应补口失效。其中，在确定第二预设时间段后管道外壁上金属损失的最大预测深度时，可利用两次腐蚀检测数据作线性外推来获取，即假设管线的腐蚀速率是按线性规律变化的。

进一步地，根据最大预测深度确定管道的最大预测承载压力，包括：当金属损失为轴向金属损失时，根据金属损失的深度与轴向长度计算管道的最大承载力；当金属损失为环向金属损失时，根据金属损失的深度与环向长度计算管道的最大承载力。

补口失效的管道管壁上的金属损失可能沿管道的轴向分布或者沿管道的环向分布，并且金属损失的分布差异会影响管道的最大预测承载压力。因此在本发明实施例中采用不同的方法获取管道的最大预测承载压力，避免受力分析不当影响评价结果。具体地，在确定管道的最大预测承载压力时，可按照标准SY/T6151获取。

其次介绍第二种可选方式，在第二种可选方式中，将对比最大预测承载压力和最大允许操作压力转变为对比金属损失的最大尺寸和金属损失的临界尺寸。其中金属损失的临界尺寸为通过最大允许操作压力获取的管道上允许存在的金属损失的最大尺寸。具体来说，包括以下步骤：

步骤S’701、根据最大允许操作压力获取金属损失不同的轴向尺寸与最大深度的对应关系，并建立以轴向尺寸为自变量，以最大深度为因变量的坐标系，绘制金属损失临界尺寸曲线(如图6-1所示)。根据最大允许操作压力获取金属损失不同的环向尺寸与最大深度的对应关系，并建立以环向尺寸为自变量，以最大深度为因变量的坐标系，绘制金属损失临界尺寸曲线(如图7-1所示)。

步骤S’702、确定第二预设时间段后管道外壁上每个金属损失的预测深度。

步骤S’703、默认金属损失的轴向尺寸或者环向尺寸不变，如此以轴向尺寸或者环向尺寸为横坐标，预测深度为纵坐标，确定每个轴向金属损失和环向金属损失在第二预设时间段后的尺寸坐标。

步骤S’704、在步骤S’701中的轴向金属损失坐标系中绘制每个轴向金属损失的坐标(如图6-2所示)，在环向金属损失坐标系中绘制每个环向金属损失的坐标(如图7-2所示)。

步骤S’8、判断是否存在金属损失的坐标位于临界尺寸曲线的上方，若是，在第一预设时间段后响应该补口；若否，则不响应补口。

不难看出第一种可选方式和第二种可选方式的原理相同，因此在实际操作过程中可任意选择其一进行。

在本发明实施例中，第二预设时间段小于或者等于8年。由于通常管道漏磁内检测的检测周期为5～8年，因此在预测金属损失的最大深度和最大预测承载压力时，以预测下次管道漏磁内检测的期限为准。

本发明实施例所提供的补口失效评价方法，针对补口失效的外管壁上金属损失的形貌及分布特征进行划分，同时建立金属损失类型与响应计划的对应关系。整体评价可操作性强，进而根据不同的金属损失制定科学、合理的响应措施。同时综合其他可能出现的金属损失，预测金属损失对管道未来运行的影响程度，进一步优化整体评价方法。本发明实施例所提供的补口失效评价方法对于补口失效的适应程度高，且区分处不同的响应优先级，便于后续修复工作的安排和规划，为管道维护工作提供了科学指导。同时，借助该评价方法可以有针对性地开站修复工作，避免不必要的人、物、财浪费。

以下将结合具体实施例介绍本发明实施例所提供的补口失效评价方法：

步骤S1、对待评价管道进行管道漏磁内检测，并获取失效补口带所覆盖的管道外壁的漏磁内检测灰度图。

经检测，该管道具有3589处金属损失，且共分布于2636处补口。

步骤S2、判断漏磁内检测灰度图上是否包括：分布于管道底部或者制管焊缝与环焊缝的相交处，且呈片状的金属损失，和/或，机械划伤造成的金属损失。

经判断，该管道上共存在8处补口具有第一类金属损失，没有补口具有第二类金属损失。对8处具有第一类金属损失的补口需要漏磁检测当年内响应。

步骤S3、判断漏磁内检测灰度图是否存在褶皱状腐蚀纹路，若是在漏磁检测当年以外按计划响应补口；若否，则执行步骤S4。

经判断，该管道上共存在141处补口具有褶皱状腐蚀纹路，在漏磁检测当年以外按计划后响应。

步骤S4、当判断漏磁内检测灰度图不存在褶皱状腐蚀纹路后，判断漏磁内检测灰度图上是否存在呈条带状沿环向分布或者呈点状的金属损失；若是，执行步骤S5；若否，不响应补口；

步骤S5、判断金属损失的最大深度是否大于管道壁厚的40％，若是，则在第一预设时间段内响应该补口；若否，执行步骤S6。

经判断，管道上不存在深度大于管道壁厚的40％。

步骤S6、判断金属损失的最大深度是否大于或者等于管道壁厚的10％；若是，对管道进行外腐蚀缺陷完整性评价，即执行步骤S7；若否，则不响应补口。

经判断，管道上存在493处补口具有最大深度为10％～40％管道壁厚的金属损失。对该493处补口进行外腐蚀缺陷完整性评价。

步骤S701、根据最大允许操作压力获取金属损失不同的轴向尺寸与最大深度的对应关系，并建立以轴向尺寸为自变量，以最大深度为因变量的坐标系，绘制金属损失临界尺寸曲线(如图6-1中所示的实线即为临界尺寸曲线)。根据最大允许操作压力获取金属损失不同的环向尺寸与最大深度的对应关系，并建立以环向尺寸为自变量，以最大深度为因变量的坐标系，绘制金属损失临界尺寸曲线(如图7-1所示的实线即为临界尺寸曲线)。

步骤S702、确定第二预设时间段后管道外壁上每个金属损失的预测深度。

步骤S703、默认金属损失的轴向尺寸或者环向尺寸不变，如此以轴向尺寸或者环向尺寸为横坐标，预测深度为纵坐标，确定每个轴向金属损失和环向金属损失在第二预设时间段后的尺寸坐标。

步骤S704、在步骤S701中的轴向金属损失坐标系中绘制每个轴向金属损失的坐标(如图6-2所示)，在环向金属损失坐标系中绘制每个环向金属损失的坐标(如图7-2所示)。

步骤S8、判断是否存在金属损失的坐标位于临界尺寸曲线的上方，若是，在第一预设时间段后响应该补口；若否，则不响应补口。

综上，通过本发明实施例提供的补口失效评价方法，得出：共有8处补口需在漏磁检测当年内相应，141处补口在漏磁检测当年以外按计划响应。目前已对漏磁检测当年内响应的8处补口进行了开挖验证修复，补口确已失效，验证了此方法的正确性。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种补口失效评价方法，其特征在于，所述方法包括：

对待评价的管道进行管道漏磁内检测，并获取补口带所覆盖的管道外壁的漏磁内检测灰度图；

判断所述漏磁内检测灰度图是否包括：

分布于所述管道的底部或者制管焊缝与环焊缝的相交处的片状的金属损失，和/或，机械划伤造成的金属损失；

若是，所述补口已失效，在第一预设时间段内响应所述补口；

若否，判断所述漏磁内检测灰度图上是否包括褶皱状腐蚀纹路；若是，在所述第一预设时间段后响应所述补口；

若否，判断所述漏磁内检测灰度图上是否包括：

呈条带状沿环向分布的金属损失或者呈点状的金属损失；

若是，当所述金属损失的最大深度大于所述管道壁厚的40％时，则在所述第一预设时间段内响应所述补口；当所述最大深度小于或者等于所述壁厚的40％且最大深度大于或者等于所述管道壁厚的10％时，则对所述管道进行外腐蚀缺陷完整性评价；当所述最大深度小于所述管道壁厚的10％时，则不响应所述补口，此时，所述金属损失不会影响所述管道的正常使用；其中，临界值为所述管道壁厚的40％是基于金属损失的最大深度对所述管道正常运行的影响和所述管道漏磁内检测误差确定的；

其中，所述外腐蚀缺陷完整性评价包括以下两种方式之一：

第一种，确定第二预设时间段后所述金属损失的最大预测深度，所述第二预设时间段大于所述第一预设时间段；根据所述最大预测深度以及所述金属损失的轴向长度或者环向长度确定所述管道的最大预测承载压力；判断所述最大预测承载压力是否小于所述管道的最大允许操作压力；若是，则不响应所述补口；若否，则在所述预设第一预设时间段后响应所述补口；

第二种，根据所述最大允许操作压力，获取所述金属损失不同的轴向尺寸与所述最大深度的对应关系，建立以所述轴向尺寸为自变量，以所述最大深度为因变量的坐标系，绘制轴向金属损失临界尺寸曲线；根据所述最大允许操作压力获取金属损失不同的环向尺寸与所述最大深度的对应关系，建立以所述环向尺寸为自变量，以所述最大深度为因变量的坐标系，绘制环向金属损失临界尺寸曲线；确定所述第二预设时间段后管道外壁上每个金属损失的预测深度；默认所述金属损失的所述轴向尺寸或者所述环向尺寸不变，以所述轴向尺寸或者所述环向尺寸为横坐标，所述预测深度为纵坐标，确定每个轴向金属损失和环向金属损失在第二预设时间段后的尺寸坐标；在所述轴向金属损失坐标系中绘制所述每个轴向金属损失的坐标，在所述环向金属损失坐标系中绘制所述每个环向金属损失的坐标；判断是否存在所述金属损失的坐标位于临界尺寸曲线的上方，若是，在所述第一预设时间段后响应所述补口；若否，则不响应所述补口。

2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，根据所述最大预测深度确定管道的最大预测承载压力，包括：

当所述金属损失为轴向金属损失时，根据所述金属损失的深度与轴向长度获取所述管道的最大承载力；

当所述金属损失为环向金属损失时，根据所述金属损失的深度与环向长度获取所述管道的最大承载力。

3.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述第二预设时间段小于或者等于8年。

4.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，若所述最大深度小于所述管道壁厚的10％，不响应所述补口。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的评价方法，其特征在于，所述第一预设时间段小于或者等于12个月。

Images