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一种确定管道近中性pH值应力 腐蚀开裂敏感区段的方法

阅读：1010发布：2020-06-03

专利汇可以提供一种确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法，涉及输油管道控制技术，包括：获取管道钢级数据，获取管道防腐层数据、穿越地区土壤成分与湿度数据，获取管道运行压力监测数据，获取管道阴极保护电位水平数据，获取管道水压试验水平数据；根据所述获取的数据，确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性指数；根据所述指数确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段。本发明全面考虑了影响管道发生近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性的各项因素，并量化了各因素的影响力。，下面是一种确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法，其特征在于，包括：
获取管道钢级数据，获取管道防腐层数据、穿越地区土壤成分与湿度数据，获取管道运行压力监测数据，获取管道阴极保护电位水平数据，获取管道水压试验水平数据；
根据所述获取的数据，确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性指数；
根据所述指数确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段。
2.根据权利要求1所述的确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法，其特征在于，所述根据获取的数据确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性指数的方法具体包括：
根据所述管道钢级数据，X80及以上钢级的指数值为20，X60～X70钢级的指数值为
15，X52及以下钢级的指数值为10；
根据所述管道防腐层数据、穿越地区土壤成分与湿度数据，熔结环氧树脂防腐层、所有土壤和湿度类型的指数值为1；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、中低电阻率沙地/砾石/岩石、所有湿度条件的指数值为5；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、中低电阻率粘土、干燥条件的指数值为15；交变干/湿湿度条件的指数值为30；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、高电阻率、交变干湿或持续中等湿度、斜坡的底部到侧面以及平坦灌区的指数值为20；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、斜坡的顶部的指数值为10；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、持续高湿度的指数值为5；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、干燥的指数值为5；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、剥离、开裂、中间状态、从低到高电阻率的裂缝和粘土、交变干湿或持续中等湿度、压缩区域、斜坡的底部到侧面以及平坦灌区的指数值为40；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、剥离、开裂、中间状态、从低到高电阻率的裂缝和粘土、斜坡的顶部的指数值为15；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、剥离、开裂、中间状态、从低到高电阻率的裂缝和粘土、持续高湿度的指数值为20；煤焦油瓷漆/沥青防腐层、剥离、开裂、中间状态、从低到高电阻率的裂缝和粘土、干燥的指数值为10；单层或双层PE、沙地、砾石或岩石、除干燥湿度外的其他湿度条件的指数值为15；单层或双层PE、粘土、粉土、除干燥湿度外的其他湿度条件的指数值为40；单层或双层PE、所有土壤、除干燥湿度外的其他湿度条件的指数值为10；
根据管道运行压力监测数据，环向应力>72%管材最小要求屈服强度SMYS，指数值为
25；环向应力为67%～72%SMYS，指数值为20；环向应力为60%～66%SMYS，指数值为10；环向应力<60%SMYS，指数值为1；压力波动>0.92，指数值为1；压力波动为0.91～0.86，压力波动为0.85～0.0.75，指数值为20；压力波动<0.74，指数值为25；
根据管道阴极保护电位水平数据，阴极保护电位低于-0.85V，指数值为1；高于-0.85V，指数值为10；
根据管道水压试验水平数据，水压试验水平<90%SMYS，指数值为10；水压试验水平为
91%～105%SMYS，指数值为7；水压试验水平>105%SMYS，指数值为2。
3.根据权利要求2所述的确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法，其特征在于，所述确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法具体包括：
管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性指数100～130为高敏感性，70～99为中敏感性，0～69为低敏感性。

说明书全文

一种确定管道近中性pH值应力 腐蚀开裂敏感区段的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及输油管道控制技术，特别涉及一种在长输管道中快速确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法。

背景技术

[0002] 应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking，SCC）是材料在拉伸应力和腐蚀性环境条件下的裂纹萌生和/或扩展，其发生需要具备三种条件：敏感材料、拉伸应力和特定环境。油气输送管道的应力腐蚀开裂问题普遍存在于世界各国的埋地长输管道当中，由此造成的损失巨大，在许多国家引起了高度重视。

[0003] 依据管道发生应力腐蚀开裂的环境差异，业界将其分为高pH值应力腐蚀开裂和近中性pH值应力腐蚀开裂。高pH值SCC是一种穿晶型断裂，发生在浓度较高的碳酸盐-碳酸氢盐溶液中，pH值范围为8.0-12.5；近中性pH值SCC是一种晶间型断裂，发生在浓度较低的碳酸氢根溶液中，pH值范围为5.5-8.5。

[0004] 埋地长输管道穿越距离较远，穿越地区的环境变化较大，运行压力也有差异，管道各区段发生应力腐蚀开裂的可能性不尽相同。快速确定应力腐蚀开裂敏感性较高的区段，对于管道运营企业开展针对性的控制措施，节约管理成本，提高管道运行的安全性与经济性有着重要意义。

[0005] 目前，对于确定高pH值SCC的敏感性区段，国际上已经有了初步的方法，如PRCI发布的PROTOCOL TO PRIORITIZE SITES FOR HIGH pH STRESS CORROSION CRACKING ON GAS PIPELINE（天然气管道高pH值应力腐蚀开裂区段判定草案）。但是，对于近中性pH值SCC敏感性区段的确定，尚未见该领域的研究成果。近中性pH值SCC是我国管道失效的重要因素，快速确定敏感性区段，有助于运营单位采取针对性的管理措施，从而提高管道运行的安全性。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法，用于针对长输管道的近中性应力腐蚀开裂问题，提出敏感区段的快速确定方法，从而为运营单位采取针对性的管理措施提供技术依据，提高管道运行的安全性与经济性。

[0007] 本发明提供了一种确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法，包括：

[0008] 获取管道钢级数据，获取管道防腐层数据、穿越地区土壤成分与湿度数据，获取管道运行压力监测数据，获取管道阴极保护电位水平数据，获取管道水压试验水平数据；

[0009] 根据所述获取的数据，确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性指数；

[0010] 根据所述指数确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段。

[0011] 本发明全面考虑了影响管道发生近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性的各项因素，并量化了各因素的影响力；引入了敏感性指数这一参数，可以对管道发生近中性pH值应力腐蚀开裂的敏感性进行打分排序；引入敏感性指数门槛值，可将管段发生近中性应力腐蚀开裂的敏感性分为高、中、低三个等级，指导管道的运营管理。附图说明

[0012] 图1为本发明实施例提供的快速确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法流程图。

具体实施方式

[0013] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

[0014] 本发明实施例提供了一种快速确定长输管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法。引入管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性指数参数，通过对管道相关属性（见表1）进行调研，参照相应的规则（见表1）对管道的近中性pH应力腐蚀开裂敏感性指数进行确定，以此为基础，获得敏感性区段。

[0015] 表1

[0016]

[0017]

[0018] 其中，SMYS为管材最小要求屈服强度。美国石油学会（API）表示管线钢管的代号是X，X80是指管材的最小要求屈服强度是80ksi。PE是指聚乙烯树脂。

[0019] 对表1中影响管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性的各项因素的指数赋值的说明如下：

[0020] 1、申请人的试验研究表明，不同屈服强度的管材，其应力腐蚀开裂敏感性存在差异。X70与X80管线钢管的慢应变速率拉伸（SSRT）试验结果如表2所示。

[0021] 表2

[0022]

[0023] 从表2中可以看出，随着管材钢级提高，屈服强度增大，SCC敏感性也随之增大。

[0024] 2、申请人的试验结果表明，70%的近中性pH值SCC发生在采用煤焦油瓷漆/沥青外防腐层的管道上；20%的近中性pH值SCC发生在采用PE外防腐层的管道上；采用熔结环氧树脂外防腐层的管道，没有发生过近中性pH值SCC。

[0025] 3、试验结果表明，土壤电阻率较低、湿度较大的腐蚀性环境容易发生近中性pH值SCC；土壤电阻率较高、干燥的环境不容易发生近中性pH值SCC。随季节变化，土壤干湿交替的环境更容易发生近中性pH值SCC。

[0026] 4、试验结果表明，80%的近中性pH值SCC发生时，管道的环向应力处于63%～72%SMYS。

[0027] 5、试验研究结果表明，压力波动对管道近中性pH值SCC影响很大。表1中的应力比R是最小环向应力与最大应力的比值，R比越大，说明压力波动幅度越小。

[0028] 6、钢制管道的阴极保护电位介于-1.5`-0.85V之间，若高于-0.85V，则不能有效阻止腐蚀。

[0029] 7、水压试验可以有效排除管道缺陷，水压试验水平越高，排除的缺陷越多，有助于降低发生SCC的概率。

[0030] 本实施例中管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性指数的得分范围为0～130。根据得分情况，判断敏感性高低，具体分类如下：100～130为高敏感性，70～99为中敏感性，0～69为低敏感性。

[0031] 管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性指数值反映了管道发生近中性应力腐蚀开裂的可能性高低。需要说明的是，指数值高的区段，并不意味着该区段存在SCC缺陷，只能表明该区段发生SCC的可能性较高。

[0032] 如图1所示，本实施例提供了一种快速确定管道近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段的方法，该方法包括如下步骤：

[0033] 步骤101、获取管道钢级数据；获取管道防腐层数据、穿越地区土壤成分与湿度数据；获取管道运行压力监测数据；获取管道阴极保护电位水平数据；获取管道水压试验水平数据。

[0034] 管道钢级数据、防腐层数据、穿越地区土壤成分与湿度数据均可通过查阅管道设计资料获得；管道运行压力监测数据可通过查阅管道运行监控信息获得；阴极保护电位水平数据可通过实地检测阴极保护电位测试桩获得；管道水压试验水平可通过查阅水压试验记录获得。

[0035] 步骤102、根据所述获取的数据，确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性指数。

[0036] 步骤103、根据所述指数确定管道的近中性pH值应力腐蚀开裂敏感区段。

[0037] 本实施例全面考虑了影响管道发生近中性pH值应力腐蚀开裂敏感性的各项因素，并量化了各因素的影响力；引入了敏感性指数这一参数，可以对管道发生近中性pH值应力腐蚀开裂的敏感性进行打分排序；引入敏感性指数门槛值，可将管段发生近中性应力腐蚀开裂的敏感性分为高、中、低三个等级，指导管道的运营管理。

[0038] 总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

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