管道检测适用性评价和补强修复技术效益显著

     本报讯(唐伟)石油天然气集团公司管材研究所赵新伟、白真权、罗金恒等人完成的“管道检测、适用性评价和补强修复技术开发及其应用”获2005年石油天然气集团公司技术创新二等奖。
  石油天然气集团公司管材研究所是石油天然气集团公司直属科研机构,是集团公司和石油行业在石油管工程技术领域唯一的技术中心与核心科研机构。其定位和发展方向为:以市场为导向,面向油田和生产厂,开展应用基础研究,开发新技术、新产品、新工艺,逐步形成具有自主知识产权和广阔市场前景的核心技术。加强技术监督、工程监理、现场检验,确立公正独立的第三方地位。
  TGRC已经拥有石油管材认可实验室、安全生产监督安全评价机构、石油工业专用管材质量监督检验中心、石油工业专用螺纹量规计量站、石油工业标准化技术委员会石油管材专标委秘书处、CNPC石油管力学和环境行为重点实验室、CNPC石油管道与重大装备劳动安全卫生评价中心、CNPC无损检测人员资格考核和发证机构、科协失效分析和预防中心石油管材与装备分中心、美国石油学会(API)委员会委员单位、国际标准化组织ISO/TC67/SC5中方技术归口单位等资质和授权,在石油管材领域发挥着举足轻重的作用。
  油气管道运输对国民经济起着重要作用,但油气管道一旦发生爆破,往往造成巨大经济损失、环境污染和人员伤亡。我国已建成油气长输管道3万余公里,油气集输管道10万多公里,还有大量城市输气管道,其中60%%左右的管道因腐蚀、外力损伤和疲劳等原因,已进入事故多发期,必须进行完整性评价和加强完整性管理。另外,我国正在建设和将要建设大量的油气输送管线,未来同样需要加强完整性管理。
  “管道检测、适用性评价和补强修复成套技术开发及应用”项目针对我国油气管道特点,将消化吸收和自主创新相结合,进行了系统性的理论探索、技术开发和现场应用研究,建立了从油气管道检测、适用性评价到含缺陷管道补强修复成套的管道完整性管理和维护技术。主要技术及其创新点如下:
  在借鉴国外先进的管道风险评估技术基础上,结合我国油气管线的特点,开发出基于风险的管道检测程序优化技术,包括管线风险评估、管线风险排序和基于风险的管道检测程序优化等。将基于风险的管道检测程序优化技术和管道外检测手段相结合,形成了特色的管道外检测技术,该技术对于我国大量无法采用内检测技术(SmartPig)检测的在役油气管道具有很强的适用性。
  在“九五”研究成果的基础上,进一步完善和改进了管道剩余强度评价方法和剩余寿命预测方法,在国内次建立了系统的含缺陷管道适用性评价方法,并开发了功能丰富的管道适用性评价软件,软件包括数据库、剩余强度评价、剩余寿命预测和案例库四大模块。利用所建立的适用性评价方法和软件,可以对含有体积型、裂纹型、几何型、弥散损伤型和机械损伤型等各类缺陷的管道进行剩余强度评价,可以对管道腐蚀可靠性寿命、疲劳寿命、应力腐蚀开裂寿命、弥散损伤(点腐蚀和氢鼓泡等)寿命等各种损伤寿命进行预测。
  在国内次开发出复合材料(玻璃钢和碳纤维增强树脂)片材+改性胶粘剂+缺陷填充材料三组分体系的含缺陷管道外补强修复技术和产品,建立了系列缺陷尺寸下的补强工艺参数和现场补强施工工艺流程,申请发明1项。有限元分析、实物爆破试验和多条管线的现场应用验证了该技术的工程适用性和可靠性。该技术与传统的焊接修补技术相比,具有可带压操作、方便快捷、施工安全和经济可靠等优点,其价格是国际上同类技术和产品价格的1/10。
  该项目采用边研究、边应用的模式,不仅为许多重要管道的安全运营做出了贡献,而且大大促进了我国油气管道完整性管理的技术进步。项目研究成果在西气东输管线、陕京管线、河南中安和中开输气管线、新疆克乌DN300输油管线和三化天然气管线、中石化濮临管线、青海花格管线、渤南海底管线等10余条管线上推广应用,经济效益显著。同时,成果的推广应用,使我国管线管理更加科学化和规范化,显著降低了管线事故发生率,大限度地保证了油气输送的安全,促进了行业技术进步,社会效益更加显著。
  主要完成人赵新伟博士,高级工程师,现任石油管材研究所输送管与安全评价中心主任。曾获孙越崎科技教育基金青年科技奖、陕西省五四青年奖章等荣誉。是“管道检测、适用性评价和补强修复技术开发及应用”项目负责人。
  白真权,腐蚀与防护硕士。承担和组织过各种重要研究项目50余项,包括自然科学基金重点项目、重点应用基础研究规划(973)项目,中油集团公司科技攻关、应用基础研究、技术开发项目和中青年创新基金项目等。获得各种奖励6项(其中省部级以上奖励5项),参与出版专著2种,申请发明2项。
  罗金恒,高级工程师。现在石油天然气集团公司管材研究所工作,从事油气输送管道检测、安全评价、风险评估、GIS建设等工作,曾获省部级科技奖励6项,在本项目中负责项目的具体实施。