埋地输油管道腐蚀剩余寿命预测

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1、万方数据埋地输油管道腐蚀剩余寿命预测程远鹏1，白羽1。李小艳1，范桓2(1．长江大学石油工程学院，湖北荆州434023；2．中国石油管道学院管道运输系，河北廊坊065000)摘要：针对埋地输油管道的工作特点，研究了长输管道沿线的内压分布，在此基础上建立了基于ASME—B31G标准的腐蚀缺陷极限尺寸模型；根据埋地管道腐蚀失效的特点，以电化学理论为基础，建立了腐蚀缺陷的腐蚀速率模型；将腐蚀缺陷极限尺寸模型与腐蚀速率模型相结合，提出了一种输油管道腐蚀剩余寿命预测模型。关键词：埋地管道；腐蚀；剩余寿命；腐蚀速率；电化学模型中图分类号：TE832文

2、献标识码：B文章编号：11301—4837(2009)02—0030—05ResidualLifePredictionMethodofCorrodedBuriedOilPipelineCHENGYuan—pen91，BAIYul，LIXiao—yanl，FANHuan2(1．SchoolofPetroleumEngineering，YangtzeUniversity，Jingzhou434023，China；2．PipelineTrans—portationDepartmentofChinaPetroleumPipelineCortege

3、，Langfang065000，China)Abstract：Afterresearchingonburiedoilpipeline’Soperationfeature，thispaperanalysedtheinternalpressurealongoilpipeline，andthelimitsizemodelofcorrosiondefectswasestablishedbaseduponASME—B31G．Accordingtothecorrosionfailurecharacteristicsofburiedoilpipelin

4、e，electrochemicalcorrosionrateoftheflawwasderived．Anewmethodoftheresiduallifepredictionofburiedpipelinewasfinallydevelopedbasedonthecorrosionratemodelandlimitsizemodelofcorrosiondefects．Keywords：buriedpipeline；corrosion；residuallife；corrosionrate；electrochemicalmodel1前言管道

5、腐蚀剩余寿命预测的研究，是目前国际上腐蚀研究的热点，近年来得到了不断加强。但是大量国内外的研究资料表明，埋地输油管道的腐蚀剩余寿命研究并不完善，还没有形成专门的规范和标准。关于埋地输油管道的腐蚀剩余寿命预测，目前国内外有很多方面的尝试【卜5I：美国腐蚀工程师协会制定的RP0502—2002管道外腐蚀直接评价方法·30·(ECDA)中的推荐做法是基于典型形状的假设，但估计值保守；基于经验公式和用极值统计的方法分析管线的腐蚀寿命总是需要大量的管线历史检测数据，而所获得的结果总是整条管段的，无法实现对实际腐蚀点处的剩余寿命预测；基于人工神经网络

6、理论的管线寿命预测模型【6棚J，其评判过程复杂，可操作性差，预测效果还有待迸一步提高。这些因素限制了它们在油田现场的实际应用。而基于电化学理论的寿命预测模型包括了影响电化学腐蚀速率的大多数因素，其所需要的相关参数在现场较易于获得，是基于一次检测数据的预测模型，其应用越来越受万方数据第26卷第2期压力容器总第195期到重视。2预测模型2．1腐蚀缺陷极限尺寸的确定2．1．1长输管道沿线内压分布Chouchoani和Pick等人通过试验和有限元分析研究表明：正常操作下，在评估管道的有关强度时可以不考虑轴向应力¨0

7、，对埋地输油管道来说主要考虑内

8、压作用。长输管道在输油过程中要消耗压力能¨11，消耗的压力能主要用于：一是克服地形高差所需的位能；二是克服油品沿管路流动过程中的摩擦及撞击阻力，通常称为摩阻损失；长输管道的摩阻损失包括两部分，一是沿程摩阻h。，二是局部摩阻h。。长输管道站间管路的摩阻损失主要是沿程摩阻h。，局部摩阻只占1％～2％。rT，2ht=A旦D2上g(1)式中￡一距离出口距离，111D——管内径，in卜平均流速，m／sg——重力加速度，m／s2A——水力摩阻系数水力摩阻系数A是雷诺数船和管壁相对当量粗糙度g的函数，流态不同，A的取值也不同¨2】。求得摩阻损失后，转变

9、为压力损失：P，=pgh。／106(2)式中p——油品密度，kg／m3若忽略局部摩阻，考虑泵站问的管道水平铺设的情况，则距泵站出口Lm处的内压为：R=P0一PI=Po一≠等斋(3)式中P0——