[發明專利]一種確定管道近中性pH值應力腐蝕開裂敏感區段的方法

有效

• 申請號: 201310590658.8
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103615662A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 趙新偉;張廣利;羅金恒;張良;宮少濤
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明涉及輸油管道控制技術，特別涉及一種在長輸管道中快速確定管道近中性pH值應力腐蝕開裂敏感區段的方法。

背景技術

應力腐蝕開裂（Stress?Corrosion?Cracking，SCC）是材料在拉伸應力和腐蝕性環境條件下的裂紋萌生和/或擴展，其發生需要具備三種條件：敏感材料、拉伸應力和特定環境。油氣輸送管道的應力腐蝕開裂問題普遍存在于世界各國的埋地長輸管道當中，由此造成的損失巨大，在許多國家引起了高度重視。

依據管道發生應力腐蝕開裂的環境差異，業界將其分為高pH值應力腐蝕開裂和近中性pH值應力腐蝕開裂。高pH值SCC是一種穿晶型斷裂，發生在濃度較高的碳酸鹽-碳酸氫鹽溶液中，pH值范圍為8.0-12.5；近中性pH值SCC是一種晶間型斷裂，發生在濃度較低的碳酸氫根溶液中，pH值范圍為5.5-8.5。

埋地長輸管道穿越距離較遠，穿越地區的環境變化較大，運行壓力也有差異，管道各區段發生應力腐蝕開裂的可能性不盡相同。快速確定應力腐蝕開裂敏感性較高的區段，對于管道運營企業開展針對性的控制措施，節約管理成本，提高管道運行的安全性與經濟性有著重要意義。

目前，對于確定高pH值SCC的敏感性區段，國際上已經有了初步的方法，如PRCI發布的PROTOCOL?TO?PRIORITIZE?SITES?FOR?HIGH?pH?STRESS?CORROSION?CRACKING?ON?GAS?PIPELINE（天然氣管道高pH值應力腐蝕開裂區段判定草案）。但是，對于近中性pH值SCC敏感性區段的確定，尚未見該領域的研究成果。近中性pH值SCC是我國管道失效的重要因素，快速確定敏感性區段，有助于運營單位采取針對性的管理措施，從而提高管道運行的安全性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種確定管道近中性pH值應力腐蝕開裂敏感區段的方法，用于針對長輸管道的近中性應力腐蝕開裂問題，提出敏感區段的快速確定方法，從而為運營單位采取針對性的管理措施提供技術依據，提高管道運行的安全性與經濟性。

本發明提供了一種確定管道近中性pH值應力腐蝕開裂敏感區段的方法，包括：

獲取管道鋼級數據，獲取管道防腐層數據、穿越地區土壤成分與濕度數據，獲取管道運行壓力監測數據，獲取管道陰極保護電位水平數據，獲取管道水壓試驗水平數據；

根據所述獲取的數據，確定管道的近中性pH值應力腐蝕開裂敏感性指數；

根據所述指數確定管道的近中性pH值應力腐蝕開裂敏感區段。

本發明全面考慮了影響管道發生近中性pH值應力腐蝕開裂敏感性的各項因素，并量化了各因素的影響力；引入了敏感性指數這一參數，可以對管道發生近中性pH值應力腐蝕開裂的敏感性進行打分排序；引入敏感性指數門檻值，可將管段發生近中性應力腐蝕開裂的敏感性分為高、中、低三個等級，指導管道的運營管理。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的快速確定管道近中性pH值應力腐蝕開裂敏感區段的方法流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。

本發明實施例提供了一種快速確定長輸管道近中性pH值應力腐蝕開裂敏感區段的方法。引入管道近中性pH值應力腐蝕開裂敏感性指數參數，通過對管道相關屬性（見表1）進行調研，參照相應的規則（見表1）對管道的近中性pH應力腐蝕開裂敏感性指數進行確定，以此為基礎，獲得敏感性區段。

表1

其中，SMYS為管材最小要求屈服強度。美國石油學會（API）表示管線鋼管的代號是X，X80是指管材的最小要求屈服強度是80ksi。PE是指聚乙烯樹脂。

對表1中影響管道近中性pH值應力腐蝕開裂敏感性的各項因素的指數賦值的說明如下：

1、申請人的試驗研究表明，不同屈服強度的管材，其應力腐蝕開裂敏感性存在差異。X70與X80管線鋼管的慢應變速率拉伸（SSRT）試驗結果如表2所示。

表2

從表2中可以看出，隨著管材鋼級提高，屈服強度增大，SCC敏感性也隨之增大。