阿克苏地区特种设备检验检测所阿克苏843000
摘要：本文对埋地管道压力管道进行了腐蚀剩余寿命的评估。通过随机检测管道表面的腐蚀凹坑深度，并采用概率统计的方法得到了管道最大腐蚀深度，然后参照ASME标准进行了管道的腐蚀剩余寿命评估，并得出结论。
关键词：管道；概率统计；寿命；评估；可靠度
1前言
在石油化工行业或高压埋地钢质燃气管道通常会发生腐蚀。对碳钢而言，其腐蚀类型多为均匀腐蚀或点腐蚀。而发生点腐的管道其腐蚀凹坑又往往不是个别的，有时凹坑密度相当高，且分布在管线的不同部位上。因此，测量管线蚀坑的最大深度是件根复杂的事。金属腐蚀坑数最大值所对应的点是蚀坑的平均深度，如用该值来估训其破坏程度显然是不科学的。这是因为引起破坏事故的只是最深的腐蚀凹坑，而要在管线上实际测出蚀坑的最大值又往往具有很大的偶然性，而且测量的实际点数不可能包揽腐蚀坑的全部，不能保证在有限的测量点中包括其最深的腐蚀坑。为了求出每根管线蚀坑的最大腐蚀深度，本文采用概率统计方法以得到管道表面上最大蚀坑深度，这种实测加统计的方法具有较高的科学性，可为管道腐蚀剩余寿命的评估提供可靠的依据。
2管道剩余寿命的评估的方法
对在役管道剩余寿命的评估的方法主要有BP人工神经网络，概率统计和可靠度函数分析方法。可靠度函数分析方法主要是考虑第三方破坏，穿越公路，建筑物占压等综合考虑因素影响，建立不同类型地区管道的剩余寿命评估模型。应用BP人工神经网络，概率统计方法对腐蚀管道的剩余寿命进行预测，考虑了腐蚀是造成管道失效的主要因素。
3高压埋地钢质管道状况
某市高压埋地钢质燃气管道于2004年投入使用，设计压力为4.0MPa，最大操作压力为2.5MPa，关系材质为20#无缝钢管，管道规格为φ273×7/10mm，全长4.7km，全线采用沥青玻璃布防腐，输送介质为天然气。该市高压埋地钢质燃气管道主要经过水渠边，沙滩上，农田，荒地，土路上等不同地形，经检查发现，关系在运行过程中局部腐蚀是造成管线失效的主要因素，基于该段管线运行环境，根据可靠性原理和检验数据，利用概率统计方法对和田市高压埋地钢质燃气管道腐蚀剩余寿命进行预测。
4基本理论与方法
腐蚀现象本质上具有统计变量的特性，尤其是孔蚀，缝隙腐蚀以及应力腐蚀破裂等局部腐蚀。管道的寿命并不取决于腐蚀的平均度，腐蚀最大深度才是评价关系寿命的最重要的指标，根据《腐蚀试验数据的统计分析》，最大腐蚀深度符合I型极大值分布，相应的耐腐蚀寿命应符合I型极小值分布。
假设在一定时间内最大腐蚀深度为，均值为，标准差为，则I型极大值分布的分布概率密度函数为：
式中：
5剩余寿命的预测
对于和该市高压麦迪钢质燃气管道，实测最大腐蚀深度数据见表1
表1各腐蚀点检测深度
根据极大值估计方法及实测数据，可得：
图1管线可靠度与可靠性寿命之间的关系曲线
6风险地段的划分
根据APIRP579的思路，将管道根据不同的地段划分为低风险地段、中风险地段和高风险地段三种类型，穿跨越公路，河流，房屋占压，四类地区等位高风险地段；山坡，公路旁，穿越小土路，小河流，三类地区为中等风险地段；庄稼地等为低风险地段。[2]这样，对不同地段管道可接受的失效概率（）可取不同的数值，从而得到不同的剩余寿命年限，见表2。
表2不同风险地段管道剩余寿命
7结论
根据检查壁厚数据建立壁厚分布的二重指数模型，并建立了腐蚀剩余寿命与可靠度之间的定量关系。利用实测统计数据进行计算结果如表2。
本文对管线腐蚀剩余寿命的评定是以现场实测数据为基础，以最大腐蚀深度概率分布曲线推得理论概率100时的最大腐蚀深度为依据的，而不是以实际测得的最大蚀坑深度来计算的。如以管线上实测的最大腐蚀深度为2mm，经分析，取概率为100所对应的最大腐蚀深度不超过3mm，这样就将可靠度提高了5，因此是绝对安全的，况且本文又采用了世界上新近出版的最具权威的评定规范。本文的研究工作实用性强，具有一定的工程应用价值，已在某些石化企业得到推广应用。
参考文献
[1]鲜思东.概率论与数理统计[M].北京：科学出版社,2010.55-56.
[2]GB50251—2003，输气管道工程设计规范[S].
[3]曹楚南.腐蚀试验数据的统计分析[M].北京：化学工业出版社，1988.45-46.
作者简介
邓勇（1976-）男，乌鲁木齐人，工程师，硕士，从事压力容器压力管道工作。