赵尉花：管道内检测数据比对分析研究

管道内检测数据比对分析研究

赵尉花 邢占元 王奉

中石油西部管道公司甘肃输油气分公司

摘 要：服役时间较长的管道往往经历过多次管道内检测。通过将不同批次的内检测数据进行对齐，为分析管道相隔两次内检测期间本体缺陷的变化情况，以及结合其他资料综合分析缺陷变化的原因提供了可能。使管道内检测缺陷的适用性评价、维修维护决策制定、再检测周期计算等更加科学准确。

关键词：内检测；数据对齐；统计分析；维修策略

近年来，随着管道完整性管理的深入开展，部分油气管道已开展过多轮次的内检测，但是对内检测数据的深入挖掘和利用却相对滞后。不同轮次的内检测数据之间未进行关联，基于内检测数据的完整性评价工作往往孤立开展，未能充分利用数据价值，对管道管理未能提供更加精准的数据支持。

在多轮次内检测数据对齐的基础上，结合其他相关数据进行对比分析，不仅可以发现腐蚀活性点和新增腐蚀缺陷，更准确地估算腐蚀增长速率，制定科学、合理的修复计划和再检测计划，还可以间接评估内检测的质量和效果，对保障管道安全运行、提高完整性管理水平具有重要意义。

本文将探讨西部某管道公司基于统计分析的内检测数据比对方法和实践经验，深度挖掘数据之间更加有用的价值，提供准确的数据基础。

1 内检测数据比对分析工作流程

选择某管道两次内检测数据开展比对分析，主要工作流程见图 1。

图 1  工作流程

2 内检测数据对齐与缺陷匹配

内检测数据比对分析包括相邻时期不同检测承包商的数据比对，也包括不同时期内检测数据的比对。前者主要对不同检测承包商的内检测器性能和内检测数据准确性进行评估，需要大量的开挖验证。后者主要对腐蚀活性点和新增腐蚀缺陷进行识别，计算腐蚀增长速率，确定再检测周期。两种比对方法都要先进行内检测数据对齐。

2.1 检测里程和环焊缝总数量数据对齐

由于两次内检测起点终点略有偏差、里程轮累计误差、焊缝识别、管道修复改线等原因，记录的环焊缝数量、里程等数据存在误差属于正常现象。如果存在较大偏差，需要核实内检测记录是否存在问题、管道在两次内检测期间是否进行过改线等等。SY/T 6889―2012《管道内检测》规定：如果整条管道的报告里程与准确参考里程的偏差都超过1%，宜重新检查管道长度并做出必要的修正。

2.2 环焊缝和管节数据对齐

根据管长（短节、管节长度变化）、管道特征（弯头、阀门、三通、变壁厚）等信息，将两次内检测中环焊缝和管节数据对齐。

2.3 腐蚀缺陷对齐和匹配

在环焊缝对齐成果的基础上，根据相对距离和时钟位置对两次内检测报告的腐蚀缺陷进行对齐和匹配。先采用软件将缺陷位置信息初步进行缺陷匹配，再人工进一步分析对齐，必要时查看内检测原始信号进行分析，得到内检测成果对齐大表，如表 1所示。

2.4 缺陷匹配

由于两次内检测的工艺条件、管道状况、检测器硬件、分析模型、缺陷合并规则都存在客观差异，两次检测报告的缺陷匹配通常存在匹配和未匹配两种结果。

匹配缺陷是指在同一位置，两次内检测都报告了缺陷，但存在内、外区分和深度量化差别。如缺陷深度尺寸，不仅出现深度增加，还可能出现深度“减小”。而缺陷不会真的变浅，主要是由误差导致的。内检测报告的深度量化精度通常由一定置信度下的容差给出，SY/T 6597―2018《油气管道内检测技术规范》规定，对于均匀金属损失和点蚀，90%置信度下的容差为10% wt。在这一范围内的缺陷深度，都符合标准规定（表 2）。

同样，当深度差达到15%wt时，在90%的置信度下才能认为缺陷产生了明显“增长”。

未匹配缺陷分为三种情况。一种指在同一位置，仅前一次内检测报告了缺陷，而后一次没有报告，可能是缺陷在第一次内检测后进行了修复，或者与相邻的缺陷在另一次检测中被合并报告。一种指同一位置仅第二次内检测报告了缺陷，有可能是新增缺陷。一种指同一位置仅第一次报告了缺陷，而第二次未报告缺陷，有可能是漏报缺陷。

检测商对于金属损失存在报告阈值（例如10% wt）和量化误差，因此新增缺陷深度超过某一数值才能认为在一定置信度下“明显”新增。钢管最大壁厚偏差为10% wt，内检测报告取深度超过20% wt作为明显新增缺陷的判断标准。故未匹配的情况也可能该缺陷低于报告阈值，需要查看内检测原始信号进行进一步分析确定是否为漏报。

3 腐蚀速率计算与完整性评价

对于匹配的金属损失，可以计算两次内检测的深度差，除以两次内检测的时间差进而计算腐蚀增长速率。对于新增的金属损失，假设这些金属损失位置腐蚀从第一次内检测结束开始发展到第二次内检测，由第二次内检测金属损失的深度除以时间差，可以计算腐蚀增长速率。

基于腐蚀增长速率，对未来几年的管道完整性进行评价得到管道剩余寿命，从而安排修复计划，确定下次内检测时间。如某腐蚀缺陷2011年内检测报告深度为30% wt，经过几年增长到2015年超过评价允许尺寸，应在年底前进行修复（图 2）。

（a） 2012年

（b） 2013年

（c） 2014年

（d） 2015年

图 2  腐蚀增长及未来完整性评价示例

内检测报告的腐蚀深度存在一定误差，仅根据一次内检测结果计算腐蚀增长速率和剩余寿命，得到的结果就会有较大的误差，特别是对于较新的管道，因为这些管道内检测报告的金属损失往往可能是不随时间发展的管材缺陷或者是投产前在钢管存放或者试压期间产生的腐蚀。

内检测数据比对分析还可以间接评估内检测效果和修复质量。如果两次内检测结果严重不符，说明至少有一次内检测的结果存在问题。如果缺陷在修复后还明显增长，则说明修复的效果存在问题。

4 两次内检测数据对齐与分析

4.1 焊缝对齐

焊缝数据对齐5段管道，匹配12 816个焊缝，匹配率99.36%，如表 3所示。

因两次内检测的起点和终点不同和改线管道，存在未对齐管段，其他则可以对齐，即内检测数据具备对齐条件，对齐可行。

4.2 焊缝对齐质量

整体管长差分布情况如表 4所示。

分析对齐段内的管长差， 2011年内检测报告的管长差大，如图 3所示。

图 3  2011年管长差分布图

4.3 缺陷对齐

2015年与2011年的检测商不同，在缺陷分类上存在一定差别。人工根据位置判断以下类别为同一缺陷：即对正常管段内的缺陷进行对齐,参数为里程容差0.4 m，时钟方位小于45:00可接受，共对齐2 629个缺陷，对齐率48.2%（表 5）。

4.4 金属腐蚀(含制造缺陷)

（1）数量分析

2011年内部金属腐蚀覆盖全线、2015年内部金属腐蚀集中在0―55 km处，此管段对齐率为63%，总体数量减少1 096个（图 4）。

图 4  内部金属腐蚀数量变化

2011年和2015年外部金属腐蚀都覆盖全线，但2015年缺陷数量比2011年增加了1 959个，说明外部腐蚀数量发展较快（图 5）。

图 5  外部金属腐蚀数量变化

（2）发展趋势分析

深度发展趋势：2015年内/外金属腐蚀深度普遍比2011年小，只在0―24 km管段的缺陷深度是正增长（如图 6、图 7）。深度差统计如表 6所示。

图 6  内部金属腐蚀深度发展趋势图

图 7  外部金属腐蚀深度发展趋势图

长度发展趋势：2015年缺陷的内/外金属腐蚀长度普遍比2011年缺陷小，且存在降幅较大缺陷，只有少量缺陷的长度为正增长（图 8、图 9），长度差统计如表 7所示。

图 8  内部金属长度发展趋势图

图 9  外部金属长度发展趋势图

通常，缺陷的深度、长度应为正增长，但二次内检测金属腐蚀缺陷的深度、长度都不符合此规律，应为二个检测商的不同识别技术导致。因此本次内检测数据比对无法从缺陷尺寸上进行腐蚀增长率定量分析。

5 小结

数据比对对于明显增长和明显新增的金属损失缺陷具有可比性。对这些金属损失缺陷的剩余寿命应及时进行评价，及时开挖验证，分析金属损失产生的原因，根据实际适用性评价结果进行相应的修复。

作者：赵尉花，女，1987年生，中石油西部管道公司甘肃输油气分公司助理工程师，主要从事长输压力管道维修维护和安全管理工作。

来源：《管道保护》2019年第5期（总第48期）