管道修复人的圈子

王海秋

大庆油田设计院

管道在运行期内的费用主要包括建设费用和运行费用。在管道运行接近使用寿命时，运行费用显著增加。如果工程整体的运行时间较长，在此时应考虑整体更换、局部更换或者维持原状，并存在最佳维修方式。管道腐蚀、老化的时间特征，使得管道维修存在最佳时机，即存在这样的时间点，在此时维修可以使总运行费用最低。

管道修复时机；修复方式；失效特征；运行经济性

1 存在的问题

大庆油田已建埋地油气管网超过8万千米，许多在役管道运行10～15年以上，开始进入“老龄期”，管道腐蚀老化趋向严重。腐蚀不仅造成管道更新量的增加和维护工作繁重，同时也带来安全问题。特别是腐蚀、老化导致的油气管道泄漏事故，常常会引发严重的爆炸和环境污染等问题[1]。为确保管道运行期间的安全性和运行经济性，应选择合适的修复技术方案，使整个管道安全运行且费用最低。

2 管道最佳维修方式

管道维修方式主要可以分为应急性的修补、防腐层或管体分段更新以及整体更换3种方式。根据油田习惯，后两种称为“大修”。管道在运行期内的费用主要包括建设费用和运行费用。管道运行后期，运行费用远远超过了建设费用，占管道总运行费用的主导地位。此时，管道运行经济性直接影响管道修复方案，即管道最佳维修方式和维修时机的确定。

在管道运行接近使用寿命时，运行费用显著增加。如果工程整体的运行时间较长，在此时应考虑整体更换、局部更换或者维持原状，并存在最佳维修方式。

管道运行费用表现出管道运行时间变化的特征，例如工程整体运行时间超过40年，全部更换将是使管道总运行费用最省的维修方案；如果工程整体运行时间为35年，局部更换将是最省的维修方案；如果工程整体运行时间低于32年，维持原状，只进行应急性修补，是最省的维修方案。

3 管道最佳维修时机

管道腐蚀、老化的时间特征，使得管道维修存在最佳时机，即存在这样的时间点，在此时维修可以使总运行费用最低。管道修复最佳时机及维修方式的确定与管道腐蚀失效模式密切相关，管道腐蚀失效模式改变将影响管道维护费用、停产损失、安全损失、环境代价，使管道总运行费用发生改变，从而改变最佳维修时间及最优方案。

管道外防护层的质量随时间的变化整个周期分为3个阶段，即以技术因素作用为主的前期，以环境因素作用为主的后期，以及技术因素与环境因素共同作用的中期。应根据防腐层失效特点，在阶段点内选取相应的维修方案，表1是不同管道寿命阶段外防腐层的修复方案。

表1 不同管道寿命阶段外防腐层的修复方案

管体大修时机的确定与腐蚀缺陷萌生、缺陷发展速度有关。腐蚀缺陷的萌生与防腐层缺陷有关，应对管道腐蚀缺陷进行预测[2]，开展管道安全有效性评估工作[3]，最终确定管道最佳修复时机。