管道适用性评价技术解析

管道发生腐蚀后，其管道剩余强度、剩余寿命、可靠性以及安全性等发生了何种变化，在保证管道安全可靠性的同时，如何经济安全地运行，需要对含缺陷管道作适用性评价。它是在管道腐蚀影响分析（腐蚀机理、腐蚀程度、腐蚀速率和缺陷尺寸确定）基础上以剩余强度计算的方式进行的。图2-14给出了适用性评价方法的典型流程。

1.管道适用性评价技术

管道适用性评价技术是对含有缺陷管道是否继续使用，以及如何继续使用、检测及维修周期做出定量的评价，是以现代断裂力学、弹塑性力学和可靠性理论为基础的严密而科学的评价方法。评价内容主要包括四大部分：管道失效分析；管道的剩余强度评价；剩余寿命预测；可靠性分析；风险管理。

2.管道适用性评价的实施结果

管道适用性评价的实施结果包括：定量检测管道的缺陷；依据严格的理论分析判定缺陷对安全可靠性的影响程度；对缺陷的形成、扩展及构件的失效过程、后果等做出判断。最后可按4种情况分别处理：

1）对安全生产不造成危害的缺陷允许存在；

2）对安全性虽不造成危害，但会进一步发展的缺陷要进行寿命预测，并允许在监控下使用；

3）若含缺陷构件降级使用时可保证安全可靠性要求，可降级使用；

4）含有对威胁可靠性缺陷的构件，应立即采取措施，返修或停用。

适用性评价是对质量控制标准的必要补充和完善，在保证安全的情况下，可获得巨大的经济效益。

3.管道适用性评价的评价方法

（1）失效评价图（Failure Assessment Diagram，FAD）评价方法

将评价点描于失效评估图上。每一点的位置是施加载荷条件、缺陷尺寸、材料性能的函数。如果评价点位于失效评价图的坐标轴和失效评价曲线所构成的区域，认为结构安全。反之，如果评价点落在失效评价曲线外侧，则结构可能不安全。采用描绘不同裂纹尺寸的一系列评价点也可用来确定极限缺陷尺寸。由这些评价点构成的曲线与失效评价曲线交截点所对应的缺陷尺寸即为结构的极限缺陷尺寸。

（2）概率断裂力学评价方法(www.xing528.com)

概率断裂力学是断裂力学与可靠性理论的工程应用和相互渗透的结果，研究当应力、强度、缺陷尺寸及环境因素为随机变量时，结构在给定寿命下破坏概率和可靠度。

国际上发展的以概率断裂力学为基础的适用性评价方法有：美国空军提出的飞机结构抗疲劳开裂的耐久性评价方法；英国Rolls-Roys公司用于航空发动机的数据库方法；美国西南研究院（SWRI）的应力下随机结构的数值评价（NESSUS）等等。当前适用性评价方法研究的热点之一是概率断裂力学的应用。

图2-14 适用性评价方法的典型流程

4.适用性评价方法的技术进展

具有代表性的经济性适用性评价方法有：

1）1988年CEGB-R6含有缺陷的结构完整性的评价；

2）1990年国际焊接协会（IIW）焊接结构适用性评价指南；

3）1991年英国BSI-PD6493焊接结构缺陷可接受性评价方法；

4）1995年ASME-B31G确定腐蚀管线的剩余强度的手册；

5）1995年ASME-Section XI核电站构件在役检测规范；

6）2007年API RP 579炼油与石化装备适用性评价推荐做法。

这些方法主要是针对裂纹型缺陷的安全评价方法。多数采用了实效评价图（Failure As-sessment Diagram）技术。