海外項目管道無損檢測施工標準的應用

岳建祥

中石化江蘇油建工程有限公司 江蘇揚州 225126

近年來隨著中石化“走出去”戰略的全面實施，目前已形成中東、非洲、南美、中亞、東南亞等重大戰略區。中石化越來越多的進入海外市場，進行海外油田地面工程建設，越來越多的工程技術人員走出國門走向海外從事地面工程的技術管理工作。而海外油田地面工程建設大多采用國際標準，其中管道施工大多采用ASME B31系列標準，因此，充分理解海外施工標準就顯得尤為重要。本文結合ASME標準在中石化加蓬油田生產設施EPCC項目上的應用實例，對ASMEB31.3、ASMEB31.4和ASME B31.8與國內標準及行業標準對無損檢測規定進行了比較及探討。

1 ASME標準在海外管道項目無損檢測施工應用的問題分析

1.1 ASMEB31.3在海外場站管道無損檢測施工應用的問題分析

在中國石化加蓬AKONDO油田生產設施施工中，集中處理站、井場、交油站等場站主要涉及到的管線為設計壓力為1.6Mpa的含油污水管線，設計壓力＜4MPa的普通低壓油氣管線， 設計壓力≥4Mpa的原油管線，設計壓力13MPa的注氣管線，設計壓力為14Mpa的注水管線。

按照ASME B31.3對于流體分類的判定，AKONDO油田生產設施場站施工涉及到的管道為常規流體工況。按照ASME B31.3對于常規流體工況關于焊縫無損檢測的描述，除目視檢查外還應對不少于5%的對接和斜接環焊縫進行全面的射線檢測或超聲檢測。

根據中石化加蓬油田生產設施EPCC項目場站的實際情況，涉及到不同介質、不同壓力等級的管線，從質量、安全角度考慮，需對此加以區分，而ASME B31.3只闡述了常規流體工況需做不少于5%射線檢測或超聲檢測，并未針對常規流體工況的不同介質、不同壓力等級管線做出詳細的要求。對于現場實際施工操作的指導意義有待細化。

1.2 ASMEB31.4、ASMEB31.8在海外油氣集輸管道無損檢測施工應用中的問題分析

在中國石化加蓬AKONDO油田生產設施施工中，站外油氣集輸管道主要涉及到的管線為設計壓力為13MPa的氣舉管線、設計壓力為1.6MPa的計量管線、設計壓力為1.6MPa的集油管線、設計壓力為14MPa的注水管線,材質均為A106GR.B。最低屈服強度（SMYS）為241MPa。

對于液體管線的無損檢測，ASME B31.4規定當管線要在環向應力大于管材規定的最低屈服強度的20%下運行時，應由作業公司任意選取至少為每天完工的環焊縫的10%以及其他焊縫的10%進行無損檢測。采用射線探傷或其他探傷方法對環焊縫進行檢查。對于管線在環向應力小于管材規定的最低屈服強度的20%下運行時，則沒有明確探傷比例和方式。

本項目站外油氣集輸管線20%最低屈服強度值為48.2MPa，而本項目站外液體管道中，集油管線、計量管線設計壓力均為1.6MPa，運行壓力小于1.2MPa管徑分別為219.1×6.35、168.3×5.56、114.3×5.56。注水管線設計壓力為14MPa，運行壓力小于12MPa，管徑為114.3×8.56。根據環向應力（HoopStress）計算公式：

SH=(P×D)/(2t)

式中：SH-環向應力，MPa；

P-管道內流體運行壓力，MPa；

D-管道外徑，mm；

t-管道壁厚，mm。

經過計算并與管材20%最低屈服強度值進行比較，集油管線、計量管線運行時的環向應力均小于管子規定的最低屈服強度的20%。而對此情形，ASMEB31.4中并無明確的探傷比例和探傷方式的規定。對于實際施工應用，仍須進一步明確。

經過計算并與管材20%最低屈服強度值進行比較，注水管線運行時的環向應力大于管子規定的最低屈服強度的20%，根據ASMEB31.4應進行不低于10%的射線檢測或超聲波檢測。但也為明確其探傷比例。

對于氣體管道的無損檢測，ASMEB31.8定當管線要在環向應力小于管材規定的最低屈服強度的20%下運行時，應抽樣進行目視檢查焊縫質量；當管線要在環向應力大于管子規定的最低屈服強度的20%下運行時，應對一定比例的焊縫采用無損檢測，無損檢測包括射線探傷，超聲波探傷，磁粉檢測或其他相當的無損檢測方法。并按照地區等級對焊縫比例進行了分類，本項目所處地區為一類地區（即任何1mi地帶內，供人居住的建筑物在10戶或以下），探傷比例為10%。

本項目站外氣體管道為氣舉管線，設計壓力為13MPa，管徑為88.9×7.62、73.0×7.01、60.3×5.54。經過計算管道環向應力并與20%最低屈服強度值進行比較，環向應力均大于管材規定的最低屈服強度的20%。但從質量、安全角度，規范要求的探傷比例值得商榷。

2 結合EPCC項目實際特點提出的解決方案

2.1 對ASMEB31.3關于場站探傷比例及方式提出的完善方案

針對中石化加蓬油田生產設施EPCC項目場站的實際情況，涉及到不同介質、不同壓力等級的管線，筆者對此與國內相關規范標準進行了對比，力求通過對比分析，提出即滿足ASME B31.3關于常規流體工況無損探傷的要求又符合項目實際特點的解決方案。

根據《GB 50540石油天然氣站內工藝管道工程施工規范》，管道焊縫應進行100%無損檢測，檢測方法優先選用射線探傷或超聲波檢測。根據《SY 0402石油天然氣站內工藝管道工程施工及驗收規范》，設計壓力P≤1.6MPa進行50%超聲波檢測，設計壓力1.6MPa＜P≤4MPa進行100%超聲波檢測+5%射線探傷，設計壓力4MPa＜P≤16MPa進行100%超聲波檢測+5%射線探傷。

經過將ASMEB31.3與國內相關標準對比，國內相關標準均嚴于ASMEB31.3。根據AKONDO油田生產設施EPCC項目場站項目實際特點，從質量、安全方面考慮，經過與現場專業技術人員進行充分的討論與溝通，將ASMEB31.3標準進行了適當提高，按照壓力等級、介質及管徑將探傷方式及比例分為5種情況，如表1所示。

表1 探傷方式及比例

2.2 對ASMEB31.4、ASMEB31.8關于站外油氣集輸管道探傷比例及方式提出的完善方案

對于中石化AKONDO油田油氣集輸管道施工中的輸油管道，環向應力均小于管材規定的最低屈服強度的20%。ASME B31.4中并無明確的探傷比例和探傷方式的規定。而注水管道也未明確其探傷比例。對于氣舉管線ASMEB31.8中10%的無損檢測比例，由于管線壓力較高，從安全及質量控制角度講，仍須進一步商榷完善。

鑒于此，筆者查閱了國內相關規范關于油氣集輸管線的相關描述。本項目涉及到的油管線設計壓力為1.6MPa，氣管線壓力為13MPa，注水管線壓力為14MPa。《GB50819-2013油氣田集輸管道施工規范》根據設計壓力，當設計壓力≤1.6MPa時，采用50%超聲波探傷+5%射線探傷；當設計壓力大于10MPa而又小于16MPa時，采用100%超聲波探傷+50%射線探傷。《GB 50369油氣長輸管道工程施工及驗收規范》對于輸油管道，采用射線探傷時，應對焊工當天所焊不少于15%的焊縫進行全周長檢測；采用超聲波檢測時，應對焊工當天所焊全部焊縫進行檢查，并用不少于5%的射線探傷進行復檢。對于輸氣管道，所有焊縫應進行100%全周長無損檢測，射線檢測和超聲波檢測是首選無損檢測。

本項目液體管道根據ASME B31.4無法確定具體探傷比例，而氣體管道根據ASMEB31.8均為10%射線探傷，從質量、安全角度仍須進行明確和完善。國內相關標準在此方面均比ASME31.4和ASME31.8嚴格，結合項目實際情況，經與現場專業技術人員充分溝通，對ASMEB31.4和ASMEB31.8均進行相應的提高，提出了適合中石化加蓬AKONDO油田站外油氣集輸管道的無損檢測方法和比例。具體為將站外集油管線、計量管線檢測方法明確為射線檢測，探傷比例明確為10%。對于站外氣體管道和注水管道，由于其設計壓力較高，首選射線檢測方法，并將檢測比例提高為15%。

通過對站內、站外管線無損檢測方法和比例的探討，即符合并提高了ASME B31.3、B31.4、B31.8關于無損檢測的要求，又從質量、安全角度對無損檢測進行了完善，找到了適合中石化AKONDO油田管道無損檢測施工的探傷方式和比例。

3 結束語

目前越來越多的石化工程技術人員隨著中石化走出去戰略的實施而走出國門，走向國際項目的施工技術崗位，而我們的工程技術人員往往都還或多或少的對國外標準的理解存在偏差，對于國外標準的理解合理應用仍需進一步加強。筆者希望通過本項目的工程實例給眾多工程技術人員以啟迪，使我們的工程技術人員在海外項目施工管理中對ASME B31系列標準有更好的理解和應用。

1 ASMEB31.3-2012工藝管道

2 ASMEB31.4-2006液態烴和其他液體管道輸送系統

3 ASMEB31.8-2007輸氣和配氣管道系統

4 GB 50540-2009石油天然氣站內工藝管道工程施工規范

5 SY 0402-2000石油天然氣站內工藝管道工程施工及驗收規范

6 GB 50369-2006油氣長輸管道工程施工及驗收規范

7 GB 50819-2013油氣田集輸管道施工規范