ICS75.180.10 E 94 备案号：57742—2017
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 10048—2016 代替SY/T10048——2003
腐蚀管道评估推荐做法
Corroded pipelines
2017－05－01实施
201612一05发布
国家能源局 发布 SY/T10048—2016
目 電次
前言
T
概述 1.1 简介 1.2 BGplc与DNV研究项目 1.3 2014版更新 1.4 适用 1.5 标准的结构 1.6 适用缺陷 1.7 施加的荷载 1.8 排除情形 1.9 其他失效模式 1.10 层级方法与进一步评估 1.11 责任 1.12 有效性 1.13 定义 1.14 符号与缩略语 1.15 单位方法 2.1 能力公式 2.2 尺寸精度与不确定性 2.3 A部分 经校正的安全系数 2.4 B部分 一许用应力法 2.5 陆地管道 2.6 特征材料属性 2.7 压力参考高度与静水压头 2.8 概率评估 2.9 腐蚀发展 3 A部分 经校正的安全系数法 3.1 简介 3.2 可靠度水平 3.3 分项安全系数和分位数值 3.4 环向腐蚀 3.5 轴向应力的使用系数 3.6 系统影响 3.7 单一缺陷评估
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18 :18 .18 19 24 24 ·24 25 I SY/T10048—2016
前言
本标准等同采用挪威船级社DNV-RP-F101《腐蚀管道评估推荐做法》（2015年1月）。为了便于使用，采用DNV-RP-F101时，本标准做了如下编辑性修改：
按照GB/T1.12009的要求，修改了图表的编号；删除了DWV-RP-F101中1.2，1.3和1.11； -将附录A、附录B、附录C、附录D和附录E作为资料性附录。
本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：海洋石油工程股份有限公司。 本标准主要起草人：周雷、翁强、朱绍宇、张东卫、房凯、谭家海、钟文军、赵冬岩、孙国民、
曹静、侯静、黄俊。
III SY/T10048—2016
腐蚀管道评估推荐做法
1概述 1.1简介
本标准为评估受腐蚀的管道提供推荐做法。针对评估承受以下荷载的腐蚀缺陷给出了建议：
仅内压荷载。 一内压荷载与轴向压应力组合。 本标准描述了评估腐蚀的两种可选方法，并划分为A和B部分。两种方法的主要差别在于安全
理念：
第3章（A部分）给出了第一种方法，考虑了在材料属性、壁厚和内压变化上的自然扩展，使用了经修正的安全系数。在确定抵抗压力时特别考虑了与缺陷尺寸和材料属性规格相关的不确定性。本标准的这一部分也是对DNV-OS-F101的一个补充。给出了基于概率的修正公式（带分项安全系数），用于确定腐蚀管道的抵抗压力。 一第4章（B部分）给出了第二种方法，是基于许用应力设计（ASD)格式。计算了腐蚀缺陷的失效压力（承载力），此失效压力乘以一个基于原始设计系数的单一系数。缺陷尺寸的不确定性由使用者考虑。
1.2BGplc与DNV研究项目
本标准的第一版为BGTechnology（隶属于BGplc）与DNV的合作成果。两者的联合工业项目的成果被合并在一起，构成了本标准的技术基础[3].[4]，[16]。
BGTechnology在联合工业项目中创建了一个在有机加工腐蚀缺陷（包括单一缺陷、相互作用缺陷和复杂形状缺陷）的钢管上进行的70次以上的爆裂试验的数据库，以及一个钢管材料属性数据库。 另外，还产生了一个缺陷钢管三维非线性有限元分析综合数据库。形成了预测单一缺陷、相互作用缺陷和复杂缺陷的腐蚀钢管剩余强度的标准。
DNV的项目创建了一个包括12次爆裂试验的数据库。试验在带机加工的腐蚀缺陷的钢管上进行，考虑了在失效压力上外加轴向和弯曲荷载的影响。同样产生了一个缺陷钢管三维非线性有限元分析综合数据库。使用了概率方法修正和确定分项安全系数。 1.32014版更新
推荐做法更新包括： a）对如何进行概率评估做了改进（见2.8及附录E）。 b）新加了对于腐蚀发展的考虑（见2.9）。 c）对如何考虑系统影响做了改进（见3.6）。 d）一种对管道凹痕腐蚀的新评估方法，包括详细的检测数据和预估的腐蚀速率（见3.9及附录D）。 e）降低相互作用缺陷法的保守性（见3.8）。 f)与DNV-OS-F101的2013-10版本更加一致。
1）压力的定义（见1.13）。 SY/T10048—2016
2）应用术语“抵抗压力”（见第2章、第3章及相关的附录）替换了“许用操作压力”。 3）2.6特征材料属性。 4）3.3分项安全系数和分位数值。 5）3.4环向腐蚀（部分安全系数）。 6）3.7取消前修正版本的补充材料要求，现在包含在2.6中。 7）3.7.2接受标准。 8）3.7.3.1抵抗压力公式。 9）3.7.3.2其他应用。 版本更新是包括康菲石油公司、DONG、埃克森美孚公司、巴西国家石油公司、挪威国家石油公
司、英国总勘探、伍德塞德石油公司等在内的联合行业的共同努力成果。管道凹痕腐蚀的新评估方法（附录D）。主要基于DONG、挪威国家石油公司及挪威船级社早期的联合工业项目。此外，相互作用缺陷法的改进是基于由巴西国家石油公司牵头的关于混合类型的相互作用（MTI)的联合工业项目中的有价值投入[22]至[25]。 1.4适用
本标准提供的方法旨在用于按照DNV海洋标准DNV-OS-F101[8]，[9]或者其他诸如ASMEB31.4[], ASMEB31.8[2]，PD8010[5]，IGEM/TD[]，[10]，ISO/DIS13623[1]，CSAZ662-94[7]等被认可的管道设计规范设计的碳钢管道的腐蚀缺陷评估（见1.6不适用于其他附件），假定没有违背设计规范中的安全理念。
评估腐蚀时，腐蚀持续增长的影响应予以考虑。如果一个（高度地）腐蚀区域要继续服役，那么应采取阻止腐蚀进一步发展的措施或者采用合适的检测和监控方案来监控任何进一步的增长（见 2.9)。
本标准未涵盖要求适用性评估的全部情形，对此可使用进一步的评估方法。
1.5标准的结构
本标准描述了评估腐蚀缺陷的两种可选方法。第一种方法在A部分给出，由第3章构成。第二种在B部分给出，由第4章构成。
评估流程图列出一个简单的概述（A部分和B部分均适用），如图1所示。 附录A给出了A部分所述方法的工作实例，附录B给出了B部分所述方法的工作实例。 附录C给出了测量精度的详细计算。 附录D给出了管道长轴向腐蚀缺陷的评估方法。 附录E给出了详细的产能方程。
1.6适用缺陷
使用本标准能评估以下类型的腐蚀缺陷： a）母材内腐蚀。 b）母材外腐蚀。 c）纵焊缝腐蚀。 d）环焊缝腐蚀。 e）一组相互作用腐蚀缺陷。 f）打磨修复导致的金属损失缺陷（该打磨使缺陷表面平滑，并且经过无损检测验证原缺陷已去
除）。当这些方法应用到焊缝和环焊缝处的腐蚀缺陷时，应确认不存在与腐蚀缺陷相互作用的
2 SY/T10048—2016
重大焊接缺陷，不存在焊缝不匹配，并且焊缝有足够的韧性（见1.8）。
开始确定载荷类型
组合载荷
仅承受压力
所有腐蚀损伤位置作为单个独立缺陷分析
所有腐蚀损伤位置作为单个独立缺陷分析参照3.7.4,3.7.5或4.3.3
参照3.7或4.3
核实所有可能相互作用
最合理评估腐蚀管道许用压力（安全工作压力）
的腐蚀缺陷参照3.7.1或4.3.1
无相互作用
相互作用相互影响的腐蚀缺陷作
1
为一组进行分析参照3.8或4.4
腐蚀管道许用压力（安全操作压力）是否可接受？
否
缺陷剖面图是否得到？
[是
是
否
作为复杂形状腐蚀缺陷分析，参照3.9或4.5
N
最合理评估腐蚀管道许用压力（安全工作压力）
注：缓和措施的例子有：使用其他方法做更详细的分析，修改内部条件（如求变压力限制，改变内容，改变抑
制剂）或最终修复管道。缓和措施不属本标准的覆盖范围。
图1评估流程图
1.7施加的荷载
内压、轴向和／或弯曲荷载可能影响腐蚀管道的失效，本标准包括以下荷载/应力和缺陷组合：内压荷载作用于： a）单一缺陷。 b）相互作用缺陷。 c）复杂形状缺陷。 内压荷载与轴向压应力组合作用于：单一缺陷。 轴向压应力可能由轴向荷载、弯曲荷载、温度荷载等引起。 本标准给出的推荐做法仅限于内压和轴向压应力作用于轴向失效的效应，这些效应在DNV和
BG技术项目中得到了验证。
3 SY/T10048—2016
在组合内压和弯曲荷载和／或轴向拉伸荷载作用下的腐蚀缺陷行为，不在DNV和BG技术项目的范围内，因此，此类荷载组合未包含在本标准内。评估在各种荷载作用下的缺陷的方法在其他文献中有推荐（例如参考文献[6]和[12])。 1.8排除情形
下列几方面不属于本标准范畴（为验证的方法，见1.12）： a）非碳钢管。 b）等级超过X80的钢管1）（见APISpec5L[15]和DNV-OS-F101第13E章[8]）。 ）循环荷载。 d）尖锐缺陷（如裂缝）2)。 e）组合腐蚀和开裂。 f)组合腐蚀和机械损伤。 g）机械损伤引起的金属损失缺陷（如凹槽）3)。 h）焊缝处的制造缺陷。 i）深度超过原壁厚85%的缺陷（即剩余厚度少于原壁厚的15%）。 此评估流程仅适用于会发生塑性压溃失效的钢管。当前的钢管材料通常有足够的韧性，会发生塑
性压溃失效。研究推荐以夏比冲击值作为发生塑性压溃材料韧性的下限值[18]和[19]。
不推荐将本流程应用于可能发生断裂的地方，包括： a）全尺寸试验夏比冲击值小于27J（20ft·lbf）的材料（相当于2/3尺寸为18J，13ft·1bf)。对
于焊缝推荐最小全尺寸夏比冲击值为30J。 b）相变温度高于操作温度的任何材料。 c）壁厚大于12.7mm的材料，除非其相变温度低于操作温度。 d）闪光焊管的融合线上的缺陷。 e）搭接焊或者钎焊管。 f)半镇静钢。
1.9其他失效模式
其他失效模式，如屈曲、起皱、疲劳和断裂，也可能需要考虑。这些失效模式未体现在本标准中，可采用其他方法（参考文献[6]，[12]和[14]。
1.10层级方法与进一步评估
本标准旨在为腐蚀管道的评估提供层级流程。第一级为单一缺陷评估的简化方法，使用了缺陷总长度、最大深度和材料规格。
如果发现缺陷不可接受，那么可进行一个包含缺陷外形轮廓的细化分析，前提是缺陷的轮廓可知。 进一步讲，如果使用本标准给出的流程仍发现腐蚀缺陷不可接受，那么使用者可选择考虑采取其
他措施来更精确地评估腐蚀管道的剩余强度。这包括但不限于详细的有限元分析、概率评估和／或全尺试验，这些已超出本标准范畴。如果选择了某一个方法，使用者应记录其结果的可靠性。
1）此评估方法的验证包含了达到X65等级的全尺寸试验和达到X80等级（含）的材料试验，只进行材料测试和有限元分析。 2）此处未考虑开裂，包括由环境导致的开裂，如应力腐蚀开裂（SCC)。类似开裂腐蚀缺陷评估的指导性文件见参考文献[8]，[9]，[10]。 3）由机械损伤导致的金属损失缺陷在母材上可能含有的工作硬化层，也可能含有裂纹。
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