海外项目管道无损检测施工标准的应用

海外项目管道无损检测施工标准的应用

岳建祥

（中石化江苏油建工程有限公司，江苏扬州 225126）

摘要：在海外油田地面工程建设项目的管道施工中一般采用美国ASME B31系列标准，主要有ASME B31.3、ASME B31.4 和 ASME B31.8。相应的国内标准及行业标准则包括 GB 50540、GB 50369、GB 50819、SY 0402。笔者从无损检测方面比较分析了美国ASME B31系列标准和国内相关标准的主要差异。在无损检测方面，国内标准的要求相对国外标准更加严格。结合项目实际，认真分析和比较ASME B31系列标准和国内相关标准，旨在海外地面工程管道施工管理过程中更好地把握和应用 ASME B31 系列标准。 关键词：ASME B31；海外管道施工；无损检测。

1引言

近年来随着中石化“走出去”战略的全面实施，目前已形成中东、非洲、南美、中亚、东南亚等重大战略区。中石化越来越多的进入海外市场，进行海外油田地面工程建设，越来越多的工程技术人员走出国门走向海外从事地面工程的技术管理工作。而海外油田地面工程建设大多采用国际标准。其中管道施工大多采用ASME B31系列标准。因此，充分的理解海外施工标准就显得尤为重要。本文结合ASME标准在中石化加蓬油田生产设施EPCC项目上的应用实例，对ASME B31.3、ASME B31.4 和 ASME B31.8与国内标准及行业标准对无损检测规定进行了比较及探讨。

2 ASME标准在海外管道项目无损检测施工应用的问题分析 2.1 ASME B31.3在海外场站管道无损检测施工应用的问题分析

在中国石化加蓬AKONDO油田生产设施施工中，集中处理站、井场、交油站等场站主要涉及到的管线为设计压力为1.6Mpa的含油污水管线，设计压力＜4MPa的普通低压油气管线，

设计压力≥4Mpa的原油管线，设计压力13MPa的注气管线，设计压力为14Mpa 的注水管线。

按照ASME B31.3对于流体分类的判定，AKONDO油田生产设施场站施工涉及到的管道为常规流体工况。按照ASME B31.3对于常规流体工况关于焊缝无损检测的描述，除目视检查外还应对不少于5%的对接和斜接环焊缝进行全面的射线检测或超声检测。

根据中石化加蓬油田生产设施EPCC项目场站的实际情况，涉及到不同介质、不同压力等级的管线，从质量、安全角度考虑，需对此加以区分，而ASME B31.3只阐述了常规流体工况需做不少于5%射线检测或超声检测，并未针对常规流体工况的不同介质、不同压力等

级管线做出详细的要求。对于现场实际施工操作的指导意义有待细化。

2.2 ASME B31.4、ASME B31.8在海外油气集输管道无损检测施工应用中的问题分析

在中国石化加蓬AKONDO油田生产设施施工中，站外油气集输管道主要涉及到的管线为设计压力为13MPa的气举管线、设计压力为1.6MPa的计量管线、设计压力为1.6MPa的集油管线、设计压力为14MPa的注水管线,材质均为A106 GR.B。最低屈服强度（SMYS）为241MPa。

对于液体管线的无损检测，ASME B31.4规定当管线要在环向应力大于管材规定的最低屈服强度的20%下运行时，应由作业公司任意选取至少为每天完工的环焊缝的10%以及其他焊缝的10%进行无损检测。采用射线探伤或其他探伤方法对环焊缝进行检查。对于管线在环向应力小于管材规定的最低屈服强度的20%下运行时，则没有明确探伤比例和方式。

本项目站外油气集输管线20%最低屈服强度值为48.2MPa，而本项目站外液体管道中，集油管线、计量管线设计压力均为1.6MPa，运行压力小于1.2MPa管径分别为219.1×6.35、168.3×5.56、114.3×5.56。注水管线设计压力为14MPa，运行压力小于12MPa，管径为114.3×8.56。根据环向应力（Hoop Stress）计算公式SH=(P×D)/(2t)

公式中SH-环向应力，单位MPa；

P-管道内流体运行压力单位MPa； D-管道外径，单位mm； t-管道壁厚，单位mm。

经过计算并与管材20%最低屈服强度值进行比较，集油管线、计量管线运行时的环向应力均小于管子规定的最低屈服强度的20%。而对此情形，ASME B31.4中并无明确的探伤比例和探伤方式的规定。对于实际施工应用，仍须进一步明确。

经过计算并与管材20%最低屈服强度值进行比较，注水管线运行时的环向应力大于管子规定的最低屈服强度的20%，根据ASME B31.4应进行不低于10%的射线检测或超声波检测。但也为明确其探伤比例。

对于气体管道的无损检测，ASME B31.8定当管线要在环向应力小于管材规定的最低屈服强度的20%下运行时，应抽样进行目视检查焊缝质量；当管线要在环向应力大于管子规定的最低屈服强度的20%下运行时，应对一定比例的焊缝采用无损检测，无损检测包括射线探伤，超声波探伤，磁粉检测或其他相当的无损检测方法。并按照地区等级对焊缝比例进行了分类，本项目所处地区为一类地区（即任何1英里地带内，供人居住的建筑物在10户或以下），探伤比例为10%。

本项目站外气体管道为气举管线，设计压力为13MPa，管径为88.9×7.62、73.0×7.01、60.3×5.54。经过计算管道环向应力并与20%最低屈服强度值进行比较，环向应力均大于管材规定的最低屈服强度的20%。但从质量、安全角度，规范要求的探伤比例值得商榷。

3 结合EPCC项目实际特点提出的解决方案

3.1对ASME B31.3关于场站探伤比例及方式提出的完善方案

针对中石化加蓬油田生产设施EPCC项目场站的实际情况，涉及到不同介质、不同压力等级的管线，笔者对此与国内相关规范标准进行了对比，力求通过对比分析，提出即满足ASME B31.3关于常规流体工况无损探伤的要求又符合项目实际特点的解决方案。

根据《GB 50540石油天然气站内工艺管道工程施工规范》，管道焊缝应进行100%无损检测，检测方法优先选用射线探伤或超声波检测。根据《SY 0402 石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范》，设计压力P≤1.6Mpa进行50%超声波检测，设计压力1.6Mpa＜P≤4Mpa进行100%超声波检测+5%射线探伤，设计压力4Mpa＜P≤16Mpa进行100%超声波检测+10%射线探伤。

经过将ASME B31.3与国内相关标准对比，国内相关标准均严于ASME B31.3。根据AKONDO油田生产设施EPCC项目场站项目实际特点，从质量、安全方面考虑，经过与现场专业技术人员进行充分的讨论与沟通，将ASME B31.3标准进行了适当提高，按照压力等级、介质及管径将探伤方式及比例分为5种情况。见下表：

压力等级 介质类型 注水 ≥10MPa 注气 ≥4MPa 原油 All All DN100~DN500 ＜4MPa 普通低压油气 DN20~DN80 1.6MPa 含油污水 All 5%RT 5%RT 10%RT 5%RT 100%UT+5%RT 100%UT+5%RT 5%RT 60%RT 10%RT 8%RT+2%UT 管径DN All 原设计规定比例 100%UT+5%RT 商议检测比例 15%RT 3.2对ASME B31.4、ASME B31.8关于站外油气集输管道探伤比例及方式提出的完善方案

对于中石化AKONDO油田油气集输管道施工中的输油管道，环向应力均小于管材规定的最低屈服强度的20%。ASME B31.4中并无明确的探伤比例和探伤方式的规定。而注水管道也未明确其探伤比例。对于气举管线ASME B31.8中10%的无损检测比例，由于管线压力较高，

从安全及质量控制角度讲，仍须进一步商榷完善。

鉴于此，笔者查阅了国内相关规范关于油气集输管线的相关描述。本项目涉及到的油管线设计压力为1.6MPa，气管线压力为13MPa，注水管线压力为14MPa。《GB50819-2013油气田集输管道施工规范》根据设计压力，当设计压力≤1.6MPa时，采用50%超声波探伤+5%射线探伤；当设计压力大于10MPa而又小于16MPa时，采用100%超声波探伤+50%射线探伤。《GB 50369油气长输管道工程施工及验收规范》对于输油管道，采用射线探伤时，应对焊工当天所焊不少于15%的焊缝进行全周长检测；采用超声波检测时，应对焊工当天所焊全部焊缝进行检查，并用不少于5%的射线探伤进行复检。对于输气管道，所有焊缝应进行100%全周长无损检测，射线检测和超声波检测是首选无损检测。

本项目液体管道根据ASME B31.4无法确定具体探伤比例，而气体管道根据ASME B31.8均为10%射线探伤，从质量、安全角度仍须进行明确和完善。国内相关标准在此方面均比ASME 31.4和ASME31.8严格，结合项目实际情况，经与现场专业技术人员充分沟通，对ASME B31.4和ASME B31.8均进行相应的提高，提出了适合中石化加蓬AKONDO油田站外油气集输管道的无损检测方法和比例。具体为将站外集油管线、计量管线检测方法明确为射线检测，探伤比例明确为10%。对于站外气体管道和注水管道，由于其设计压力较高，首选射线检测方法，并将检测比例提高为15%。

通过对站内、站外管线无损检测方法和比例的探讨，即符合并提高了ASME B31.3、B31.4、B31.8关于无损检测的要求，又从质量、安全角度对无损检测进行了完善，找到了适合中石化AKONDO油田管道无损检测施工的探伤方式和比例。

4 结束语

目前越来越多的石化工程技术人员随着中石化走出去战略的实施而走出国门，走向国际项目的施工技术岗位，而我们的工程技术人员往往都还或多或少的对国外标准的理解存在偏差，对于国外标准的理解合理应用仍需进一步加强。笔者希望通过本项目的工程实例给众多工程技术人员以启迪，使我们的工程技术人员在海外项目施工管理中对ASME B31系列标准有更好的理解和应用。

5 参考文献

【1】ASME B31.3-2012 工艺管道

【2】ASME B31.4-2006 液态烃和其他液体管道输送系统 【3】ASME B31.8-2007 输气和配气管道系统

【4】GB 50540-2009石油天然气站内工艺管道工程施工规范

【5】SY 0402-2000 石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范 【6】GB 50369-2006油气长输管道工程施工及验收规范 【7】GB 50819-2013油气田集输管道施工规范

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