一种油气管道雷击损伤的判定方法技术

本发明专利技术公开了一种油气管道雷击损伤的判定方法，涉及油气管道雷击损伤判定领域。本发明专利技术通过对管道损伤进行显形原因判断，排除人为原因损伤和自然灾害损伤，再对管道损伤进行隐形原因判断，针对不可切割管道，获取管道损伤区的损伤形貌、损伤参数和表面物质成分，逐步排除电化学腐蚀损伤和焊接烧蚀损伤，结合雷击管道损伤试验确定的雷击烧蚀损伤特征，判断管道损伤是否为雷击烧蚀损伤；针对可切割管道，通过获取管道损伤区的截面损伤特征、金相组织特征和显微硬度分析结果，结合雷击管道损伤试验确定的雷击烧蚀损伤特征，判断管道损伤是否为雷击烧蚀损伤，并对判定为雷击烧蚀损伤的管道损伤事件进行双向验证。本发明专利技术为鉴定管道雷击事故提供了依据。击事故提供了依据。击事故提供了依据。

【技术实现步骤摘要】
一种油气管道雷击损伤的判定方法


[0001]本专利技术属于油气管道雷击损伤判定
，具体涉及一种油气管道雷击损伤的判定方法。

技术介绍

[0002]由于长输油气管道运行时间的不断延长，导致油气管道易于因各种原因造成管道油气泄漏、火灾爆炸等事故的发生，对人身安全和自然环境造成巨大危害。欧洲环境健康安全组织成品油管道公司通过分析西欧国家油品管道发生泄漏事故的原因，发现管道发生事故的主要因素有五类，分别是机械破坏、操作失误、腐蚀、自然灾害和第三方活动，其中，机械破坏、操作失误和第三方活动造成的事故，其事故发生原因均可由现场工作人员确认，而自然灾害和腐蚀造成的管道事故，由于没有现场工作人员记录，难以判定其事故发生原因。自然灾害中地质灾害造成的管道损伤，一般损伤面积较大且地质灾害结果较为明显，也能清晰的鉴定处事故发生原因，雷击也会造成管道损伤，但是由于雷击发生具有高度的随机性且雷击损伤形貌与腐蚀损伤具有极高的相似性，因此，现阶段难以针对管道雷击事故进行原因判定。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决现有技术的不足，提出了一种油气管道雷击损伤的判定方法，该方法基于对不同类型管道样品的雷击损伤实验模拟，获得不同类型管道的宏观及微观损伤特征，实现了对油气管道雷击损伤的准确判断，为雷击管道事故鉴定提供了依据。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种油气管道雷击损伤的判定方法，具体包括以下步骤：
[0006]a.根据管道损伤事件中管道的损伤情况，判断管道是否因人为原因损伤或因地质灾害损伤，若判断管道为人为原因损伤，则确定管道损伤原因为人为原因；若判断管道为地质灾害损伤，则确定管道损伤原因为地质灾害；若判断管道既非人为原因损伤又非地质灾害损伤，则执行步骤b；
[0007]b.判断管道是否可以进行切割处理，若管道不能进行切割处理，则执行步骤c；若管道能进行切割处理，则执行步骤g；
[0008]c.针对管道的损伤区进行清洁处理，拍摄管道损伤区获取管道损伤图片，记录管道的损伤形貌，测量管道的损伤参数，并对管道损伤区表面进行元素分析，获取管道损伤表面的物质成分；
[0009]d.根据管道损伤表面的物质成分，判断管道损伤区锈蚀产物的主要成分是否为Fe2O3，若管道损伤区锈蚀产物的主要成分为Fe2O3，则确定管道损伤原因为电化学腐蚀损伤；若管道损伤区锈蚀产物的主要成分不是Fe2O3，则执行步骤e；
[0010]e.根据管道损伤表面的物质成分，以制备管道合金中的Ni元素含量作为标准值，判断损伤管道中Ni元素含量与标准值之间的关系，若损伤管道中Ni元素的含量超出标准
值，则确定管道损伤原因为焊接烧灼损伤；若损伤管道中Ni元素的含量未超出标准值，则执行步骤f；
[0011]f.利用雷击管道损伤试验装置进行雷击模拟，得到不同类型管道的雷击烧蚀损伤特征集，通过将损伤管道的损伤特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤特征集进行对比，判断管道损伤原因是否为雷击烧蚀损伤，若管道的损伤特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤特征集内特征一致，则确定管道损伤原因为雷击烧蚀损伤，执行步骤i；若损伤的管道特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤特征集内特征不一致，则确定管道损伤原因为机械钻孔损伤；
[0012]g.针对管道损伤区进行清洁处理，对管道的损伤表面进行观测分析、金相组织分析和显微硬度分析，获取管道损伤区的截面损伤特征、金相组织特征和显微硬度分析结果；
[0013]h.利用雷击管道损伤试验装置进行雷击模拟，得到不同类型管道的雷击烧蚀损伤截面特征和金相组织特征，通过将损伤管道的损伤截面特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤截面特征进行对比，结合损伤管道的金相组织特征，判断管道损伤原因是否为雷击烧蚀损伤，若损伤管道特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤截面特征一致，则确定管道损伤原因为雷击烧蚀损伤，执行步骤i；若损伤管道特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤截面特征不一致，则确定管道损伤原因为机械钻孔损伤；
[0014]i.以管道雷击烧蚀损伤的损伤点为中心，统计损伤点周围区域内发生的雷击事件数据，根据管道损伤区的截面损伤特征或雷击烧蚀损伤特征，判断导致管道损伤的电流波形，利用雷击管道损伤试验装置模拟得到管道损伤直径与雷击电流强度之间的关系，根据管道损伤区的损伤直径和损伤面积，计算导致管道损伤的雷击电流强度，结合统计的雷击事件数据，验证管道雷击损伤判定的准确性。
[0015]优选地，所述人为原因损伤包括机械破坏、人为操作失误和第三方活动损伤。
[0016]优选地，所述地质灾害包括滑坡、泥石流和地震。
[0017]优选地，所述管道损伤参数包括管道的损伤直径、损伤面积和损伤深度，所述管道损伤表面的物质成分包括锈蚀产物的成分及管道中Ni的元素含量。
[0018]优选地，所述管道的损伤直径和损伤深度可以通过游标卡尺进行测量，管道的损伤直径和损伤面积可通过测量带有标尺的管道损伤图片获得，管道损伤表面的物质成分可通过手持式合金成分分析仪测量确定。
[0019]优选地，所述步骤e中，Ni元素含量的标准值为管道合金中Ni元素含量的2倍。
[0020]优选地，所述步骤f中，不同类型管道的雷击烧蚀损伤特征集包括无涂层金属管道雷击烧蚀损伤特征集和3PE层防腐涂层管道雷击烧蚀损伤特征集；
[0021]无涂层金属管道雷击烧蚀损伤特征集如下所示：
[0022]特征1，无涂层金属管道损伤表面烧蚀损伤区以电弧弧根处为中心，熔化的钢熔体呈辐射状向四周分布，存在明显的喷溅，重新凝固的钢熔体具有明亮的金属光泽，损伤管道表面重新凝固钢熔体的主要成分为Fe；
[0023]特征2，无涂层金属管道损伤表面形成烧蚀坑，当管道受到严重雷击烧蚀损伤时，管道表面熔化的钢熔体无喷溅现象，重新凝固的钢熔体附着在管道表面形成凝固物，凝固物呈熔滴状，表面存在大量气孔，烧蚀坑芯部出现大量裂纹，损伤管道表面重新凝固钢熔体的主要成分为Fe和Fe3O4；
[0024]特征3，无涂层金属管道表面熔化的钢熔体呈辐射状喷溅，烧蚀坑内部形成大量凹
坑，凹坑表面存在裂纹，重新凝固的钢熔体附着在管道表面雷击烧灼损伤的边缘处形成凝固物，凝固物呈颗粒状，表面存在大量的气孔和裂纹，损伤管道表面重新凝固钢熔体的主要成分为Fe；
[0025]3PE层防腐涂层管道雷击烧蚀损伤特征集如下所示：
[0026]特征1，3PE层防腐涂层管道受雷击烧蚀损伤区域分为PE层损伤区和金属烧蚀区，PE层损伤区以电弧弧根处为中心，PE层损伤区内管道的3PE层被完全破坏，靠近电弧弧根处存在金属熔化，熔化的钢熔体无喷溅现象，重新凝固的钢熔体与管道表面未受雷击烧蚀损伤区域之间分界清晰；
[0027]特征2，3PE层防腐涂层管道的PE层损伤区根据损伤程度可划分为焦化区和热影响区，焦化区内管道防腐涂层受雷击烧蚀作用的影响损伤严重，发生碳化分解后，变成颗粒状或片状的焦化物质，易于脱落；热影响区内管道防腐涂层未出现碳化分解，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气管道雷击损伤的判定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：a.根据管道损伤事件中管道的损伤情况，判断管道是否因人为原因损伤或因地质灾害损伤，若判断管道为人为原因损伤，则确定管道损伤原因为人为原因；若判断管道为地质灾害损伤，则确定管道损伤原因为地质灾害；若判断管道既非人为原因损伤又非地质灾害损伤，则执行步骤b；b.判断管道是否可以进行切割处理，若管道不能进行切割处理，则执行步骤c；若管道能进行切割处理，则执行步骤g；c.针对管道的损伤区进行清洁处理，拍摄管道损伤区获取管道损伤图片，记录管道的损伤形貌，测量管道的损伤参数，并对管道损伤区表面进行元素分析，获取管道损伤表面的物质成分；d.根据管道损伤表面的物质成分，判断管道损伤区锈蚀产物的主要成分是否为Fe2O3，若管道损伤区锈蚀产物的主要成分为Fe2O3，则确定管道损伤原因为电化学腐蚀损伤；若管道损伤区锈蚀产物的主要成分不是Fe2O3，则执行步骤e；e.根据管道损伤表面的物质成分，以制备管道合金中的Ni元素含量作为标准值，判断损伤管道中Ni元素含量与标准值之间的关系，若损伤管道中Ni元素的含量超出标准值，则确定管道损伤原因为焊接烧灼损伤；若损伤管道中Ni元素的含量未超出标准值，则执行步骤f；f.利用雷击管道损伤试验装置进行雷击模拟，得到不同类型管道的雷击烧蚀损伤特征集，通过将损伤管道的损伤特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤特征集进行对比，判断管道损伤原因是否为雷击烧蚀损伤，若管道的损伤特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤特征集内特征一致，则确定管道损伤原因为雷击烧蚀损伤，执行步骤i；若损伤的管道特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤特征集内特征不一致，则确定管道损伤原因为机械钻孔损伤；g.针对管道损伤区进行清洁处理，对管道的损伤表面进行观测分析、金相组织分析和显微硬度分析，获取管道损伤区的截面损伤特征、金相组织特征和显微硬度分析结果；h.利用雷击管道损伤试验装置进行雷击模拟，得到不同类型管道的雷击烧蚀损伤截面特征和金相组织特征，通过将损伤管道的损伤截面特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤截面特征进行对比，结合损伤管道的金相组织特征，判断管道损伤原因是否为雷击烧蚀损伤，若损伤管道特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤截面特征一致，则确定管道损伤原因为雷击烧蚀损伤，执行步骤i；若损伤管道特征与同类型管道的雷击烧蚀损伤截面特征不一致，则确定管道损伤原因为机械钻孔损伤；i.以管道雷击烧蚀损伤的损伤点为中心，统计损伤点周围区域内发生的雷击事件数据，根据管道损伤区的截面损伤特征或雷击烧蚀损伤特征，判断导致管道损伤的电流波形，利用雷击管道损伤试验装置模拟得到管道损伤直径与雷击电流强度之间的关系，根据管道损伤区的损伤直径和损伤面积，计算导致管道损伤的雷击电流强度，结合统计的雷击事件数据，验证管道雷击损伤判定的准确性。2.根据权利要求1所述的一种油气管道雷击损伤的判定方法，其特征在于，所述人为原因损伤包括机械破坏、人为操作失误和第三方活动损伤。3.根据权利要求1所述的一种油气管道雷击损伤的判定方法，其特征在于，所述地质灾害包括滑坡、泥石流和地震。
4.根据权利要求1所述的一种油气管道雷击损伤的判定方法，其特征在于，所述管道损伤参数包括管道的损伤直径、损伤面积和损伤深度，所述管道损伤表面的物质成分包括锈蚀产物的成分及管道中Ni的元素含量。5.根据权利要求4所述的一种油气管道雷击损伤的判定方法，其特征在于，所述管道的损伤直径和损伤深度可以通过游标卡尺进行测量，管道的损伤直径和损伤面积可通过测量带有标尺的管道损伤图片获得，管道损伤表面的物质成分可通过手持式合金成分分析仪测量确定。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璇，张长秀，毕晓蕾，刘宝全，陶彬，刘全桢，姜辉，刘娟，张英杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：