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海底管道故障類(lèi)型及原因綜述

2023-10-09 15:09:18 作者：夸克能源工程實(shí)驗(yàn)室來(lái)源：夸克能源工程實(shí)驗(yàn)室分享至：

海底管道是海洋油氣能源運(yùn)輸?shù)闹鲃?dòng)脈，隨著我國(guó)海洋石油天然氣的不斷開(kāi)發(fā)，海洋油氣管道建設(shè)發(fā)展迅速，保證海底油氣管道安全運(yùn)行的重要性日益凸顯。

由于海底管道服役環(huán)境的特殊性，面臨的風(fēng)險(xiǎn)較大。一旦發(fā)生故障或失效，會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境災(zāi)難。本文參考相關(guān)文獻(xiàn)及統(tǒng)計(jì)資料等，對(duì)海管可能發(fā)生的故障類(lèi)型和原因綜述如下。

資料顯示，海底管道發(fā)生故障主要分以下四類(lèi)：

1.機(jī)械或建造原因

主要指因制造或建造等相關(guān)問(wèn)題。例如材料缺陷或施工故障（如焊接不充分和密封不當(dāng)），不合理的安裝、海浪和洋流的沖刷會(huì)導(dǎo)致超出設(shè)計(jì)參數(shù)的自由懸跨長(zhǎng)度，會(huì)通過(guò)渦激振動(dòng)（Vortex Induced Vibration，VIV）而導(dǎo)致疲勞損傷等。

2.腐蝕因素

內(nèi)、外腐蝕都會(huì)引起穿孔泄露，在某些特定情況下兩者還存在協(xié)同加速作用。

內(nèi)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)主要有CO2、H2S、垢下、細(xì)菌、頂部腐蝕、沖刷腐蝕等。

外腐蝕風(fēng)險(xiǎn)主要有保溫層破損后的海水腐蝕、懸跨后管道力學(xué)與腐蝕交互、管道和海纜的雜散電流等。

3.自然災(zāi)害

海洋環(huán)境特有的海底地震、洋流、海洋風(fēng)暴等極端自然災(zāi)害，都有可能導(dǎo)致海底管道不可預(yù)期的故障發(fā)生。

4.第三方損傷

尤其對(duì)于淺水區(qū)域服役的海底管道，船舶在拋錨、拖網(wǎng)作業(yè)等作業(yè)過(guò)程中，都有可能造成直接或間接性損傷破壞。此外，海面失落重物的撞擊也是常見(jiàn)的第三方因素之一。

每一種故障類(lèi)型都會(huì)遵循一個(gè)獨(dú)特的路徑，最終導(dǎo)致相同的結(jié)果：失效泄漏。下圖描述了不同損傷源的潛在路徑：

綜上所述，機(jī)械破壞、材料缺陷、腐蝕、自然災(zāi)害及第三方因素等都可能引起海底管道發(fā)生故障及失效。需要通過(guò)合理設(shè)計(jì)、合理選線(xiàn)、施工質(zhì)量監(jiān)督、嚴(yán)控材料質(zhì)量、腐蝕防控、第三方預(yù)警等措施來(lái)進(jìn)行綜合優(yōu)化和治理，最終能夠全方位保障海底管道在役期間安全運(yùn)行。

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