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基于数理统计的工业管道定期检验方法探究

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王海红

摘要：工业管道定期检验测厚准备工作，通常需要检验人员现场反复查找管线，从而确定测厚管件抽查数量。为减轻工业管道定期检验人员的劳动强度，提高工作效率，本文提出基于数理统计的工业管道定期检验方法，并结合实际检验中的管道测厚数据，分析管件数与管道长度之间的关系，得出二者比值多为0.6（个/m），进一步确定测厚管件抽查数量。最后举例讨论该检验方法，为工业管道定期检验的实施提供参考。

关键词：压力管道;工业管道;定期检验;数理统计

中图分类号：TE973文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）04-0060-03

Abstract： In order to determine the sampling quantity of thickness measurement pipe fittings， it is usually necessary for inspector to repeatedly search for pipelines on site in the preparation of thickness measurement of industrial pressure pipeline periodic inspection. In order to reduce the labor intensity and improve the work efficiency of the regular inspection personnel of the industrial pipeline， this paper put forward the method of the regular inspection of the industrial pipeline based on the mathematical statistics， and analyzed the relationship between the number of pipe fittings and the length of the pipeline in combination with the thickness measurement data in the actual inspection， and concluded that the ratio of the two is more than 0.6（個/m）. Finally， an example was given to discuss the inspection method， which provided a reference for the implementation of regular inspection of industrial pipeline.

Keywords： pressure pipeline;industrial pipeline;periodic inspection;mathematical statistics

1 研究背景

工业管道常用于输送流体介质。由于工业管道长期在比较复杂的环境中工作，再加上受到内部复杂介质的影响，介质冲刷、腐蚀管道内壁，造成管道壁厚减薄，使管道承压能力进一步减弱。随着管道服役时间的增长，安全隐患也将逐步暴露出来，管道一旦出现问题，就可能会引发爆炸或中毒等恶性安全事故，危害性极大。近年来压力管道使用登记及事故状况如表1所示。随着国家对特种设备安全工作的重视，管道事故的发生得到有效降低，但不可忽视的是，管道的安装数量仍在逐年增加，随着使用时间的延长，其安全隐患也将增多。《压力管道定期检验规则——工业管道》（TSG D7005—2018）中规定，壁厚测定是管道定期检验的主要项目。然而，在壁厚测定实践中，就确定抽查管件的数量而言，便需要检验人员在现场反复确认管线，不仅增加检验人员的体力劳动，而且使工作效率大打折扣。因此，本文拟用数理统计方法对工业管道定期检验测厚环节进行分析，依据实际检验中的管道测厚数据，探讨管件数与管道长度之间的关系，进而确定抽查管件的数量，为工业管道定期检验提供参考。

2 在用工业管道定期检验及壁厚测定

2.1 定期检验

管道的定期检验，即是对管道进行全面检验，是指具有相关资质的特种设备检验单位，按照一定的时间周期，依据《压力管道定期检验规则——工业管道》（TSG D7005—2018）以及有关的安全技术规范和相应标准，对管道的安全状况所进行的符合性验证活动[1]。工业管道定期检验本身是法定检验，作为一种强制性安全监管手段，对压力管道的安全运行具有重要保障作用。定期检验工作的步骤一般包括制订检验方案、准备检验、检验进行、处理异常缺陷和问题、汇总检验结果、出具检验报告等。根据检验结果对管道安全状况进行评级（分为1级、2级、3级和4级，共4个级别），并根据管道安全状况等级确定以后的检验周期（首次定期检验一般在管道投入使用后3年内进行）。

2.2 壁厚测定

管道壁厚测定是管道安全状况检验的重要组成部分，一般采用超声测厚方法，利用超声波测厚仪进行测厚。测厚位置需要具有代表性，并应有足够的测厚点数。对管道测厚点的位置和抽查比例要求如下。

①测厚点的位置选取，重点选择管道容易遭受腐蚀、冲蚀处，因制造工艺成型时壁厚减薄处，以及管道服役过程中容易产生变形、积液和磨损的部位。

②弯头（弯管）、三通及异径管等管件的测厚抽查比例[1]如表2所示，每个被抽查的管件测厚点至少应有3处;被抽查管件与直管段相接的焊接接头，其直管侧的测厚点至少应有3处;必要情况下，检验人员可以增加对其余直管段的测厚抽查。

③在检验过程中，如果管道壁厚被检测到有异常状况，应在其壁厚异常处的附近增加测厚点个数，并确定管道壁厚异常的区域大小，若有必要，可以适当提高对整条管线测厚的抽查比例。

测厚需要绘制测厚点简图，图中应标注测厚点位置，并记录测厚点的壁厚值。在实际检验中，管件的测厚点选取位置一般如图1所示，图中数字标记处为测厚点。为保证检测质量，可对测厚点进行周向取点检测。

3 基于数理统计的在用工业管道定期检验

因为弯头、三通、异径管等管件位置处管内介质流向发生改变，更容易使管道产生壁厚减薄的现象，因此，对于工业管道定期检验过程中的测厚环节，通常选取管线中的上述位置进行测厚，并且抽查比例应遵循《压力管道定期检验规则——工业管道》（TSG D7005—2018）的有关规定。实际检验中，检验人员需要現场查找管线，确定管道走向及单线图。由单线图中弯头、三通、异径管数量确定需要抽查测厚的管件数量。倘若管件数与管道长度之间存在某种联系，根据管道使用单位提供的台账即可由管道长度确定该管线包含的管件数量，进而由抽查比例确定需要进行测厚的管件数，省时省力，检验效率高。由此，本文从上述角度探讨检验方法。

在实际的工业管道定期检验中，收集某石化厂310条工业管道实测样本数据，统计其管件数量及管道长度，统计结果如图2所示。由图2可知，随着管道长度的增加，管件数也在增多，二者存在一定的线性关系，并且呈现分散性。

进一步分析管件数与管道长度的关系，讨论管件数与管道长度的比值，并用Excel绘图表示，结果如图3所示。由图3可知，管件数与管道长度的比值大约集中在0.6（个/m）的范围内。在检验过程中考虑一定裕量，可取0.6（个/m）进行计算，进而可确定抽查管件的数量，并进行测厚。

4 算例

某炼化厂催化装置油浆线管道，使用单位台账记录某GC2级工业管道，2003年完成安装并投用，内部介质为油浆，材质为20#钢，公称尺寸为Φ219 mm×7 mm，设计压力为2.5 MPa，使用压力为1.2 MPa，设计温度为常温，使用温度为35 ℃，长度为35 m，则该管线包含的管件数为：35×0.6=21（个）;

依据《压力管道定期检验规则——工业管道》（TSG D7005—2018）可知，需要抽查的管件个数为：21×0.2=4.2（个），取5个即可。

5 结语

本文以工业管道定期检验实测数据为样本，采用数理统计方法分析管件数与管道长度的关系，得出二者之间的联系，在检验实施阶段可方便快捷地进行测厚工作，节约检验时间，提高工作效率，为工业管道定期检验提供了一种参考方法。但是，由于实测数据样本容量限制，在计算过程中，不同的管道使用单位选取的管件数与管道长度的比值可能会存在差异。为此，建议管道使用单位结合实际情况确定取值。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.压力管道定期检验规则——工业管道：TSG D7005-2018[S].北京：中国标准出版社，2018.

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