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第一章 概述 1

第二章 管道完整性管理的基本理论 4

2.1 管道完整性管理的概念 4

2.2 完整性管理的依据和标准 5

2.3 完整性管理程序 6

2.3.1 完整性管理危险分类 6

2.3.2 识别危险对管道的潜在影响 7

2.3.3 数据收集、检查和综合 7

2.3.4 风险评估 8

2.3.5 完整性评价 8

2.3.6 对完整性评价的响应、减缓（维修和预防）措施和检测时间间隔的确定 8

2.3.10 制定完整性管理程序评价方案 9

2.3.12 完整性质量控制 9

2.3.11 变更管理方案 9

2.3.8 风险再评价 9

2.3.9 完整性管理方案 9

2.3.7 持续改进，数据的更新、整合和检查 9

2.3.13 应急救援联络 10

第三章 国内外完整性管理进展 11

3.1 国外完整性管理的进展 11

3.2 国外管道完整性管理（IMP）与职业健康安全环境（HSE）管理的关系 14

3.3 国内完整性管理的进展 16

3.4 管道完整性管理体系的进展 16

4.1.2 管道氢损伤的表现形式 19

4.1.1 前言 19

4.1 油气管道氢损伤失效行为研究进展 19

第四章 油气管道断裂模式研究 19

4.1.3 管道氢损伤机理 21

4.1.4 氢损伤行为研究进展 22

4.1.5 结论 24

4.2 HIC环境下管道断裂模式与承压能力模型 24

4.2.1 概述 24

4.2.2 氢致开裂过程区氢扩散与传输 25

4.2.3 氢致开裂各影响参数与KISCC的关系算例 28

4.2.4 结论 29

4.3 管线钢焊缝氢致裂纹扩展分形模型 29

4.3.1 引言 29

4.3.2 韧性硬化材料能量释放率 30

4.3.3 韧性裂纹扩展的分形描述 32

4.3.4 实验结果分析 33

4.3.5 结论 34

4.4 管线钢焊缝氢致裂纹扩展运动学研究 35

4.4.1 前言 35

4.4.2 分形运动曲线的描述 35

4.4.3 HRR场裂纹扩展能量释放率 36

4.4.4 动态韧性裂纹扩展力 37

4.4.5 沿分形曲线扩展的动态能量释放率 37

4.4.6 算例 38

4.5 管道韧性硬化材料裂纹扩展速度研究 39

4.5.1 引言 39

4.4.7 结论 39

4.5.2 韧性硬化材料裂纹扩展能量释放率 40

4.5.3 韧性硬化材料的裂纹扩展速度 41

4.5.4 算例 43

4.5.5 结论 43

4.6 管道氢致裂纹扩展的分形研究进展 43

4.6.1 序言 43

4.6.2 分形及分维的定义 44

4.6.3 分形维数的计算 45

4.6.4 金属断裂表面的分形结构 46

4.6.5 分形维数D与断裂韧性的关系 46

4.6.6 分维D与能量、应力场等的关系 47

4.6.7 氢致裂纹扩展的分形方面 48

4.6.8 结论 48

4.7 螺旋焊管焊缝区Ⅰ/Ⅱ型裂纹R阻力曲线的确定 48

4.7.1 引言 48

4.7.2 焊缝残余应力分布 49

4.7.3 应变能密度因子 50

4.7.4 裂纹扩展角θ0的确定 51

4.7.5 临界裂纹扩展应力σc 52

4.7.6 R引力曲线 53

4.7.7 算例 53

4.7.8 结论 54

5.1.2 管道检测装置的工作原理和基本结构 55

5.1.1 漏磁检测基本原理 55

5.1 管道内检测技术及检测器 55

第五章 管道完整性检测技术 55

5.1.3 检测器类型 57

5.2 外防腐层质量检测技术 59

5.2.1 防腐层的PCM检测 59

5.2.2 防腐层的Pearson法检测 60

5.2.3 DCVG检测技术 62

5.2.4 CIPS密间隔电位测量技术简介（阴极保护有效性检测方法） 64

5.3 站场设施检测维护技术与应用 68

5.3.1 超声导波技术检测系统简介 68

5.3.2 超声导波技术的工程应用 68

5.3.3 检测案例 71

5.4.2 内检测项目背景 74

5.4.1 检测目的及意义 74

5.4 内检测技术在陕京管道中的应用 74

5.4.3 检测内容及技术标准 76

5.4.4 组织机构和职责 77

5.4.5 管道应具备的条件 77

5.4.6 管道检测作业流程 78

5.4.7 安全应急预案和措施 80

5.4.8 球速和检测气量控制 80

5.4.9 内检测成果 81

5.4.10 开挖验证 82

第六章 管道完整性评价技术 86

6.1 管道缺陷评价技术 86

6.1.1 含平面型缺陷管道的安全评价技术 86

6.1.2 含体积型缺陷管道安全评价 89

6.1.3 含缺陷管道剩余寿命预测研究 111

6.2.1 引言 121

6.2 对体积型缺陷评价标准ASME B31.G的修正 121

6.2.2 腐蚀缺陷的评定方法 122

6.2.3 分形理论简介 122

6.2.4 分形几何在管道缺陷评定中的运用 123

6.2.5 实例分析 124

6.2.6 结论 125

6.3 压缩机进出口管道安全评价与寿命预测实例 126

6.3.1 前言 126

6.3.2 管道的失效影响因素分析 126

6.3.3 压缩机进出管道（汇管）的安全评价 127

6.3.4 压缩机进出管道（汇管）的寿命评价 128

6.4.2 管道弹塑性断裂分析工程方法 130

6.4 含H2S天然气管道缺陷裂纹的完整性评价 130

6.4.1 引言 130

6.4.3 含氢致裂纹管道的完整性（失效）评定曲线 131

6.4.4 含H2S天然气管道完整性评价算例 132

6.5 管道风险评价技术 133

6.5.1 风险评价 133

6.5.2 天然气泄漏区后果的分析 134

6.6 输气管道站场风险评价与实践 136

6.6.1 失效后果分析 136

6.6.2 可能性分析 145

6.6.3 用API 581对输气管道站场风险评价实例 153

6.7 管道地质灾害评价 159

6.7.1 地质灾害分类 160

6.7.2 地质灾害评估目的与任务 162

6.7.3 地质灾害危险性评价 163

6.7.4 地质灾害管道数值模拟安全评价 164

6.7.5 地质灾害的监测与防治 166

6.8 地质灾害管道大变形安全评价 171

6.8.1 前言 171

6.8.2 陕京管线弯曲管道的安全评价 172

6.9 油气管道生产运行完整性评价及寿命预测软件包开发研究 175

6.9.1 油气管道完整性评价的目的和意义 175

6.9.2 管道生产运行的安全评价 176

6.9.3 含缺陷管道的安全评价 178

6.9.4 含H2S缺陷管道的安全评价 180

6.9.5 管道的寿命预测理论 181

6.9.6 管道失效与完整性评价软件（PFIA）开发 182

6.9.7 软件包可解决以下问题 187

第七章 管道修复技术 188

7.1 管道维抢修技术方法和步骤 188

7.1.1 国际标准中关于管道维修方法和步骤的概述 188

7.1.2 国内外缺陷维修方法及适用性比较 190

7.1.3 应急情况下管道抢修的程序 194

7.1.4 维抢修参照国际标准 196

7.2 管道维护维修技术与实践 196

7.2.1 碳纤维补强技术 197

7.2.2 环氧钢壳复合套管技术 204

7.3.2 阀门密封原理 208

7.3.1 阀门概况 208

7.3 阀门维护技术 208

7.3.3 阀门一般性维护 209

7.3.4 全面的阀门维护保养工作 210

7.3.5 密封系统补充 210

第八章 管道完整性管理信息技术 212

8.1 管道完整性管理的企业信息技术架构 212

8.2 管道完整性管理的GIS系统 212

8.2.1 概述 212

8.2.2 GIS信息平台的目标 213

8.2.3 GIS系统总体框架体系设计 214

8.3.1 企业资产管理系统概念 217

8.3.2 企业资产管理系统功能 217

8.3 资产管理（EAM）系统 217

8.3.3 与企业资源计划（ERP）系统的关系 219

8.3.4 企业资产管理在管道行业中的主要作用 220

8.3.5 企业资产管理系统在陕京管道的应用 222

第九章 管道完整性管理体系 231

9.1 管道完整性管理体系的进展 231

9.2 建立完整性管理体系的必要性 232

9.3 完整性管理体系的内容 232

9.3.1 完整性管理程序文件 233

9.3.2 完整性管理作业文件 234

9.3.3 完整性管理技术标准 236

9.3.4 完整性管理办法 241

9.4.2 QHSE重要环境因素、危险源运行控制 242

9.4.1 QHSE体系内容介绍 242

9.4 QHSE体系与完整性管理的关系 242

9.4.3 监视与测量装置的控制 243

9.4.4 QHSE数据分析 243

9.4.5 QHSE测量、分析与改进 244

9.4.6 QHSE事故、事件、不符合、纠正与预防措施 245

9.4.7 QHSE应急准备与响应 246

9.4.8 QHSE绩效测量与监视 247

9.4.9 完整性管理与QHSE体系的对比 247

第十章 陕京管道完整性技术与管理实践 249

10.1 管道内检测技术与应用 249

10.2 超声导波检测技术与应用 250

10.3.1 管线分段及参数 251

10.3 BHGC定量风险评估技术与应用 251

10.3.2 管线失效概率计算 252

10.3.3 管线失效后果 252

10.3.4 风险计算 252

10.3.5 定量风险评估结果 252

10.4 管道完整性评价技术与应用 253

10.4.1 检测缺陷管道的安全评价 253

10.4.2 有限元评价 253

10.4.3 管道剩余寿命预测技术 253

10.5 管道地质灾害评估技术与应用 254

10.6 陕京管道GIS地理信息系统 255

10.7 修复技术 255

第十一章 结束语 256