加强型热塑性钢管使用适应性评估可行性研究

介绍

目前还不存在针对增强热塑性钢管等非金属部件的全球认可的服务适应(FFS)程序。一项研究确定了当前文献中存在的重大差距，并为开发适合服务的方法确定了初步路线图。这种方法将适用于碳氢化合物管道以及其他应用。目前的工作总结了现有技术的文献和经验，以及基于对可能损害机制的理解，可用于支持FFS程序未来发展的信息。

人们发现，很少有关于复合材料构件强度特性的信息(特别是在有缺陷的情况下)是公开可用的。确定损伤容忍度的程序是不存在的，目前的评估是以非常保守的方式进行的。将现有的金属部件FFS程序应用于复合部件及其典型的损伤机制可能会有机会。

背景

全球非常规资源勘探和生产的总体趋势，促使油气行业考虑新的材料解决方案，以在这种苛刻的环境下进行腐蚀保护。非金属管(石油和天然气工业中使用的术语，指的是增强聚合物管)作为传统碳钢管的可靠替代品，受到了广泛的关注和认可。虽然最初主要应用于非关键应用，如消防水系统和公用事业，但它们在注水、油气管道和立管中的应用越来越多，给了行业一个很好的信心，可以进行更广泛的应用。非金属完整性管理(包括但不限于FFS评估)的完善标准和程序的可用性，将使非金属管道系统能够得到更广泛的部署。

FFS程序基于工程方法来评估工程部件和结构在规定的载荷和环境条件下的安全功能。

通常，对于金属部件，FFS评估的主要目标是评估存在缺陷时的操作安全性。这些缺陷的常见情况包括腐蚀损伤、裂纹、熔合不足、疲劳损伤、错位或其他形状缺陷(可能是机械损伤的结果)，以及为了延长寿命或在其他服务中使用而重新确认部件。

在各种标准和规范中，如BS 7910、API 579-1/ASME FFS-1、DNVGL-RP-F108、ASME B31G和API 1104中，金属部件和结构都有经过良好验证的FFS程序。当一个组件的损坏超出了设计范围，就需要修复或更换它。然而，在某些情况下，最好进行FFS评估(即从可访问性或成本考虑)，以评估组件的剩余强度，并确定是否需要维修和/或降低压力等级。需要注意的是，FFS的验收标准通常与原始设计标准不同。在考虑植物寿命延长的可能性时，FFS研究也非常有益。对运行历史、材料降解和运行中缺陷启动的评估可能有助于允许工厂超出设计寿命的运行，也许还需要修改运行条件。FFS研究的基础是有缺陷部件在加载下的力学行为知识，以及对缺陷类型、尺寸和方向的精确理解。数值应力分析和材料试验也证实了这一点。FFS评估最重要的要素是组件的几何形状、加载历史(包括压力和温度)、材料性能(包括对环境的依赖性)以及损伤机制的识别。了解这些因素可以准确评估是否适合继续使用，是否需要降级，是否需要维修或更换。