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Zweckmäßige Bewertungen, die genaue Daten für Reparaturen bei Anomalien durch Korrosion liefern
Die von ASME bereitgestellten Branchenmethoden zur Bewertung der Restlebensdauer von Anomalien durch Korrosion können zu übervorsichtigen Ergebnissen führen. Mit fortschrittlichen Methoden zur Gebrauchstauglichkeit (FFP) kann ein besseres Verständnis der tatsächlichen Ausfallzeiten von Metallverlustanomalien durch Korrosion gewonnen werden. ROSEN USA hat kürzlich eine fortschrittliche FFP-Methode namens Plausible Profile Method (P2) eingesetzt, um einem Kunden, der mit komplexer Korrosion in einer seiner Pipelines zu kämpfen hatte, genauere Angaben zu den Reparaturdaten zu liefern (im Vergleich zu Branchenmethoden wie Detailed RSTRENG, Modified B31 G, Kastner usw.). Durch diese Methode konnte die Restlebensdauer von mehr als 10 Anomalien um mehr als drei Jahre verlängert werden, wodurch dem Kunden möglicherweise Hunderttausende Dollar an Reparaturkosten erspart wurden.
In der weltweiten Pipeline-Branche wird zunehmend Wert auf Programme zum Integritätsmanagement von Pipelines gelegt, insbesondere bei Pipelines, die geotechnische und hydrotechnische Gefahren durchqueren. Diese erhöhte Aufmerksamkeit ist auf mehrere bemerkenswerte Vorfälle zurückzuführen, bei denen es zu Ausfällen von Pipelines kam. In Anerkennung der Bedeutung der Risikominderung im Zusammenhang mit Ausfällen von Pipelines aufgrund von Geohazards haben mehrere Betreiber von Pipelines ROSEN als Integritätspartner beauftragt.
In der Industrie werden häufig effektive Flächenmethoden (EAM) eingesetzt, um die Restfestigkeit korrodierter Rohre zu bestimmen. Detaillierte RSTRENG gehört zu den EAM, die sich als wirksam erwiesen haben, um die Gebrauchstauglichkeit von Metallverlustanomalien in Pipelines zu bestimmen. Detaillierte RSTRENG kann jedoch zu übervorsichtigen Ergebnissen führen, wenn das Profil des Korrosionsclusters geschätzt wird und die Anomalien in Umfangsrichtung länglich sind. In diesem Artikel wird aufgezeigt, wie eine detailliertere Bewertung der örtlichen Gegebenheiten unter Verwendung der Plausible Profiles Method (P2) die Relevanz des effektiven Bereichs, der bei der Bewertung der Restfestigkeit solcher Anomalien verwendet wird, potenziell verbessern kann, was zu einem günstigeren berechneten Versagensdruck führt.
P2 Methodik im Vergleich zu detailliertem RSTRENG
Bei der Entscheidung, ob eine Anomalie der Korrosion für den vorgesehenen Zweck geeignet ist, ist eine der wichtigsten Überlegungen, wie das Profil der Anomalie zur Schätzung der effektiven Fläche für Integritätsbewertungen verwendet wird. Die detaillierte RSTRENG-Methode verwendet einen „Deepest-to-Deepest“-Pfad-Ansatz, um das Profil des korrodierten Bereichs innerhalb eines Korrosionsclusters zu schätzen. Dieses einzelne Profil wird dann verwendet, um den Berstdruck des Korrosionsclusters deterministisch zu berechnen und ein Versagensdatum zu berechnen. Beim P2-Ansatz werden zahlreiche plausible Profile des Korrosionsclusters generiert und für jedes dieser Profile Berstdrücke berechnet. Dann wird das 5. Perzentil dieser Berstdrücke als Versagensdruck zu einem bestimmten Zeitpunkt angenommen, der ein Datum vor dem nächsten geplanten ILI oder ein bestimmtes Zieldatum sein kann. Beachten Sie, dass die Berechnungen zwischen RSTRENG und P2 gleich sind und der Unterschied zwischen den Methoden darin besteht, wie das Profil des korrodierten Bereichs geschätzt wird. Es wurde festgestellt, dass die P2-Methode im Vergleich zu Detailed RSTRENG Berstdruckergebnisse liefert, die näher an den Ergebnissen vor Ort liegen.
Die P2 Methode hat jedoch einige Einschränkungen, darunter:
- Wenig/kein Nutzen bei axial langen und schmalen Anomalien
- Anomalien, die eher aufgrund der Tiefe als aufgrund des Drucks versagen
- Kein Nutzen bei einzelnen Anomalien, die nicht Teil eines Clusters sind
- Möglicherweise müssen mehrere Iterationen durchgeführt werden, um den Berstdruck der Anomalie zu bestimmen
In Abbildung 1 unten ist die detaillierte RSTRENG-Methode dargestellt (Bild a), bei der der Ansatz „tiefste zu tiefste“ bei der Schätzung des Profils der Anomalien verfolgt wird. Bild b unten zeigt zahlreiche plausible Profile, die für denselben Cluster generiert wurden. Bild b zeigt nur 3 „plausible“ Profile, aber in Wirklichkeit können es Hunderte sein, je nach Größe des Korrosionsclusters.
Bei der Auswertung dieser komplexen Korrosionscluster besteht der erste Schritt darin, Matrizen auf der Grundlage der ILI-Box-Datenbewertungstiefen (gemeldete Tiefe + Tool-Toleranz) der einzelnen Anomalien innerhalb eines Clusters zu erstellen. In den folgenden Bildern wird ein Beispiel für ein Matrixmodell gezeigt, das bei der P2-Bewertung verwendet wird (oben), und mit den Box-Daten aus dem ILI-Lauf (unten) verglichen.
Wie in Abbildung 2 oben zu sehen ist, entspricht das Cluster-Matrix-Modell im oberen Bild den eingerahmten Signaldaten aus dem ILI. Sowohl im oberen als auch im unteren Bild zeigen dunkelrote Bereiche tiefere Metallverlustanomalien an, während hellere rote oder gelbe Bereiche flachere Anomalien darstellen. Sobald die Matrizen erstellt und die Bewertungsparameter festgelegt sind, wird die P2-Methode iterativ durchgeführt, um den Berstdruck und das Versagensdatum des Clusters zu bestimmen.
Case study
Ein Kunde in den USA hatte in einer seiner Pipelines komplexe Korrosion festgestellt und ROSEN mit einer standardmäßigen FFP-Bewertung beauftragt. Nach der Lieferung der Bewertungsergebnisse wurde dem Kunden bewusst, dass bei einer Bewertung mit herkömmlichen Bewertungsmethoden der Branche in naher Zukunft viele Korrosionsanomalien zur Reparatur anstehen würden. Um diesen Kunden weiter zu unterstützen, schlug ROSEN vor, die Anomalien mit der P2-Methode zu bewerten, um ein besseres Verständnis der betreffenden Anomalien zu erlangen.
Plausible Profile-Bewertungen wurden für 13 Korrosionscluster durchgeführt. Die lLI wurde im Januar 2023 durchgeführt, und alle 13 dieser Anomalien hatten ursprünglich Reparaturdaten vor 2025. Durch die Implementierung der P2-Methode konnte ROSEN diese Korrosionscluster mit höherer Genauigkeit analysieren und dem Kunden ein aktualisiertes Datum für die Reparatur nennen, wodurch die verbleibende Lebensdauer für alle 13 bewerteten Cluster verlängert wurde. Dies ist in der folgenden Abbildung und Tabelle dargestellt.
In Abbildung 3 oben stellen die roten Balken die Reparaturdaten der Cluster dar, die mit branchenüblichen Methoden (d. h. Detailed RSTRENG, Modified B31G und Kastner) bewertet wurden. Der blaue Balken stellt dieselben 13 Cluster dar, die mit der P2-Methodik bewertet wurden.
Die Einhaltung des Standardverfahrens zur Integritätsbewertung hätte für diesen Kunden Reparaturen in Höhe von Hunderttausenden von Dollar bedeutet. Durch die Verlängerung der Reparaturzeiten dieser 13 Cluster konnte der Kunde unnötige Reparaturen vermeiden und die Wartungskampagnen für das laufende und die kommenden Jahre optimieren. Diese Methode gilt nun als denkbare Desktop-Lösung zur Verlängerung der Restlebensdauer qualifizierter Anomalien, die bei herkömmlichen Bewertungsmethoden für Metallverluste durchfallen.
Referenzen
[1] Technischer Bericht, Plausible Profiles (Psqr) Model for Corrosion Assessment, Autoren S. Kariyawasam, S. Zhang, J. Yan, T. Huang, M. Al-Amin, E. Gamboa, Endgültige Version 03, 23. September 2019.
[2] ASME B31G, „Handbuch zur Bestimmung der Restfestigkeit korrodierter Pipelines“, 2012.
[3] Peer Review des Korrosionsbewertungsmodells Plausible Profile (Psqr), Projektnummer EC-2-9, erstellt von John Kiefner et al., Endfassung, 9. August 2019.