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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σc52

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