完整性管理期末复习资料及答案
课程编号：中国石油大学（北京）远程教育学院2015年秋季
《管道完整性管理》复习资料
一、 名词解释
1、 管道完整性——管道承受施加其上的载荷和安全运行的能力。
2、 管道完整性管理PIM——对所有影响管道完整性的因素进行综合的、一体化的管理，是以管道安全为目标的系统管理体系。
3、 皱褶——指管壁在弯曲受压时出现失稳现象，表现在管壁出现皱褶起纹。
4、 凹陷——管壁在径向外力作用下而产生的永久塑性变形。
5、 管道（线路）——由管体、涂层及以及阴极保护系统构成，其中，管体是管道承压主体，涂层和阴极保护则构成了对钢管腐蚀的双重防护。
6、 风险评价——鉴别管道造成的潜在危险、估计潜在不利事件发生的可能性和后果的一个系统过程。
7、 电化学腐蚀——当金属被放置在水溶液中或潮湿的环境中，表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池。
8、 超声测厚 ——根据传播时间的测量方法，分为共振型和反射型。
9、 相对风险数——相对风险数=危害因素指标分之和/泄漏后果指数。
10、定量风险评价方法——根据大量的实验结果和广泛的事故数据和资料的统计分析，建立相关数学模型，量化分析每一风险因素对目标造成的影响。
11、条件地质灾害——断层、滑坡、泥石流、土壤湿陷等。
12、人为地质灾害——煤矿采空区、开矿引起地质塌陷等。
13、断层——地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。
14、 滑坡——斜坡上的岩体或土体，由于地下水和地表水的影响，在重力作用下，沿着滑动面所作的整体下滑运动。
15、 湿陷——土质改良（黄土掺和一定量的石灰夯实固化，消除黄土湿陷性、增加黄土的密实程度，降低渗透性，提高湿化性、力学强度和抗冲蚀能力）、 防（排）水、 加灰土垫层。
16、 冲沟——导流排水、工程加固和水工保护等。
17、 泥石流——产生于山区沟谷中或山坡地上的，含有大量松散固体碎屑的、不均质的特殊洪流，是山区最严重的自然灾害。
18、 采空区——由于地下煤矿开采过程中，开采率不合理，造成预留煤柱不足以支撑地表岩层，造成塌陷，或过度开采，形成大面积采空，这类区域称采空区。
19、 岩石崩落——岩石受到高温、风化影响后，从母体脱落后出现的滚落现象。
20、 变形检测器——利用惯性制导提供凹坑或其他变形的时钟位置。
21、分项安全系数法——单一安全系数不能对一切偶然事故均提供合理的保护；对于不同的设计参数，采用不同的安全系数，称为分项安全系数；基于概率的方法；考虑缺陷深度尺寸和材料性质的不确定性。
22、风险的构成要素——风险因素、风险事件、风险损失。
23、风险因素——能够增加或引起风险事故发生频率的大小的因素，是风险事故发生的潜在原因，是造成损失的间接的和内在的原因。
24、风险事件——是直接造成损失或损害的风险条件，是酿成事故和损失的直接原因和条件。
25、风险损失——是风险承担者不愿看到的后果，是指非故意的、非计划的和非预期的经济价值的减少。
26、定性风险评价方法——不对风险进行量化处理，只用于对事故发生的可能性等级和后果的严重程度等级进行相对比较。
27、个人风险——在某一特定位置长期生活的未采取任何防护措施的人员遭受特定危害的频率，此特定危害通常指死亡；
28、社会风险——描述事故发生频率与事故造成的人员受伤或死亡数间的相互关系，用 “累计频率—死亡人数曲线（F-N曲线）”。
29、云团和云羽——瞬时泄漏形成的气云称为云团；连续泄漏形成的气云称为云羽。
30、重气云——比空气密度大的气云(如氯气或者在气云中夹带液滴(如氨气)，经常形成，简称重气云。
31、轻气云——气云密度显著小于空气密度，气云受到方向向上的浮力作用。
32、中性气云——气云密度和空气密度相当，气云不受显著的浮力作用，这样的气云称为中性气云。
33、池火——可燃液体(如汽油、柴油等)泄漏后流到防火堤内或低洼地面形成液池，也可能流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而成池火。
34、闪火——泄漏的可燃气体、液体蒸发的蒸气在空气中扩散，遇点火源在无约束空间产生无爆炸性的燃烧称之为闪火。
35、爆炸——是物质的一种非常剧烈的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械能的现象
36、蒸气云爆炸——当大量可燃气体或蒸气泄漏后与周围空气混合，如果没有立即点火，在空气中扩散，则形成蒸气云。若蒸气云浓度在爆炸浓度极限范围内并处在受约束(例如建筑物、设备等障碍物)的空间，若遇点火源，则发生蒸气云爆炸。
37、热辐射伤害准则——热通量准则、热剂量准则、热通量-热剂量准则、热通量-时间准则和热剂量-时间准则。
38、冲击波的伤害准则——超压准则；冲量准则；超压-冲量准则；
二、 选择题
1、管道完整性的含义是指：BCD
（a）管道在物理上是完整的 （b）管道在功能上是完整的
（c）管道始终处于受控状态 （d）管道运营商已经并仍将不断采取
行动防止管道事故的发生
2、以下哪一内容中需进行管道的资料的分析与整合。C
（a）数据管理 （b）高后果区识别 （c）风险评价 （d）完整性评价
3、PDCA循环式指：(Plan-Do-Check-Action) B
（a）“改进-计划-实施-检查”（b）“计划-实施-检查-改进”
（c）“计划-检查-实施-改进”（d）“实施-检查-计划-改进”
4、以下哪些油气输送钢管标准：AC
（a）GB/T 9711 （b）API 1160 （c）API 5L （d）SY/T 5921
5、以下哪些是管道的强度指标：AB
（a）屈服强度 （b）拉伸强度 （c）延伸率 （d）截面收缩率
6、以下哪些是管道的塑性指标：C
（a）屈服强度 （b）拉伸强度 （c）延伸率 （d）截面收缩率
7、危害管道的稳定因素是：D
（a）腐蚀 （b）应力腐蚀 （c）土体移动 （d）焊接缺陷
8、以下哪种现象与管道结构失稳有关：B
（a）断裂 （b）凹陷 （c）表面裂纹 （d）穿孔
9、管道外涂层基本性能要求有：C
（a）电性能 （b）力学性能 （c）稳定性能 （d）经济性能
10、管道内检测实现的基本功能有：AB
（a）体积型缺陷检测（b）裂纹型缺陷检测 （c） 涂层缺陷 （d）阴保电位检测
11、管道裂纹检测存在的问题是：ABCD
（a）检测灵敏度低（b）数据解释难 （c）检测的费用高（d）可靠性有待提高
12、妨碍内检测通过的管道特征包括：ABCD
（a）内径变化 （b）探针 （c）弯管 （d）反向弯曲
13、以下哪些是间接检测应用困难的情形：ABCD
（a）阴极屏蔽 （b）回填物中含有大量的岩石或岩礁
（c）周围埋有金属结构物 （d）不能靠近的区域
14、管道外检测能实现的基本功能是：ABC
（a）涂层绝缘特性 （b）阴保状况（c）破损点位置和面积 （d）涂层阴极剥离
15、阳极/阳极型漏点是：AD
（a）阴极保护系统不正常时，会发生腐蚀 （b）一般情况下不会发生腐蚀
（c）阴极保护系统正常时，也可能发生腐蚀（d）不论阴极保护是否工作都不能被保护
16、以下检测方法是基于电位梯度法原理：BD
（a）PCM （b）PCM+A字架 （c）C-Scan （d）DCVG
17、外腐蚀直接评价中的哪一步骤中确定再评价时间间隔。D
（a）预评价 （b）间接检测 （c）直接检查 （d）后评价
18、以下哪一项是外腐蚀直接评估法。B
（a）ECA （b）ECDA （c）ICDA （d）SCCDA
19、根据在裂纹的方向，分为：ABC
（a）周向裂纹 （b）轴向裂纹 （c）螺旋方向裂纹 （d）径向裂纹
20、在弹性材料中，应力强度因子表征了裂纹尖端应力场 奇异性强度。A
（a） r（-1/2）阶 （b）r-1阶 （c） r（-3/2）阶 （d）r-2阶
21、在疲劳载荷特征中，应力比是：A
（a） 最小应力/最大应力 （b）最大应力/最小应力
（c） 应力平均值/最大应力 （d）应力幅值/最大应力
22、管道风险评分体系中，腐蚀模块应该考虑如下哪些子模块：ABC
（a）环境腐蚀 （b）外腐蚀 （c）内腐蚀 （d）应力腐蚀
23、以下哪些方法是属于定量风险评价方法：ABC
（a）伤害（或破坏）范围评价法 （b）危险指数评价法
（c）概率风险评价法 （d）专家现场询问观察法
24、风险评价方法的选择依据：ABCD
（a）被评价系统的特点 （b）要求的最终结果
（c）可以得到的数据资料 （d）评价人员的情况
25、沿管道中心线两侧各200m范围内，任意划分成长度为2km的若干地段，输气管道三级地区聚居的户数为____ ___ 。D
（a）10户以下 （b）10户以上、15以下
（c）15户以上、100户以下 （d）100户以上
26、以下哪些是管道工程中的地质灾害：D
（a）划伤 （b）凹陷 （c）凹坑 （d）泥石流
27、根据岩性和构造，滑坡可分为：ABC
（a）顺层面滑坡 （b）构造面滑坡 （c）不整合面滑 （d）逆层面滑坡
28、岩层移动稳定后的煤层覆岩按其受开采影响发生的破坏程度划分为哪几个开采影响带？ABD
（a）垮落带 （b）弯曲带 （c）液化带 （d）断裂带
29、中型泥石流的一次物质总量为：B
（a）＜10万立方米 （b）10~50万立方米
（c）50~100万立方米 （d）＞100万立方米
30、条件地质灾害有：ABD
（a）断层 （b）土壤液化 （c）煤矿采空区 （d）泥石流
三、判断题
1、2010年7月25日，美国密歇根州Marshall湿地的输油管道事故导致12人死亡。(F)
2、管道完整性管理的主要内容包括数据管理、高后果区识别、风险评价、完整性评价、决策响应、效能评价。(T)
3、选择一种电极电位比被保护金属更正的活泼金属（合金），把它与被保护金属共同置于电解质环境中，活泼金属作为阳极而优先溶解。(F)
4、一般环境下，阴极保护的最小保护电位为-0.85（相对CSE）。(T)
5、内检测器在管道内爬行，由自备电力驱动，在移动过程中检测管壁，不需要中断管线运行。(T)
6、如果管内壁或外壁有缺陷，则磁力线封闭于管壁之内，均匀分布。如果管壁没有缺陷，磁通路变窄，磁力线发生变形，部分磁力线将穿出管壁产生漏磁。(F)
7、根据具有相似物理特性、腐蚀历史、预计的腐蚀趋势，以及可以使用相同间接检测工具等准则来确定ECDA 分区。(T)
8、管道上方电位梯度的极性反映了土壤中电流的流动方向，当土壤中的电流流向管道时为阳性，电流流出管道时为阴性。(T)
9、断裂韧性表征了材料阻止裂纹传播的能力，是材料抵抗脆性破坏能力的指标。(T)
10、管顶凹陷位于管道的上部，即管道圆周上1/3（顺时针10点钟到2点钟）位置。(F)
11、在KENT法中，第三方破坏、腐蚀、设计、误操作四方面的评分值相加，即为该系统的危害因素分之和，其数值理论上可在0～400分之间变化，数值越小，安全性越好。(F)
12、人口状况分按管道沿线的人口密度划分为四个等级，人口密度大，危险性大，得分越低，分别为4分、3分、2分、1分。(F)
13、当在断层两侧设置固定敦时，固定墩与断层的距离至少为断层一侧管道滑动长度的15~20倍。(F)
14、黄土颗粒之间结合紧密，孔隙度一般在40%~50%。(F)
15、黄土的物理性质表现为疏松、多孔隙，垂直节理发育，极易渗水，且有许多可溶性物质，很容易被流水侵蚀形成沟谷。(T)
四、问答题
1、管道完整性的实质、原则是什么？
实质：评价复杂多变的管道系统的风险因素，并对相应的维护活动作出调整，反映了当前管道安全管理从单一安全目标发展到优化、增效、提高综合经济效益的多目标趋向。
原则：
• 在设计、建设和运行新管道系统时，应融入管道完整性管理的理念和做法
• 明确管道完整性管理的职责、建立管理流程、配备必要的手段
• 对相关的信息进行分析整合
• 结合管道的特点，进行动态的完整性管理
• 采用各种新技术
2、完整性管理的实施内容及特点？
内容：拟定工作计划、工作流程和程序文件；进行风险分析，了解事故发生的可能性及其导致的后果，制定预防和应急措施；进行管道完整性检测，了解管道可能发生事故的原因和部位；采取修复或减轻失效威胁的措施；测定完整性管理效果，确定再评价周期；培训人员，不断提高人员素质。
特点：
时间完整性—贯穿管道设计、施工到运行维护的全过程，即全寿命管理。
数据完整性—要求从数据收集、整合、管理等环节，保证数据完整、准确。
过程完整性—持续进行、定期循环、不断改善。
灵活性—不存在适用于各种各样管道的“唯一”或“最优”的方案。
3、管道危害因素有哪些，怎样分类？
三大类、九小类，21项
与时间有关的因素：外腐蚀；内腐蚀；应力腐蚀开裂
稳定因素：
• 与制管有关的缺陷—— 管体焊缝缺陷；管体缺陷
• 与焊接/组装有关的缺陷—— 管体环焊缝缺陷；组装焊缝缺陷；折皱弯头或翘曲；磨损/管子破损/管接头损坏管子；
• 设备——“O”形垫片损坏；控制/泄压设备失灵；密封/泵填料失效；其他
与时间无关的因素：
• 第三方/机械损坏——甲方、乙方或第三方造成的损坏（瞬间/直损坏）；以前损坏的管子（延迟性损坏形态）；故意破坏
• 误操作——操作方法不正确
• 环境因素——寒冷天气；雷击；大雨或洪水；土体移动
4、裂纹检测器所采用的技术方法有哪些？裂纹检测器的技术难点？
技术方法：超声、横向漏磁通、弹性波、超声导波、远场涡流
技术难点：裂纹缺陷的检测尽管已经成功，但是检测灵敏度低；数据解释难(大量的假数据显示)；检测的费用高；可靠性有待提高。
5、内检测作业应考虑的因素？
管道特征；介质类型、流量和速度；检测方式；清管；信息收集。
6、相互作用作用缺陷的组合原则是什么？
组合原则：① 每个缺陷的环向位置（角度）；
② 相邻缺陷之间的轴向距离；
③ 是否交叠缺陷；
④ 每个缺陷的长度；
⑤ 每个缺陷的深度；
⑥ 每个缺陷的宽度。
7、 失效评定图的横坐标、纵坐标各代表什么？
横坐标：载荷比率（Lr）Lr表示裂纹结构接近塑性屈服程度的度量， 定义为荷载条件与塑性屈服的荷载比。
纵坐标：韧性比率（Kr）Kr表示接近断裂失效程度的度量，定义为应力强度因子与材料断裂韧性的比值。
8、 怎样认识管道产生腐蚀的原因？
管道产生腐蚀的原因：
温度：温度的升高大大加快管道的腐蚀速率。
压力：硫化物应力腐蚀开裂、氢致开裂、氢腐蚀等都与压力大小有直接的关系。
焊缝：1）焊接时急热急冷，引起母材的组织发生变化而产生电偶腐蚀；
2）焊缝补口技术难度很大、施工时难以达到。
土壤环境：与腐蚀有关的土壤性质主要是孔隙度（透气性）、含水量、电阻率、酸度、含盐量以及杂散电流。
微生物：微生物参与腐蚀的方式如下
（1）微生物新陈代谢产物的腐蚀作用，包括无机酸、有机酸、硫化物等；
（2）促进管道腐蚀的阴极去极化过程；
（3）改变管道周围环境的氧浓度、含盐量、酸度等，如厌氧性微生物，从而形成氧浓差局部腐蚀电池等。
9、 阐述预测管道腐蚀剩余寿命的步骤？
预测管道腐蚀剩余寿命的步骤：
1. 原始数据采集：包括管道规格、运行相关的参数以及材质参数（最小屈服极限、流变应力、焊缝系数等）。
2. 腐蚀缺陷数据采集：（1）根据所采用的评价方法确定要进行的检测项目；（2）选定检测部位和检测方式。
3. 检测结果的分析：对检测的原始数据进行处理，得出进行进一步评价所需的缺陷尺寸数据及相关参数。
4. 剩余寿命预测：根据现场检测和样品分析结果，评价管道的腐蚀程度，并和检测的历史数据进行对比分析，建立管道腐蚀速率模型，然后采用相应的评价准则进行剩余寿命预测。
5. 预测结果的应用：最终目的就是根据预测的结果进行管线的检测周期、修复、更换、运行等措施策略的制定。
10、管道外防腐层性能要求有哪些？
绝缘电阻：绝缘电阻是外防腐层的质量指标，表面电阻越大，破损越少，质量越好；阴极保护的电流密度越低；
涂层性能要求：
电性能——电绝缘、耐高电压击穿、抗阴极剥离
力学性能——抗冲击、弯曲、磨损、土壤应力变化
稳定性能——粘结力、耐腐蚀、老化、微生物、热、低温渗透
经济性能——成本低、易施工、易修补
11、ECDA的主要步骤？每一步骤中的关键问题？
结构化的步骤及关键问题：
• 预评价：收集历史数据与当前数据。
1）对数据的要求；2）可行性；3）检测工具选择；4）分区
• 间接检查：非开挖检测。
间接检测测量；检测结果和指示等级；检测结果确认
• 直接检查：坑检。
开挖优先权等级和开挖数量；开挖和数据收集；腐蚀缺陷评价；过程评价
• 后评价：管道防腐体系的完整性评价。
剩余寿命；再评价时间间隔；ECDA有效性评价；信息反馈
12、怎样认识风险评价方法的有效性？
可信度：对使用的任何资料，都必须验证和检查其准确性。
预测能力：能识别和确认以前没有考虑到的管道完整性因素。
反馈：不是静止的工具，而应是不断改进的过程。
记录：对风险评估过程，应充分地、全面地记录。
加权系数：各种因素的影响程度不相同，合理确定一组权重系数。
管段：对管线进行合理分段。
13、什么是风险可接受标准？它的实质是什么？
风险可接受标准：在规定的时间内或系统的某一行为阶段内可接受的风险等级。
实质：是社会或管道公司所能接受的管道可能发生事故的最大风险值，在管道风险低于此值时，并不意味着就不发生事故，而是发生事故的频率和后果可以被社会或管道公司接受和容忍。
14、不良地质条件管道完整性管理的内容有哪些？
地质灾害识别与探讨：包括地质灾害发生的机理、描述参数、主要影响因素、对管道危害性分析等。
地质灾害预测预警：根据地质灾害的区域规律以及与控制因素(工程地质岩组、水文地质条件、地质构造、地形地貌、植被等) 和主要影响因素(降雨、人类工程活动等) ，预测地质灾害影响的空间范围， 圈定地质灾害易发区(敏感区) 。
灾害地质条件下管道的完整性评价：通过现场地质调查，按照不同类型地质灾害（滑坡、泥石流、崩塌、黄土湿陷、煤矿采空区和地震等）的发生频率、规模，评价管道的完整性。
15、防止泥石流对管道造成危害的措施有哪些？
① 生物防治措施：在影响路线区域采用封山育林与合理耕牧相结合的方法，通过防止坡面侵蚀，控制地表径流，以减轻泥石流的危害。
② 工程治理措施：因地制宜，上、中、下游相结合，选用固稳、拦截、排导、蓄水、分水等措施，减小泥石流物质来源，降低其发生频率。当路线跨越泥石流沟谷时，采用增大桥涵跨度或改涵洞为桥梁等措施，以避免其危害。
③ 对于工程在沟谷中的弃土、弃渣场应作好排洪设计，临空坡面过高时采取护面墙、挡土墙等挡护措施。位于沟口或沟谷内的大型弃土场，应考虑泥石流的淤积危害。
④ 对于采矿场的弃渣应与有关部门协调，作好统一规划，并采取必要防护措施，以防止其形成泥石流物源。威胁管道安全。
五、计算题
1、 管道直径720mm，壁厚= 8mm，管材的规定最低屈服强度415MPa，缺陷为400×4mm的输油管道，试确定该管道的最大运行压力。
解：由题知D=720mmt=8mmσy=415MPal=400mmd=4mm
2、 输油管道，设计压力10MPa，管道直径1016mm，壁厚22mm，管材的规定最低屈服强度485MPa，现发现管壁上有一深10mm、长300mm的腐蚀缺陷，确定是否允许该缺陷存在。
解：由题知 D=1016mmt=22mm σy=485MPal=300mmd=10mm
Pf=16.806MPa > P=10MPa 所以允许该缺陷存在。
3、 输油管道，设计压力5.6MPa，管道直径720mm，壁厚= 8mm，管材的规定最低屈服强度360MPa，现发现一长400mm、深4mm缺陷，试确定该缺陷是否需要修复。
解：由题知 D=720mmt=8mmσy=360MPal=400mmd=4mm
Pf=4.82MPa < P=5.6MPa 所以该缺陷需要修复。
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