Tiêu chuẩn ASME B31G là một phương pháp được sử dụng rộng rãi để đánh giá thiệt hại do ăn mòn trong đường ống bằng cách đánh giá độ bền còn lại của các đoạn ống bị ăn mòn. Nó giúp các nhà khai thác đường ống xác định xem đoạn bị ăn mòn có còn an toàn để bảo dưỡng hay cần sửa chữa hoặc thay thế hay không.

Tổng quan về ASME B31G để đánh giá ăn mòn

• Mục đích: B31G cung cấp một cách tiếp cận bán thực nghiệm để ước tính áp suất hỏng hóc của đường ống có khuyết tật ăn mòn, chủ yếu là tổn thất kim loại do ăn mòn bên trong hoặc bên ngoài. Nó được sử dụng để đánh giá tính toàn vẹn của cấu trúc và độ bền còn lại của đường ống thép hợp kim thấp carbon hoặc cường độ cao23.

• Đặc điểm khuyết tật: Phương pháp này yêu cầu đo kích thước khuyết tật ăn mòn: độ sâu (d), chiều dài (L) và độ dày thành ống (t). Khiếm khuyết được lý tưởng hóa về mặt hình học, thường là hình chữ nhật hoặc parabol tùy thuộc vào độ dài của nó13.

• Tiêu chí thất bại: Phương pháp này dựa trên các nguyên tắc cơ học đứt gãy và các thử nghiệm nổ toàn diện. Nó giả định rằng ứng suất chu vi tối đa trong thành ống không được vượt quá giới hạn đàn hồi của vật liệu. Áp suất hỏng hóc được tính toán bằng cách so sánh độ dày thành giảm của đường ống bị ăn mòn với độ dày ban đầu, sử dụng các công thức lấy từ dữ liệu thí nghiệm12.

• Hạn chế: Độ sâu khuyết tật tối đa không được vượt quá 80% độ dày thành ống danh nghĩa (d < 0.8t). Phương pháp này giả định hành vi đứt gãy dẻo và không áp dụng cho thép dễ bị gãy giòn ở nhiệt độ thấp12.

Các tính năng và phương pháp chính

• Phương pháp B31G ban đầu: Sử dụng xấp xỉ hồ sơ parabol đơn giản cho các khuyết tật ăn mòn và ước tính ứng suất dòng chảy thận trọng (thường dựa trên cường độ năng suất tối thiểu được chỉ định, SMYS). Nó có xu hướng bảo thủ, đôi khi dẫn đến việc sửa chữa không cần thiết24.

• Phương pháp B31G sửa đổi (Phương pháp 0,85dL): Được giới thiệu để giảm tính bảo thủ bằng cách tinh chỉnh tính toán hệ số phồng, cải thiện xấp xỉ ứng suất dòng chảy (SMYS cộng 10 ksi) và sử dụng 85% diện tích khuyết tật có độ sâu đồng đều thay vì 67%. Phương pháp này thường cho phép áp suất vận hành cho phép cao hơn và chính xác hơn đối với các khuyết tật ăn mòn dài, nông24.

• Phương pháp vùng hiệu quả (RSTRENG): Một cách tiếp cận chi tiết hơn để tính toán cấu hình khu vực bị ăn mòn chính xác để đánh giá sức mạnh chính xác hơn. Nó yêu cầu các công cụ tính toán như phần mềm RSTRENG và phù hợp với các hình học ăn mòn phức tạp23.

Ứng dụng thực tế và tầm quan trọng

• Quản lý tính toàn vẹn của đường ống: B31G và các biến thể của nó là công cụ thiết yếu để các nhà khai thác đường ống ưu tiên sửa chữa, kéo dài tuổi thọ đường ống và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động bằng cách đánh giá xem các phần bị ăn mòn có thể tiếp tục hoạt động một cách an toàn hay không3.

• Đánh giá độ tin cậy: Các nghiên cứu cho thấy độ sâu và chiều dài của các khuyết tật ăn mòn ảnh hưởng đáng kể đến độ tin cậy của đường ống. Ví dụ, các khuyết tật sâu hơn khoảng 3,5 mm và dài hơn 200 mm có thể làm giảm đáng kể biên độ an toàn và tăng nguy cơ vỡ1.

• Tuân thủ: Phương pháp B31G phù hợp với các yêu cầu quy định như từ PHMSA và được chấp nhận rộng rãi trong ngành để đánh giá ăn mòn34.

• Chủ nghĩa bảo thủ và các yếu tố an toàn: Phương pháp này kết hợp các yếu tố an toàn (thường khoảng 1,25 đến 1,5 tùy thuộc vào loại đường ống) để đảm bảo đánh giá thận trọng. Phương pháp B31G sửa đổi cân bằng chủ nghĩa bảo thủ với hiệu quả hoạt động4.

Tóm tắt

ASME B31G là tiêu chuẩn nền tảng để đánh giá sự ăn mòn trong đường ống, cung cấp một phương pháp thực tế và đã được xác nhận để ước tính độ bền còn lại và áp suất hỏng hóc của đường ống bị ăn mòn. Các phiên bản gốc và sửa đổi của nó, cùng với các phương pháp bổ sung như phương pháp Vùng hiệu quả, hỗ trợ quản lý tính toàn vẹn của đường ống bằng cách cho phép đưa ra quyết định sáng suốt về bảo trì và vận hành trong điều kiện hư hỏng do ăn mòn.

Tham khảo:

• Phân tích độ tin cậy và hình học khuyết tật ăn mòn dựa trên ASME B31G1.

• Đánh giá kỹ thuật về phương pháp B31G và B31G sửa đổi, cơ sở cơ học gãy và tiêu chí hỏng hóc2.

• Vai trò của B31G trong đánh giá tính toàn vẹn của đường ống và ra quyết định vận hành3.

• Xác nhận và bảo thủ B31G và các phương pháp đánh giá ăn mòn liên quan trong thực tiễn công nghiệp4.