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管道研究

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气电集团管道完整性管理实践

来源:《管道保护》杂志 作者:王联伟 张克政 时间:2019-7-15 阅读:

王联伟 张克政

中海石油气电集团有限责任公司

 

 

大的或灾难性管道安全事故的发生往往是由管道隐患或故障导致的,而控制此类风险需要从设备设施全生命周期入手,以整体优化的方式提升管道的安全性和可靠性[1]。管道完整性管理在国内成功应用取得了良好的实施效果[2-5]。近年来气电集团借鉴国内外完整性管理的成功经验,应用在役管道数据采集技术、风险评价技术、完整性检测与评价技术、管道缺陷修复及抢维修技术、管道阴极保护综合技术、站场完整性管理技术等,推动了企业管道完整性管理工作深入进展。


1 在役管道数据采集技术研究与实践

通过集成应用工程测量、智能检测、航空摄影测量、地下管线探测、数据比对、坐标修正与转换六项技术,解决了在役管道难以获取必要的基础性数据问题,独创3S技术集成应用。运用该技术对某管道全线开挖验证105个点,数据偏差全部在±0.86米以内,其中在±0.5米之内的占92%(图 1),实现管道大量基础数据校准与更新,例如图 2为一处管道路由修正前后对比图,最终使管道中线坐标偏差控制在±1米以内。

              


2 管道风险评价技术与管理研究与实践

(1)管道半定量综合风险评价技术应用

基于KENT指标体系评价方法[6],结合管道的实际情况,建立半定量综合风险评价评分指标模型见图 3。该风险评价指标模型中可能性指标考虑了第三方损坏、腐蚀、制造与施工缺陷、地质灾害、误操作等五大因素,后果指标中考虑了介质危害性、影响对象、供气中断影响范围和程度、介质的最大泄漏量等四大因素,各指标权重均根据实际情况定制。依据该指标模型开发管道半定量风险评价软件,对管道全线进行了风险评价,及时制定了风险控制措施。

(2)管道地质灾害风险评价技术应用

采用半定量风险评价方法对管道地质灾害风险进行评价。共识别出115处地质灾害隐患点,其中高风险点10处,中风险80处,低风险25处,制定了相应的风险控制措施。

(3)第三方损坏风险管理方法应用

收集、整理和分析影响管道运行安全的第三方活动数据,结合行业内典型的管道事故案例,阐明管道第三方损坏风险的类型、成因和控制措施,形成一套管道第三方损坏风险管理方法,该方法包括了管道巡护管理、第三方作业活动管理和安全影响评价、技术审核等方面内容。


3 管道完整性检测与评价技术研究与实践

(1)内检测技术应用

总结出常用内检测技术的优缺点和适用范围。深度挖掘内检测数据,一方面重新审查以往的内检测报告是否有漏报缺陷,例如第一轮在此处发现11%金属损失缺陷,第二轮在此位置没有报告缺陷,不能直接判断第二轮没发现缺陷。另一方面根据两轮内检测报告,发现管道缺陷的增长情况(含腐蚀和凹坑),例如对于29%缺陷信号,第一轮未检出,而第二轮检出,说明此处是新腐蚀点,可据此计算腐蚀速率,并在具体的管段上画出缺陷的分布图。根据此项技术研究与实践,提出管理综合分析评价“四步循环模式”(图 4),利用管道的大数据充分挖掘潜在信息,分析其产生的根本原因并提出改进措施。

(2)管道缺陷评价技术应用

管道缺陷评价技术是确定管道维护方案的科学依据[7]。针对管道的体积类缺陷、几何变形类及复合类缺陷,调查研究国内外已有缺陷评价标准的适用性范围及适用性,编制了一套管道缺陷评价技术规定文件及缺陷评估理论手册,包括腐蚀、几何凹坑、凹坑+腐蚀、机械划伤缺陷评价,同时也包括重车碾压管道、管道悬空、特殊地段(穿越公路、铁路)管道等的单项安全评价。开发了管道缺陷及安全状态评价软件(图 5),可对以上各种类型的缺陷及特殊状况进行评价,根据评价结果对管道的缺陷修复给出建议。

(3)管道应变监测及分析评价技术应用

通过调研国内外应变监测的应用情况及行业内实践,提出基于应变监测的设备选择方法;安装19处(地质环境复杂处和第三方活动频繁处)管道应变监测器,建立管道应变监测系统实时在线监测系统;对比监测数据与监测点的实际情况,研究监测报警策略及数据分析方法。


4 管道缺陷修复及抢维修技术研究与实践

通过技术调研,对国内外已有的管道缺陷修复技术、抢维修技术、特殊地形进入的适用性范围和标准进行适用性分析,整理出适用于缺陷修复及抢维修的相关技术标准清单。结合气电集团目前常用的复合材料、环氧套筒等修复方法,在实验室内制作管件进行水压测试验证其补强效果。根据以上研究成果编制管道缺陷维抢修作业指导书,针对12大类、 20小类不同的管道缺陷,提供了不同的推荐修复方法和流程;针对11种不同的抢修事件类型,提供不同的可选择抢修方法和流程。


5 管道阴保综合技术研究与实践

开展防腐层检测技术应用、交直流排流技术应 用、阴极保护参数远程监测和控制技术三方面的研究。结合企业和行业内应用情况,明确给出不同情况下有效的检测方法。针对阴极保护参数远程监测和控制技术,建成阴极保护远程监测系统,实现对全线重点关注位置阴极保护状况实时监测。


6 站场完整性管理技术研究与实践

(1)站场综合风险辨识技术应用

开展站场设备设施风险辨识及综合评估,对站场危险、有害因素进行分析,采用FMEA方法辨识站场风险和排序,针对风险情况制定控制措施。

(2)站场完整性专项评价技术应用

开展基于风险的检验技术(RBI),对储罐和工艺设备安全环境风险、生产损失和损坏成本进行量化排序,将检验聚焦于高风险设备和存在潜在的失效破坏可能性的设备,从而优化使用检验资源。对转动设备开展以可靠性为中心的维护技术(RCM),对装置中设备的失效模式及后果进行分析和评估,确定出设备每一失效模式的风险及失效原因和失效根本原因,制定出针对失效原因的、优化的降低风险的维护策略。对仪表开展安全完整性等级技术(SIL)[8],确定安全仪表系统需要的最低反应失效的可能性(即SIL等级),使设备能够在需要时成功执行设计所要求的安全功能。

 

参考文献:

[1]  李祎 ,王建丰 ,李玉斌 ,李海津 .设备设施完整性管 理 在 油 气 行 业 的 应 用 简 介 . 石 油 和 化 工 设备,2014,17(3):15-19

[2]  王毅辉 ,李勇 ,蒋蓉 ,傅江 .中国石油西南油气田公 司 管 道 完 整 性 管 理 研 究 与 实 践 . 天 然 气 工业.2013,33(3):78-83.

[3]  董绍华,姚伟.陕京管道完整性管理与实践.油气储运,2005,24(增刊):8-13.

[4]  么惠全,毛建,吴志平,张照旭,赵冬野.西气东输管 道 完 整 性 管 理 实 践 及 效 能 分 析 , 天 然 气 工业,2013,33(12):1-7.

[5]  冯 庆 善 . 管 道 完 整 性 管 理 实 践 与 思 考 . 油 气 储运,2014,33(3):229-232.

[6]  MUHLBAUER W K. Pipeline risk managementmanual:Ideas,technique, and resource[M].3rd edition.Oxford,UK:Gulf Publishing Company,2004.

[7]  董绍华,杨祖佩.全球油气管道完整性技术与管理的最新进 展[J].油气储运,2007,26(2):1-17.

[8]  袁 树 海 , 宋 彬 , 李 范 书 , 夏 太 武 . 安 全 完 整 性 等级 S I L 应 用 研 究 与 实 践 [ J ] . 石 油 与 天 然 气 化工,2012,41(1):107-109.

 

 

作者:王联伟,1981年生,博士, 2015年毕业于北京科技大学,长期从事设备设施完整性管理、管道完整性管理、风险评价、管道完整性评价等工作,在完整性制度体系建设、完整性技术研究与应用方面具有丰富的经验。

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