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管道研究

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用管道实时状态数据提升管道完整性管理效能

来源:《管道保护》杂志 作者:缪宏 时间:2020-5-15 阅读:

缪宏

北京百世通管道科技有限公司

 

 

从 我 国 早 期 引 进 管 道 完 整 性 管 理 ( P i p e l i n eIntegrity Management)体系,经过国内专业管道人不断实践和本土化改良,汲取了大量国内外管道管理典型案例的养分,形成了国家标准 GB 32167―2015《油气输送管道完整性管理规范》,颁布已有5年时间了。毋庸讳言,管道完整性管理为我国的管道建设和运营作出了巨大贡献。管道完整性管理系统,覆盖了从管道规划、设计、生产、运输、施工、验收、运维、检测、抢修等所有过程;要求管道运营单位采用迄今为止几乎所有的管道检测技术和手段,对管道开展周期性完整性评估,分析预判潜在风险的等级及后果,突出了高后果区的概念;强调完整性管理必须贯穿管道的全生命周期,形成闭环,并不断改进和提高;提出了管道与气候、环境、人文、社会、政府的关系,强调了多方协调,齐抓共管,避免管理的盲区和漏洞。

综上所述,管道完整性管理体现了预防为主的主动管理理念。管道运营单位的历史数据和相关专家的经验数据,再加上诸多统计数据和模型计算数据,为早期的管道完整性管理作出了贡献。数据,是完整性评价的基础和支撑。

1 以往管道完整性管理的数据从哪里来?

人工巡检。靠人的视觉、听觉、触觉、味觉等功能来感知并采集管道、配套设施及周边环境的状态信息。比如是否有输送介质泄漏漏出地表,管道配套设施如各种标桩是否齐全,管道沿途是否有施工、打孔偷盗、占压等事件发生。人工巡检,在时间和空间上都有盲区。一个人不可能同时出现在管道的所有长度范围内,更不可能7×24小时采集管道所有位置的信息。流传甚广的某油田1 000多米的管道,累计被油耗子打了近1 000个孔,人工巡检的局限性可见一斑。

管道检测。靠各种定期、不定期检测来采集管道的运行数据如管道压力、流量等,管道的状态数据如埋深、壁厚、泄漏、漏点、阴极保护电流等。管道运营企业为了保证运输效率和经济效益,降低检测成本,都会尽量延长检测周期,甚至不发现问题,都不会安排检测。不管是定期检测还是临时检测,不是太早,就是太晚,很难及时发现问题。如某油田海管在不到3年时间内,发生2次大规模的海上泄漏溢油事故,被国家海洋局开出2份过亿罚单,充分说明了检测的局限性。

计量数据。管线及配套设施上安装的用于生产计量和控制的仪器仪表,会采集到大量的管道压力、流量、组分、含量、温度等多种数据。这些数据给管道完整性管理提供了一定的帮助但计量仪器仪表是为生产而生,数据不满足安全健康监测要求。

经验数据。除了来自生产运营实践的数据外,还有一类来自实验室的数据、专业监测公司提供的数据和数据处理者的经验数据,统称经验数据。有些试验的难度和成本很高,比如天然气管道爆炸瞬间对环境影响数据的采集试验,不可能经常做,而采集数据的传感器的选择和安装,都带有偶然性;数据处理者的经验,所选择的数据处理工具模型,都带有很大的随机性和不可验证性。

2 既有数据有哪些局限性?

众所周知,不同的用途、不同的输送介质、不同的使用环境、不同的运输量,需要设计和应用不同的管道。比如输送原油的管道需要保温层,输送含硫天然气的管道需要防硫化氢腐蚀,地质稳定地区可采用高碳钢管材,而地质活跃地区不但需要采用低碳钢,而且要在管沟中用沙子埋设管道,以满足管道在地质变化时自由调节管道状态,避免受力变形焊缝开裂,长输管道耐压要求远远高于市政管道等等。反过来,同样的管道,使用于不同的环境,输送不同的介质,其磨损、腐蚀速度和使用寿命都不一样。

由此可见,用以支撑管道完整性评估的数据,存在局限性。由于技术的制约,以往的管道完整性评估,靠的是历史数据的积累,靠的是经验,用既有历史数据(甚至几十年来所积累的数据)做统计分析,只能对性质差不多的管道可能存在的类似事故和事故发生的时间周期作出预测。而管道是动态的,特别是无序的第三方施工、地质灾害等破坏事件,往往是突发、难以预见的。所以,即便管道完整性管理做得很好,但是由于用以评估的数据存在问题,难保评估结果及时准确。

3 实时状态数据从哪里来?

斗转星移,人类社会正从碳时代大步迈入硅时代,物联网、大数据、人工智能等新技术方兴未艾。日趋成熟的基于无源、本安的分布式光传感技术,为类似管道这种大口径长距离的危险品基础设施安全健康状态监测和预警,提供了解决方案。管道全线的实时状态数据,将会显著提高管道完整性评估效能。中石油适时提出了建设智能管道智慧管网的战略目标,向科学技术要安全,要效益。可喜的是,有些单位已经在尝试光传感技术。只要真正重视管道安全,抱着积极的心态,采取科学的方法,推广应用光传感技术,保留管道完整性管理科学的方法论,去除完整性管理中的个人经验和繁杂的计算,把实时、准确、全面的管道状态数据作为评估的主要依据,管道完整性管理的效能一定会显著提高,管道运维单位的经济和社会效益一定会稳步提升。

 



作者简介:缪宏,现任北京百世通管道科技有限公司董事长,从事光通信行业26年,从事基础设施安全监测预警行业9年。联系方式:13311009699, 1549657566@qq.com。

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