油气管道的完整性管理的实践与探索

油气管道的完整性管理的实践与探索

作者：王保东

来源：《科技传播》2013年第15期

摘 要 在对油气管道完整性管理的基本流程进行论述的基础上，对管道完整性管理数据采集与数据整理内容进行了分析。同时，根据完整性管理实践经验，对管道完整性管理的相关关键技术进行了探讨。

关键词 油气管道；完整性管理；失效性

中图分类号TE832 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0089-02 0 引言

管道是天然气、石油最为经济合理的运输方式。考虑到 石油、天然气等具有易燃、易爆、腐蚀和毒性的特点，确保管道的安全运行尤为重要。油气管道在长时间的运输服役之后，因为腐蚀、外部干扰、爆炸等问题造成极大的经济损失、环境污染以及人员伤亡等。近些年

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来，国内外在关注油气管道失效性分析工作的同时，开始提出并实施管道完整性管理概念。通过油气管道的完整性管理，不但能够有效的降低管道事故发生的概率，同时还可以避免因为无计划、不必要的维修与更换造成的管道运输效率下降、社会经济效益降低等问题。 1 管道完整性管理基本流程

完整性管理就是在对潜在的危险因素加以识别分类之后，通过数据采集、整理分析；风险评估；完整性评价（通常基于风险检验进行）；完整性分析结果决策、响应等，最终形成一个闭环系统。管道完整性管理的基础工作是完整性评价，主要内容包括管道体的适用性评估、站场设备故障诊断、地质灾害评估等。随着现代计算机技术在油气管道中的广泛应用，油气管道的完整性管理工作已经提上日程。油气管道的完整性管理工作流程如图1所示。 2 道完整性管理数据采集及数据整理 2.1确定管道风险分析的主要任务

因为风险分析实质上是对时间进程中某风险场的暂态进行估计、评估。因此，一个完整的风险评价需要解决这样三个方面的问题：管道为什么会出现失效（即对导致管道失效的客观因素进行分析）；事故发生的可能性有多大（即导致管道事故发生的概率）；事故发生导致的后果如何（即管道失效事故发生后将对哪些方面造成损失）。在解决上述三个方面的内容之后，管道风险自然能够根据对应的计算发展来予以确定。 2.2 确定诱导因素导致管道事故发生的可能性

在所有造成管道事故的相关因素中，除了腐蚀、过压以及第三方破坏之外，其他的事故因素伴随着管道建设完工之后时刻存在，而且在管道的整个服役期中都不会有明显的变化。因此，可以利用一般的工业装置诱发事故的“浴盆”曲线来反映事故发生的规律。其中的不变事故容易在管道的初期投产中产生事故，而那些可变事故则容易在管道服役期间发生事故。 随着管道使用时间的延长，由于腐蚀等因素造成的诱发因素将会使得管道出现穿孔、破裂等事故，因此在管道的风险评估过程中应该将腐蚀作为重点因素进行分析。考虑到腐蚀破裂整个过程较为复杂，加之评价过程中管线通常不会处于自然腐蚀的状态，因此腐蚀速度研究是评价腐蚀因素诱发管道事故发生可能性的一个重要环节。 2.3 管道数据的整理及数据库的建立 1） 管道设计数据

管道设计应该包括如下所有或者部分数据：

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其一，管线敷设线路表格或者其他文件，诸如工艺设计条件、管线等级、管线材料规格与型号、管壁壁厚、压力与温度定值等；其二，管道加工过程中的相关检查记录；其三，管道材料的测试报告说明；其四，进行的静水压实验数据记录，诸如试验过程中施加的试验压力、管材温度等。

2） 管道运行记录数据

管道运行记录包括的数据主要有：其一，实际运行状况，诸如压力、温度等数据；其二，不规范操作情况下的数据、资料等。若缺少实际操作状况中相关数据资料，则可以像操作人员咨询的方式获得相关数据，拟定一个大概的操作条件；其三，管道在服役过程中，服役环境的显著改变，诸如压力、温度、流动状况以及腐蚀速度等的变化。在统计过程中要对过去和将来的所有服役条件加以全面考虑，并进行文件记录；其四，管道的安装数据，包括管道安装数据、安装变更数据，诸如材料、图纸、安装工艺的修改等。 3 管道完整性管理的关键技术 3.1 基于风险控制的管道检测技术

基于风险控制的检测技术（RBI），是将风险评估作为基础，将之用于检测方案的优化方面。基于风险控制的检测方法是将检测作为工作重点，至于风险控制的高风险与高后果的管理阶段，将适合的力量置于低风险部分。在给定对应的检测条件限制下，基于风险控制的管道检测技术更有利于降低管道运行的风险。

当前，管道检测技术主要包括智能内检测技术以及外检测技术两种。国际上部分管道完整性技术服务提供商针对不同类型的管道缺陷，已经开发完成了各类型的智能内检测技术及设备，主要包括用于管道变形检测的通径检测设备、裂纹检测的超声检测设备、腐蚀缺陷检测的漏磁检测设备等。而国内在通径检测设备与漏磁检测设备中的研究应用相对较为深入，但是其精度以及系统配套性能与国际先进水平还是存在一定差距。 3.2 含缺陷管道适用性分析技术

对于含缺陷管道适用性分析，主要的内容包括含缺陷管道剩余强度分析与剩余寿命预测两个方面。其中，剩余强度分析是在管道曲线检测的基础上，通过完整的理论分析、试验测试以及力学计算等程序，确定对象管道所能承受的最大工作压力以及在正常工作压力下的极限缺陷尺寸，在得到相关数据的基础上为管道的维护、更换等提供数据参考；剩余寿命预测则是基于动力学发展规律以及材料性能退化孤立，提供一个管道的剩余安全服役时间，为确定管道的检测周期提供理论参考。 3.3 管道地质灾害评估技术

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由于油气管道通常需要穿越复杂的地质类型，在服役期间将面临着潜在的多种地质灾害，诸如垮塌、滑坡、泥石流、断裂带等。当前，相关企业已经将针对地质灾害的评估、监测与预警当作“管道完整性管理体系构建”的重要内容。 参考文献

[1]李鹤林，赵新伟，吉玲康.油气管道失效分析与完整性管理[J].油气储运，2005，24（z1）：1-7.

[2]李鹤林.油气管道失效控制技术[J].油气储运，2011，30（6）：401-410.