王聯偉 張克政

中海石油氣電集團有限責任公司

 

 

大的或災難性管道安全事故的發生往往是由管道隱患或故障導致的，而控制此類風險需要從設備設施全生命周期入手，以整體優化的方式提升管道的安全性和可靠性[1]。管道完整性管理在國內成功應用取得了良好的實施效果[2-5]。近年來氣電集團借鑒國內外完整性管理的成功經驗，應用在役管道數據采集技術、風險評價技術、完整性檢測與評價技術、管道缺陷修復及搶維修技術、管道陰極保護綜合技術、站場完整性管理技術等，推動了企業管道完整性管理工作深入進展。

1 在役管道數據采集技術研究與實踐

通過集成應用工程測量、智能檢測、航空攝影測量、地下管線探測、數據比對、坐標修正與轉換六項技術，解決了在役管道難以獲取必要的基礎性數據問題，獨創3S技術集成應用。運用該技術對某管道全線開挖驗證105個點，數據偏差全部在±0.86米以內，其中在±0.5米之內的占92%（圖 1），實現管道大量基礎數據校準與更新，例如圖 2為一處管道路由修正前后對比圖，最終使管道中線坐標偏差控制在±1米以內。

              

2 管道風險評價技術與管理研究與實踐

（1）管道半定量綜合風險評價技術應用

基于KENT指標體系評價方法[6]，結合管道的實際情況，建立半定量綜合風險評價評分指標模型見圖 3。該風險評價指標模型中可能性指標考慮了第三方損壞、腐蝕、制造與施工缺陷、地質災害、誤操作等五大因素，后果指標中考慮了介質危害性、影響對象、供氣中斷影響范圍和程度、介質的最大泄漏量等四大因素，各指標權重均根據實際情況定制。依據該指標模型開發管道半定量風險評價軟件，對管道全線進行了風險評價，及時制定了風險控制措施。

（2）管道地質災害風險評價技術應用

采用半定量風險評價方法對管道地質災害風險進行評價。共識別出115處地質災害隱患點，其中高風險點10處，中風險80處，低風險25處，制定了相應的風險控制措施。

（3）第三方損壞風險管理方法應用

收集、整理和分析影響管道運行安全的第三方活動數據，結合行業內典型的管道事故案例，闡明管道第三方損壞風險的類型、成因和控制措施，形成一套管道第三方損壞風險管理方法，該方法包括了管道巡護管理、第三方作業活動管理和安全影響評價、技術審核等方面內容。

3 管道完整性檢測與評價技術研究與實踐

（1）內檢測技術應用

總結出常用內檢測技術的優缺點和適用范圍。深度挖掘內檢測數據，一方面重新審查以往的內檢測報告是否有漏報缺陷，例如第一輪在此處發現11%金屬損失缺陷，第二輪在此位置沒有報告缺陷，不能直接判斷第二輪沒發現缺陷。另一方面根據兩輪內檢測報告，發現管道缺陷的增長情況（含腐蝕和凹坑），例如對于29%缺陷信號，第一輪未檢出，而第二輪檢出，說明此處是新腐蝕點，可據此計算腐蝕速率，并在具體的管段上畫出缺陷的分布圖。根據此項技術研究與實踐，提出管理綜合分析評價“四步循環模式”（圖 4），利用管道的大數據充分挖掘潛在信息，分析其產生的根本原因并提出改進措施。

（2）管道缺陷評價技術應用

管道缺陷評價技術是確定管道維護方案的科學依據[7]。針對管道的體積類缺陷、幾何變形類及復合類缺陷，調查研究國內外已有缺陷評價標準的適用性范圍及適用性，編制了一套管道缺陷評價技術規定文件及缺陷評估理論手冊，包括腐蝕、幾何凹坑、凹坑+腐蝕、機械劃傷缺陷評價，同時也包括重車碾壓管道、管道懸空、特殊地段（穿越公路、鐵路）管道等的單項安全評價。開發了管道缺陷及安全狀態評價軟件（圖 5），可對以上各種類型的缺陷及特殊狀況進行評價，根據評價結果對管道的缺陷修復給出建議。

（3）管道應變監測及分析評價技術應用

通過調研國內外應變監測的應用情況及行業內實踐，提出基于應變監測的設備選擇方法；安裝19處（地質環境復雜處和第三方活動頻繁處）管道應變監測器，建立管道應變監測系統實時在線監測系統；對比監測數據與監測點的實際情況，研究監測報警策略及數據分析方法。

4 管道缺陷修復及搶維修技術研究與實踐

通過技術調研，對國內外已有的管道缺陷修復技術、搶維修技術、特殊地形進入的適用性范圍和標準進行適用性分析，整理出適用于缺陷修復及搶維修的相關技術標準清單。結合氣電集團目前常用的復合材料、環氧套筒等修復方法，在實驗室內制作管件進行水壓測試驗證其補強效果。根據以上研究成果編制管道缺陷維搶修作業指導書，針對12大類、 20小類不同的管道缺陷，提供了不同的推薦修復方法和流程；針對11種不同的搶修事件類型，提供不同的可選擇搶修方法和流程。

5 管道陰保綜合技術研究與實踐

開展防腐層檢測技術應用、交直流排流技術應 用、陰極保護參數遠程監測和控制技術三方面的研究。結合企業和行業內應用情況，明確給出不同情況下有效的檢測方法。針對陰極保護參數遠程監測和控制技術，建成陰極保護遠程監測系統，實現對全線重點關注位置陰極保護狀況實時監測。

6 站場完整性管理技術研究與實踐

（1）站場綜合風險辨識技術應用

開展站場設備設施風險辨識及綜合評估，對站場危險、有害因素進行分析，采用FMEA方法辨識站場風險和排序，針對風險情況制定控制措施。

（2）站場完整性專項評價技術應用

開展基于風險的檢驗技術（RBI），對儲罐和工藝設備安全環境風險、生產損失和損壞成本進行量化排序，將檢驗聚焦于高風險設備和存在潛在的失效破壞可能性的設備，從而優化使用檢驗資源。對轉動設備開展以可靠性為中心的維護技術（RCM），對裝置中設備的失效模式及后果進行分析和評估，確定出設備每一失效模式的風險及失效原因和失效根本原因，制定出針對失效原因的、優化的降低風險的維護策略。對儀表開展安全完整性等級技術（SIL）[8]，確定安全儀表系統需要的最低反應失效的可能性（即SIL等級），使設備能夠在需要時成功執行設計所要求的安全功能。

 

參考文獻：

[1]  李祎 ,王建豐 ,李玉斌 ,李海津 .設備設施完整性管 理 在 油 氣 行 業 的 應 用 簡 介 . 石 油 和 化 工 設備,2014,17(3):15-19

[2]  王毅輝 ,李勇 ,蔣蓉 ,傅江 .中國石油西南油氣田公 司 管 道 完 整 性 管 理 研 究 與 實 踐 . 天 然 氣 工業.2013,33(3):78-83.

[3]  董紹華,姚偉.陜京管道完整性管理與實踐.油氣儲運,2005,24(增刊):8-13.

[4]  么惠全,毛建,吳志平,張照旭,趙冬野.西氣東輸管 道 完 整 性 管 理 實 踐 及 效 能 分 析 , 天 然 氣 工業,2013,33(12):1-7.

[5]  馮 慶 善 . 管 道 完 整 性 管 理 實 踐 與 思 考 . 油 氣 儲運,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]  董紹華,楊祖佩.全球油氣管道完整性技術與管理的最新進 展[J].油氣儲運,2007,26(2):1-17.

[8]  袁 樹 海 , 宋 彬 , 李 范 書 , 夏 太 武 . 安 全 完 整 性 等級 S I L 應 用 研 究 與 實 踐 [ J ] . 石 油 與 天 然 氣 化工,2012,41(1):107-109.

 

 

作者：王聯偉，1981年生，博士， 2015年畢業于北京科技大學，長期從事設備設施完整性管理、管道完整性管理、風險評價、管道完整性評價等工作，在完整性制度體系建設、完整性技術研究與應用方面具有豐富的經驗。