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管道研究

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新建成品油管道完整性管理实践

来源:《管道保护》杂志 作者:郭爱玲 时间:2019-9-17 阅读:

郭爱玲

中国石化销售有限公司华中分公司



管道完整性管理贯穿于管道全生命周期,包含设计、采购、施工、投产、运行、维护、封存、报废等阶段。建设期管道完整性管理是完整性管理最早阶段,管道的建设质量决定了运行期管道的本质安全和管理维护成本。

建设期管道完整性管理以预防为主,主要贯穿于可行性研究、初步设计、施工图设计、管道施工、竣工验收、试运行的全过程。应重点做好数据采集、高后果区识别、风险评价、完整性评价与缺陷修复工作,保证管道“优生优育”。

1 数据采集

建设期数据采集与管理是完整性管理中最基础的环节,之后的各个流程都是以数据为依托,推动完整性管理工作不断循环开展。数据收集与管理遵循源头采集原则,并贯穿于管道全生命周期。对新建管道从设计、采购、施工、投产试运行等各方面进行数据采集。管道建设期数据应实时采集、整合、入库,统一编码,身份唯一性设计要具有可追溯性。各类数据应按统一标准进行对齐。

(1)新建管道数据采集前的准备工作至关重要。首先,要合理选商。采用竞争性招标的方式从测绘资质、人员配备、设备仪器、数据采集经验等多方面对数据采集承包单位进行比选。其次,召开数据采集启动、培训会议。由数据采集主管部门组织管道建设项目部、数据采集承包商、监理单位召开数据采集专题会议。明确各单位职责,指派专业的数据管理人员,对接各类数据的采集及填报要求,建立工作群组,构建顺畅有力的工作联络机制,为数据采集和录入工作提供便利渠道。最后,依托智能化管理系统提升管理水平。根据系统配套的数据采集模版,明确管道焊缝、钢管等各类字段的格式,保证管道施工各标段数据格式的统一,减少后期复核工作量。内容包括管道本体属性数据、管道附属设施数据、管道周边环境数据、管道运行与业务管理数据、站场(阀室)设备设施数据等。

(2)数据采集过程管理是决定数据采集质量的决定性因素。第一阶段,数据承包商应综合考虑智能化管理系统要求和现场实际情况编制数据采集方案,方案经数据采集主管部门、安全管理部门、智能化系统管理部门审核通过后才能开展数据采集。第二阶段,工程建设期间,管道建设项目部在数据采集工作中发挥主导作用。项目部在数据采集期间应抓住各类数据采集的时间节点(表 1),督促和监督数据采集承包商的采集进度和质量,重点关注不可复测的数据采集,避免因漏采而反复开挖,增加采集成本和工作 量。如焊缝、磁标记等回填后需要重新定位开挖的坐标数据采集。第三阶段,项目部应结合“三查四定”定期或不定期赴现场施测和抽样核对各类数据,以验证和审核数据的准确性,此外还要定期抽样复查。内业可将采集的数据导入ArcMap、 91卫图等软件逐点核实焊缝间距、钢管长度、管道轨迹等基础数据的准确性。对于数据采集存在问题的情况要加倍抽查,并形成数据采集情况月度通报,对数据采集工作进行总结,对不符合项须及时下达整改通知。第四阶段,数据校验。基于智能化管理系统中的基础校验、存在校验、逻辑校验和GIS校验规则,识别钢管焊口数据的准确性、附属物数据的完整度、数据关联度。通过以上手段完成入库数据的真实性、及时性、准确性和完整性的审核,从而建立管道建设期数据向管道运行期高质量移交的数字化通道。

2 高后果区识别和风险管控措施

建设期是对管道风险进行预控的最佳时机,低投入就能大幅降低管道风险和改线、修复等成本,实现风险的源头消减和管道的本质安全。新建管道设计阶段应开展高后果区识别和风险评价工作,设计单位应根据识别结果和评价结论确定管道安全距离,优化管道路由。风险评价应识别出后期运行过程中可能出现的危害因素、发生事故的可能性、发生事故的后果,及针对这些风险采取减缓措施需要投入的安全成本,对可能发生的运行风险提出设计施工方面的预防措施。

管道施工阶段因管道周边环境变化导致新的高后果区,项目部和外管道管理部门应共同对新高后果区进行识别和评价,设计单位及时调整管道保护方案。出现线路设计变更时,应重新进行高后果区识别和评价,及时优化设计并更新相关信息。

管道下沟回填后,外管道管理部门应及时组建管道巡线队伍,按照运行管道巡线管理制度落实巡护线管理要求。设置巡线必经点,确保巡护全覆盖、无盲区。输油站、输油管理处对管道的阀室等重要部位、穿跨越特大型河流、矿藏采空区、水网密集、易打孔盗油区、不良地质和人员密集等安全风险等级高的管段,要加密巡护。在“两特两重”时期,输油站、输油管理处要增加巡护力量和巡护次数。严格排查第三方施工活动,定期走访管道沿线的地方政府和国土、安监、公安、规划、城建、发改等部门,掌握管道沿线第三方施工的各类工程建设规划信息,做到对管道沿线第三方工程早介入、早控制,做到“五个查清”“四个告知”和“三个报告”。抓实地质灾害排查和防范工作,对于地质灾害易发区、重点防治区必须及时治理。同时加强巡线质量的监督管理,确保巡线到位。利用GPS巡线系统强化巡护管控,重点对高后果区进行巡查,严格杜绝在管道上方违章占压、安装盗油阀等第三方损坏现象。积极推广无人机、卫星遥感、光纤预警、泄漏检测预警、智能阴保桩等先进技防手段打造涵盖“空、天、地面、地下”四位空间管道保护格局,强化外管道管理。实施“两高”管段三级承包管理模式落实管理责任,Ⅲ级高后果区和较高及以上风险管段采用公司、输油处、输油站三级承包管理模式,Ⅱ级高后果区采用输油处、输油站两级承包管理,Ⅰ级高后果采用输油站一级承包管理。全面埋设“三桩一牌”,包括里程桩、阴保测试桩、标志桩(转角桩)和警示牌,并按50米距离标准增设加密桩;在高后果区段每20米设立加密桩、警示牌。对新建埋地管道外防腐层进行不开挖检测,检查施工单位的防腐层施工质量。对有漏点的地方进行更换修 补,有效预防因施工破坏造成的损伤,延长管道服役年限。

试运投产前,应对高后果区管段进行重点检查,制定针对性应急预案,落实管控措施,做好安全保护工作。

3 完整性评价与修复

采用“专家管理模式”,邀请业内专业单位作为第三方评估单位,对内检测进行全过程管控,包括磁标记埋设、管体清管作业、变形漏磁检测、最终报告评审、管体缺陷成因分析及修复决策等关键环节,从而确保内检测质量。

(1)设计阶段应考虑管道可检测性,收发球筒的尺寸应满足内检测器的通过能力。设计与施工阶段应考虑管道内检测参考点设置需求,管道每隔1公里、弯头及定向钻出入土端埋设永久性磁标记,以便后期检测再利用与检测数据对齐。

清管前准备阶段,应检查沿线阀门是否处于全开状态,发球筒阀门的严密性和盲板的密封性是否良好,排污设施是否完好。

(2)投油前水联运阶段开展清管和内检测。清管过程中管道压力应平稳,满足清管器和检测器运行速度要求,尽量减少启停泵操作。留存清管过程中的相关影像资料,包括清管器发送前后的图片;发送、接收清管器的操作图片;杂质图片等。清出的杂质晒干后称重,成份较复杂的应进行化学成份分析,并按要求进行固废处理,形成管道清管工艺台账。通过测径板变形情况分析管道变形和变形检测器通过能力,通过清出杂质情况判断管道内清洁程度,判断是否满足投放漏磁检测器。首次应用的内检测技术、新设备或检测新的缺陷类型应进行检测器性能规格验证,验证方法可以基于历史数据、牵拉试验或开挖验证。清管和检测过程中应按照跟球方案安排人员携带跟踪器赴外管道跟球,保证能第一时间发现卡球等异常情况。

(3)检测完成后,及时检查检测器外观完好状况,指出是否需要重新运行。对原始数据进行初步评估,可接受的通道数据丢失应小于1%、且不应有2个以上相邻通道的数据同时丢失。通过管道已知的法兰组、阀门或大内径三通初步判断内检测数据信号的完整性。检测器运行速度不应过高或过低,当超出速度上限与下限时,会导致严重的数据丢失。

(4)发现管道本体和环焊缝异常时,结合缺陷种类、严重程度、高后果区分布选择开挖验证点,不满足要求的应进行修复。通过开挖点的定位和缺陷点的实际尺寸验证检测器的检测精度。若不满足准确度要求,应对计算模型重新修正,再选取新的开挖点进行验证;否则,重新进行内检测。

(5)对内检测数据的IMU和ILI数据与管道建设数据建立唯一关联进行对齐,对管道本体异常进行适用性评估,判断管道缺陷的发展预测,确定可接受度。对于不可接受的缺陷对照适用性评价结论和高后果区分布特点,合理安排修复计划,消除管道隐患。内检测及修复数据作为管道完整性管理的关键数据进行记录和保存。

(6)利用内检测技术检查新建管道数据采集质量和管道建设质量,适用性评价结论作为管道竣工验收的依据。通过压力试验进行管道完整性评价时,若压力试验期间发生管道泄漏,应进行失效分析,并制定应对措施。应对措施有效实施后,方可继续升压。

 

作者:郭爱玲,女, 1985年生, 2011年硕士毕业于中国石油大学(华东)材料科学与工程专业,高级工程师,现主要从事管道完整性管理工作。

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