壓力管道的安全完整性

　　文/何仁洋，孟濤，趙世佳，秦先勇，蔡景明·中國特種設備檢測研究院
　　

　　壓力管道是國民經濟建設的基礎設施，被稱為國家重大生命線。由于其輸送的多為易燃易爆或有毒有害介質，一旦出現問題，都會引發重大的事故，世界各國針對壓力管道，開展了以完整性管理為核心的技術體系研究，并開展工程化應用。因此我國相關部門也應該積極的建立適合我國國情的壓力管道安全完整性法規與標準體系。
 

　　由于該項工作起步較晚、企業管理基礎薄弱，現在仍然面臨諸多技術方面的問題和困難。這與我國關于埋地管道的技術基礎薄弱有關聯：一是針對管道安全的7個環節的具體評價指標體系不完善、不完整，有的還是空白；二是技術研究薄弱，尤其是在用階段的檢測與評價技術研究；三是缺少標準體系，法規只是解決了“做什么”的問題，但是“如何做”的問題，需要標準來解決。

　　目前，國內檢驗機構技術水平普遍不能滿足壓力管道檢驗的需求，以埋地管道為例，我國埋地管道檢驗工作進展緩慢，據國家質檢總局內部統計資料，2010年全國完成埋地管道檢驗7668km，是現有埋地管道總量的1%。

　　安全完整性檢測評價關鍵技術

　　針對具體問題開展科學研究，并對科技成果進行試應用，從而轉化為標準，這應該成為我國技術類標準制定的通用途徑。在結合實際工作后，針對在相關文章中提出的壓力管道安全全過程完整性標準體系中缺失或不完整的部分，我們提出了應當開展針對性的研究，解決其中的關鍵技術問題，并制定新的國家或行業標準。

　　因此，需要開展以下技術的系統研究，并完善為技術體系，開展工程化應用，從而轉化為國家或行業標準。
 

　　基于地理信息系統的全過程監控體系

　　作為管道安全全過程完整性標準體系，其核心內容為完整性管理。管道動態安全完整性管理監控（診斷）系統包括管道完整性數據庫、管道地理信息系統以及管道安全完整性全過程監控（診斷）系統。

　　管道完整性數據庫作為管道完整性監控（診斷）系統的后臺數據庫，實現管道全過程完整性監控（診斷）系統所采集數據的存儲、管理和查詢等功能；對管道全過程完整性監控（診斷）系統監控節點位置及節點各種參數（工藝參數、動設備運行參數、陰保參數、腐蝕速率、運行狀態模擬參數、泄漏監控參數）進行分析和可視化顯示；管道全過程完整性監控（診斷）系統與SCADA系統和模擬仿真系統相結合，對管道工藝參數的實時監控、動設備運行參數的監測及故障診斷、陰極保護的監測、關鍵部位腐蝕速率的監測以及管道系統運行狀態的模擬和泄漏監控。

　　因此，急需建管道安全完整性全過程監控（診斷）系統，為管道全過程完整性管理提供強大的基礎數據支撐。

　　目前，國內的原油與成品油泄漏監測技術比較成熟，已經開展了廣泛的工程化應用；在陰極保護監控方面，也在逐漸開展工程化應用。但上述兩個方面均缺少基礎工作研究，具體表現在：（1）在泄漏方面，缺少基礎理論研究，尤其是根據檢測的參量進行泄漏的定性識別、泄漏量的定量分析與泄漏影響評估模型設計。（2）缺少關于泄漏監測和陰保監測采集參數的完整性、高速性、及時性、精確性等方面的控制要求。（3）缺少關于泄漏監控（診斷）系統對泄漏識別的靈敏度、泄漏識別的準確度、泄漏監控的及時性、泄漏定位精確度等指標的要求標準以及對診斷軟件的評價標準及評價指標。

　　在天然氣管道的泄漏監測方面，國外逐漸推廣基于音波和聲波的氣體管道泄漏監測工程應用，針對長輸天然氣管道的音波泄漏監測技術，國內基本處于探索階段。我們在十五和十一五科技支撐計劃的資助下，開展了基于聲發射的聲波相關法的泄漏檢測與監測研究、基于SCADA系統監測參數的城市燃氣管道水力學工況瞬態模擬與泄漏分析技術研究，但是工程化實用性還需進一步驗證。

　　在管體腐蝕監測方面，陣列極化探頭技術得到了應用，它要求將陣列探頭焊接在管道本體上，對于壓力管道而言，難度較大。因而在工程上，通常是采用電阻探頭或試片進行腐蝕監測。所以，目前的管體腐蝕監測，尤其是集輸管道腐蝕監測，往往是針對關鍵點的局部腐蝕監測，難以反映管體腐蝕的真實情況。

　　目前，國內在上述管道安全完整性監控參數的診斷評價技術方面不完善，也沒有形成完善的管道安全完整性監控（診斷）系統。將該技術與管道完整性數據庫和管道地理信息系統相結合的工程應用案例很少。

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