压力管道的安全完整性

　　文/何仁洋，孟涛，赵世佳，秦先勇，蔡景明·中国特种设备检测研究院
　　

　　压力管道是国民经济建设的基础设施，被称为国家重大生命线。由于其输送的多为易燃易爆或有毒有害介质，一旦出现问题，都会引发重大的事故，世界各国针对压力管道，开展了以完整性管理为核心的技术体系研究，并开展工程化应用。因此我国相关部门也应该积极的建立适合我国国情的压力管道安全完整性法规与标准体系。
 

　　由于该项工作起步较晚、企业管理基础薄弱，现在仍然面临诸多技术方面的问题和困难。这与我国关于埋地管道的技术基础薄弱有关联：一是针对管道安全的7个环节的具体评价指标体系不完善、不完整，有的还是空白；二是技术研究薄弱，尤其是在用阶段的检测与评价技术研究；三是缺少标准体系，法规只是解决了“做什么”的问题，但是“如何做”的问题，需要标准来解决。

　　目前，国内检验机构技术水平普遍不能满足压力管道检验的需求，以埋地管道为例，我国埋地管道检验工作进展缓慢，据国家质检总局内部统计资料，2010年全国完成埋地管道检验7668km，是现有埋地管道总量的1%。

　　安全完整性检测评价关键技术

　　针对具体问题开展科学研究，并对科技成果进行试应用，从而转化为标准，这应该成为我国技术类标准制定的通用途径。在结合实际工作后，针对在相关文章中提出的压力管道安全全过程完整性标准体系中缺失或不完整的部分，我们提出了应当开展针对性的研究，解决其中的关键技术问题，并制定新的国家或行业标准。

　　因此，需要开展以下技术的系统研究，并完善为技术体系，开展工程化应用，从而转化为国家或行业标准。
 

　　基于地理信息系统的全过程监控体系

　　作为管道安全全过程完整性标准体系，其核心内容为完整性管理。管道动态安全完整性管理监控（诊断）系统包括管道完整性数据库、管道地理信息系统以及管道安全完整性全过程监控（诊断）系统。

　　管道完整性数据库作为管道完整性监控（诊断）系统的后台数据库，实现管道全过程完整性监控（诊断）系统所采集数据的存储、管理和查询等功能；对管道全过程完整性监控（诊断）系统监控节点位置及节点各种参数（工艺参数、动设备运行参数、阴保参数、腐蚀速率、运行状态模拟参数、泄漏监控参数）进行分析和可视化显示；管道全过程完整性监控（诊断）系统与SCADA系统和模拟仿真系统相结合，对管道工艺参数的实时监控、动设备运行参数的监测及故障诊断、阴极保护的监测、关键部位腐蚀速率的监测以及管道系统运行状态的模拟和泄漏监控。

　　因此，急需建管道安全完整性全过程监控（诊断）系统，为管道全过程完整性管理提供强大的基础数据支撑。

　　目前，国内的原油与成品油泄漏监测技术比较成熟，已经开展了广泛的工程化应用；在阴极保护监控方面，也在逐渐开展工程化应用。但上述两个方面均缺少基础工作研究，具体表现在：（1）在泄漏方面，缺少基础理论研究，尤其是根据检测的参量进行泄漏的定性识别、泄漏量的定量分析与泄漏影响评估模型设计。（2）缺少关于泄漏监测和阴保监测采集参数的完整性、高速性、及时性、精确性等方面的控制要求。（3）缺少关于泄漏监控（诊断）系统对泄漏识别的灵敏度、泄漏识别的准确度、泄漏监控的及时性、泄漏定位精确度等指标的要求标准以及对诊断软件的评价标准及评价指标。

　　在天然气管道的泄漏监测方面，国外逐渐推广基于音波和声波的气体管道泄漏监测工程应用，针对长输天然气管道的音波泄漏监测技术，国内基本处于探索阶段。我们在十五和十一五科技支撑计划的资助下，开展了基于声发射的声波相关法的泄漏检测与监测研究、基于SCADA系统监测参数的城市燃气管道水力学工况瞬态模拟与泄漏分析技术研究，但是工程化实用性还需进一步验证。

　　在管体腐蚀监测方面，阵列极化探头技术得到了应用，它要求将阵列探头焊接在管道本体上，对于压力管道而言，难度较大。因而在工程上，通常是采用电阻探头或试片进行腐蚀监测。所以，目前的管体腐蚀监测，尤其是集输管道腐蚀监测，往往是针对关键点的局部腐蚀监测，难以反映管体腐蚀的真实情况。

　　目前，国内在上述管道安全完整性监控参数的诊断评价技术方面不完善，也没有形成完善的管道安全完整性监控（诊断）系统。将该技术与管道完整性数据库和管道地理信息系统相结合的工程应用案例很少。

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