管道地区等级升级与公共安全风险管控

中国油气管道长度已近11×104 km,并已基本形成主干网络。随着经济的发展,经济开发地带区域人口逐渐稠密,使得原来管道通过的一类、二类地区变为三类、四类地区,普遍存在初期设计与当前状况不符的情况,如果全部采取降压、换管或改线措施,耗资巨大,并会带来新的风险,问题难以解决。从管道风险出发,对管道地区等级升级问题进行系统研究,借鉴国外管道公司升级管理的法律法规规定,给出我国管道升级的必要条件,提出管道地区等级允许升级后需要采取的措施,并通过案例分析进一步对升级地区进行说明。解决管道地区等级升级问题,对于管道公共安全管理意义重大,经济效益显著。     

有分支天然气管道的优化设计

管道系统的优化设计,即注管径、壁厚、压缩机参数等主要工艺参数的最佳组合,使系统在技术上可行,经济上合理。考虑到沿线有分支天然气管道,进分气会导致各段管径,壁厚等参数的变化,同时根据技术经济学原理,引入终值费用作为管道的经济指标,建立了优化数学模型。利用混合离开变量优化方法进行求解,结果结果证明了该设计方法具有可行性。     

腐蚀管道安全管理体系

参照国内外标准，腐蚀管道安全管理体系的内容结构可以分为可靠性评价、风险评价和完整性管理三个层次。与原管道相比，腐蚀管道的可靠性下降，其下降程度取决于缺陷的性质和分类。对于裂纹缺陷和体积缺陷，分别以材料强度指标和壁厚指标为门槛值进行评价，以获得和管道失效率有关的信息。风险评价是在可靠性评价基础上结合失效后果的综合评价，可以准确判断整条管道最危险的管段和确定最具威胁的失效原因，是有重点地开展管道完整性管理的重要依据。介绍了管道风险评价的目标、内容和准则，给出了用打分法和危险矩阵法获得管道风险值(等级)的实例，并给出了管道完整性管理的基本框架、内容和方法，重点讨论了腐蚀管道的完整性检测、评价方法和再评价周期等问题。     

长输管道壁厚安全系数模糊综合评判

在长输管道壁厚安全系数设计中,通常是将推荐的公式进行的,其腐蚀余量本身是一个模糊灰色量值,若壁厚安全系数过大,将造成较大的投资浪费,过小则会影响管道的安全运行,在分析影响长输管道安全系数的基础上,利用模糊综合评判方法,建立了确定长输管道最佳壁厚安全系数的评价模型及评价方法,并进行了实例分析。     

液经石油气管道的设计,施工和投运

从设计，施工和投运等方面介绍了美国一条输送液化石油气的管道。该管道的设计工作是按照ＡＮＳＩ－６００标准进行的，工作压力为１０．２ＭＰａ，管材为Ｘ５２，设定壁厚６．４ｍｍ作为管子的最小壁厚。指出了在防腐层，阀门，弯头及ＳＣＡＤＡ系统设计中应注意的问题。     

液化石油气管道的设计、施工和投运

从设计、施工和投运等方面介绍了美国一条输送液化石油气的管道。该管道的设计工作是按照ANSI-600标准进行的,工作压力为10.2 MPa,管材为X52,设定壁厚6.4mm作为管子的最小壁厚。指出了在防腐层、阀门、弯头及SCADA系统设计中应注意的问题。在施工中,穿越铁路采用混凝土涂敷管,以达到绝缘的要求;当管道穿越河流时,采用定向钻穿越。投运前,用皮碗式清管器和聚氨酯清管器清管,清管器到达终点后,管道中的流头通过临时火炬,以便排除残留在管道中的氮气。     

输油管道的风险评价

考虑油气管道运行中的风险因素,应用风险评价的指标模型,对一条输油管道进行了风险评价.模型中的失效可能性包括内、外腐蚀、第三方破坏、地面移动、设计/材料、运行等六个子模块,失效后果考虑了对环境、高价值地区和居民的影响.模型的因素权重由该管道以往事故统计分析确定.依据风险相同的原则和管道的实际情况,对管道进行了分段,对每一段管道确定了管道失效可能性和失效后果,并进行了风险敏感因素分析,识别风险源.基于风险评价结果,给出了该管道沿程风险分布和相对风险等级,指出腐蚀、第三方破坏以及施工时的误操作(管道建设施工遗留问题)是该管道的主要问题.风险评价的结果可以该管道的完整性管理提供参考.     

基于云模型的隧道并行管道间风险评价方法

针对隧道内并行油气管道风险分析存在的不确定性，提出一种基于云模型的风险评价方法：根据并行管道运行过程中潜在的危害因素，建立了管道间影响因素指标体系，包括并行间距、介质流速、隧道通风性、隧道长度、管径、应急响应时间、上下游截断阀间距、管道运行压力以及邻管壁厚；采用改进层次分析法与熵权法相结合的形式确定评价指标的主客观权重，通过差异系数调和法得到组合权重；根据各等级区间划分得到标准评价云，结合其权重得到隧道并行管道的云数字特征；通过云图以及相近度计算得出各隧道并行油气管道间影响因素风险等级。应用该方法评价中国某3条隧道内并行油气管道间风险，结果显示隧道2的风险最高，并给出了相应缓解措施。（图3，表5，参23）     

基于可靠性设计方法的长输管道选材方案

针对国内某长距离通过多年冻土地区管道的选材问题,在经济、技术方案比选的基础上,基于管道的可靠性设计,结合管道的失效原因、失效类型和极限状态分析,对X52、X60钢级的管道抗力进行分析,认为X52钢级、9.5 mm壁厚管道的抗力水平整体明显高于X60钢级、8.7 mm壁厚管道,除抵抗第三方机械挖掘破坏刺穿能力相当外,其他方面的性能优势明显,尤其是极限拉伸应变和压缩应变,分别提高了17%和31%。利用材料、施工和运行维护不确定性参数,采用蒙特卡洛方法,定量计算X52、X60管道在腐蚀和第三方机械挖掘破坏情况下的失效概率水平,结果显示采用X52钢级方案管道失效概率远小于采用X60钢级方案。在费用增加约3.5%的情况下,基于管道的安全可靠性考虑,设计推荐采用X52钢级、壁厚9.5 mm方案。     

长输管道焊接方法及其选择

分析了手工下向焊、半自动焊、自动焊及特种焊等焊接方法的特点,在选择焊接方法时应考虑管道直径、壁厚、管道长度、设计条件、管子级别等因素。指出自动焊是长输管道焊接的发展方向,并对国内引进管道自动焊焊接设备提出了一些建议。     

地震地区长输天然气管道失效风险分析与评价

在分析了地质灾害对长输天然气管道危害的基础上,借鉴地质灾害风险评价方法,将地震灾害的风险要素归纳为成灾背景、致灾体活动、受灾体特征、破坏损失和防治工程5个方面.从多角度、多因素出发,对影响管道安全并可能导致管道失效的各项因素进行了较为全面的分析,构建了较为完善的管道失效后果评价指标体系,并针对管道震害的主要形式细化部分指标.在震害率分析的基础上,确定了埋地管道震害破坏等级划分和对应失效概率的范围,实现了基于风险矩阵方法的地震地区长输天然气管道失效风险等级评价.该方法能够对区域内长输天然气管道的震害风险做出概括性的评估.     

无缝管壁厚误差对承载能力的影响

包钢白云鄂博铁精矿矿浆管道工程采用直径为355.6×15.5mm的X65级无缝钢管,为了获得壁厚误差对承载能力的影响规律,基于俞茂宏统一强度理论,利用解析方法计算管道的弹性极限解和塑性极限解,并进一步分析材料强度参数和拉压比对管道极限承载力的影响,以及塑性极限和弹性极限之间的裕度。结果表明:解析解中包含壁厚与外径的平方比,能够更准确地反映壁厚和外径对弹性极限承载能力的影响;管道的弹性极限承载能力满足设计压力16MPa和试验压力28.2MPa的要求,最小壁厚14.3mm满足安全要求;提高钢管的韧性,可以改善管道的承载能力;管道从弹性极限到塑性极限仅有约8%的裕度。充分考虑钢管壁厚误差,以弹性极限作为设计准则的管道更加安全可靠。     

利比亚西部管道工程线路设计

介绍了利比亚西部管道工程线路设计中管子壁厚选择、应力分析、固定墩设计、水工保护、试压介质、作业带布置等方面的设计内容,指出了该工程线路设计与国内其它管道设计的不同点,设计经验可为以后的类似工程设计提供借鉴.     

钢质天然气管道弯头壁厚设计

现行的输气管道相关规范规定,弯头壁厚8是弯头所连接的直管段管壁的计算厚度.分析了相关压力管道设计规范及管道和弯头的壁厚计算公式和程序,并以某工程天然气管道为例进行了壁厚计算,提出了应依据直管段最终选定壁厚来计算和确定弯头壁厚的建议.     

在线封堵技术在西气东输引压管改造的应用

针对西气东输管道沿线站场和阀室引压管口径小、壁薄,在压力增大时易发生泄漏的问题,对全线引压管实施了不停输封堵维改修作业.介绍了小口径管道在线封堵技术方案和施工流程,以及在施工过程中应考虑的风险因素,给出了该封堵工艺的适应范围.改造后的引压管壁厚增至5 mm,有效提高了管道运行的安全性.     

基于径向基网络的含缺陷管道安全系数修正

安全系数是管道完整性评价方法的重要参数之一,传统评价方法仅考虑了管道所处地区等级对其影响,未能全面评价管道的真实安全状态。提取管道相关风险因素,比较各因素间相对重要程度并建立表征不同风险状态的分值体系,根据所得风险分值对安全系数进行修正,使得修正后的安全系数能够反映含缺陷管段实际风险状态;结合径向基网络方法的自学习特点,将各风险因素作为输入,修正后的安全系数作为输出,建立基于径向基网络的管道安全系数计算模型。由模型训练得出的修正安全系数与测试样本吻合度较好,验证了模型的准确性。结果表明:修正安全系数在考虑地区等级的基础上同时引入了其他重要风险因素的影响,为管道完整性评价中的安全系数取值提供了新的思路。     

山区地段长输管道线路设计要点

以兰成渝管道建设为例，介绍了山区地段管道选定线设计中的各种敷设方式。针对山区地段的特殊地形，地貌，提出了管道变壁厚设计，防腐层的选用，管道上下涵敷设方式，转角处理方式以及水工保护工程的实施步骤等要点，并特别强调了山区地段管道水工保护的重要性。     

腐蚀管道最小壁厚测量和安全评价方法

介绍了埋地钢质管道管壁损失的测量方法，提出了适合现场使用的管道安全评价模式，该模式分为三个层次，依次为管道最小壁厚、危险截面尺寸和管道残余强度的评价，给出了管道安全评价实例。     

高压力大口径输油气管道钢管壁厚的选择

对于油气长输管道系统,合理选用线路钢管,不仅对管输系统的安全运行至关重要,而且可以节省管道建设投资。描述了相关标准选择钢管壁厚的传统原则以及高等级地区钢管壁厚的选择原则。分析了在人烟稀少地区采用0.8的强度设计系数选取管道壁厚的可行性;鉴于厚壁钢管生产难度的限制,研究了在高等级地区降低输气管道壁厚的实用性问题以及材料可用厚度的断裂力学限定问题。通过对管道断裂力学的限定分析,结合工程实例计算验证,得出高压力大口径管道在选用不同钢级钢管时理论壁厚的参考值。     

格拉管道的故障原因及处理方法

格拉成品油管道的故障主要有防腐层劣化,阴极保护度较低,焊接质量缺陷和人为破坏。为此提出了处理方法和预防措施,建议对管道腐蚀与防护系统的技术现状和管道整体安全性进行科学评价;对干线管道进行内外腐蚀,壁厚分布,损伤变形等方面进行检测;引进国外先进的管道泄漏探测系统,以及提高公众保护管道的意识等。