全球油气管道完整性技术与管理的最新进展——中国管道完整性管理的发展对策

油气管道的安全是我国石油质量、安全、健康、环境方针的重要内容，如何保证管道的安全，使新管道无事故运行、老管道在生命周期内继续安全运行，这是管道管理者面临的重要课题。概述了世界各国（欧洲、北美、东南亚、澳洲）管道完整性管理的进展以及国内外完整性技术发展的现状，重点介绍了管道完整性检测技术、评估技术、风险评价技术、修复技术、管道地理信息系统GIS和完整性管理标准体系的国内外进展。认为我国管道完整性管理引进和实施需要结合我国管道的国情，推荐对策是将管道的完整性管理实施划分为含缺陷（内部缺陷和外部缺陷）管道本体、管道地质灾害与周边环境、外防腐层及防腐有效性和站场及设施四个部分实施，建立和完善自身的完整性管理体系、完整性技术体系，以及建立管道数据管理平台。     

我国油气管道的完整性管理

叙述了油气管道完整性管理理念，从体系文件制定、规范与标准的建立、数据库的建设、需求分析报告的编制、软件的完善、培训等方面，探讨了在中国实施油气管道完整性管理应重视的工作，尤其强调了强强联合的重要性。     

储罐与工艺管道的完整性管理

针对储罐和工艺管道开展以风险评价为核心的完整性管理,是提高油气站场安全管理水平的必然趋势。基于干线管道完整性管理方法,提出了储罐和工艺管道完整性管理的基本方法。以API Publ 353标准中的定量风险评价方法为基础,阐述了储罐和工艺管道的风险计算基本模型,包括储罐和工艺管道泄漏场景的确定,腐蚀速率、泄漏频率和后果的计算等。在完整性评估和风险减缓措施方面,总结了储罐和工艺管道的检测和评价方法,明确了风险评价与缺陷检测的先后次序与相互关系,提出了风险减缓措施的分类和影响因素,以期为我国开展储罐和工艺管道的完整性管理提供必要的参考。     

管道完整性管理技术集成与应用

基于管道完整性管理技术集成的目的和意义,对管道完整性管理业务流程和所涉及的技术领域进行分析集成,提出了管道完整性管理技术体系架构。针对风险评价环节,着重评析了Kent评分法,列述了国际上比较成熟的风险评价软件,对Kent评分法的指标体系进行修改和完善,并调整指标的权重分值,形成了更加适应国内管道情况的评分指标体系。针对管道检测与完整性评价环节,根据国内实施螺旋焊缝缺陷检测的实际需求,参照BS7910对裂纹类缺陷的分级评价方法,评析了三轴高清漏磁检测技术对螺旋焊缝缺陷的适用性,工程应用实践表明:该方法基本解决了上世纪70年代所制造管道的螺旋焊缝缺陷的检测、评价与修复技术难题。显而易见,管道完整性管理技术集成是一个持续更新、完善和发展的过程。     

管道完整性管理现阶段的几点思考

深入剖析了我国油气管道完整性管理存在的问题:一是当前技术需求超前于管道自身的发展,特别是高强钢运行维护、焊缝缺陷检测评价、高寒冻土区管道运行维护、泄漏监测与安全预警等关键技术储备不足;二是工程标准空缺及关键指标要求低、不严格等严重影响管道的本质安全,例如:焊接要求标准空缺,地质灾害设防标准低,缺少系统的管道数据采集、验收的准确性标准要求等;三是专业工程师对所从事专业缺少系统的认知,往往难以真正落实完整性管理的理念。基于此,从3个方面探讨提出未来发展策略:系统研究储备确保管道本质安全所需要的支持技术,全行业共同提升标准水平,促进从业人员的职业化发展,以期对管道完整性管理和相关业务的发展有所帮助。     

油气管道失效分析与完整性管理

论述了油气管道的失效模式和失效原因，以及完整性管理的概念、流程和关键技术。对失效分析和完整性管理的关系进行了讨论，认为失效分析是油气管道完整性管理的基础，完整性管理是油气管道失效分析的延伸，也是全面、科学有效地预测和预防管道失效的措施。     

油气管道完整性管理规范研究

管道完整性管理是国外油气管道工业中一个迅速发展的重要领域。管道完整性管理是指对所有影响管道完整性的因素进行综合的、一体的管理。目前，我国正处在管道工业发展的高峰时期，多数新旧管道都尚未建立管道完整性管理体系，给管道的安全运行管理带来一定的安全隐患。介绍了国外输油（液）管道和输气管道完整性管理规范的发展过程、规范内容及其区别，同时，针对我国管道完整性管理的研究现状，提出了适合我国国情的管道完整性管理的若干建议，旨在为我国管道完整性管理的法规制定提供借鉴。     

管道完整性系统数据集成与应用

从油气长输管道完整性数据的应用现状出发,提出了管道完整性数据集成应用的现实需求,通过比较现有数据集成技术,进一步分析了管道完整性数据集成的需求和目标,分别从管道完整性数据库构建及应用平台两个方面对实施路线进行了阐述。结合管道内检测应用实例,分别从完整性数据支持、数据对齐、数据分析展示3个方面验证了基于管道完整性管理系统的数据集成应用效果,有效解决了数据不统一、利用效率低、应用效果不理想等问题,从而为管道完整性管理及相关技术应用提供更加有效的手段,为实际管理决策提供更加有效的支持。     

基于完整性管理方案的管道完整性效能评价方法

针对目前完整性考核指标与完整性管理中存在的问题,结合目前管道完整性管理方案在管道完整性管理过程的作用,提出了建立基于管道完整性管理方案的效能评价方法。该评价指标体系以完整性管理方案规定内容与运营单位实际工作内容之间的符合度作为评价基础,以管道的风险水平、日常工作量大小、事故情况等影响效能的因素作为修正因子,建立了一套符合完整性效能评价要求的评价方法。该评价方法是一种对完整性管理方案执行质量的考核,实现了管道企业对风险控制水平的考核,同时该评价方法实现了目前多种考核与审核工作的结合。（表2,图l,参7）     

基于数据包络分析的管道完整性管理效能评价

管道完整性管理效能评价是发现管道完整性管理的改进空间,推动其持续完善的有力工具,但目前国内外尚无成熟的相关技术及方法.将管道完整性管理视为多投入、多产出的复杂系统,按照具体业务将其划分为数据管理、高后果区识别等9个业务模块和1个综合管理模块,并针对各模块综合考虑其不同方面、不同属性的各项因素,建立评价指标体系.应用数据包络分析(DEA)方法,对各评价单元进行相对有效性评价,计算其效能值,并对效能结果进行分级,给出评价结论和改进建议.在中国石油某管道公司的应用结果表明,该方法合理、可行.     

大型LNG储罐的完整性管理与解构

基于管道的完整性管理体系已经得到一定程度的发展和实践应用,而钢质储罐尤其是大型LNG储罐的完整性管理概念和相应方法尚处于探讨阶段。从对管道的完整性管理进行解构开始,通过探寻其概念起源、实用目的、技术体系与管理体系的核心,深入剖析了管道完整性管理的实质。在可迁移的基础上,从LNG储罐的基本特征出发并依据相关国际规范,尝试建立LNG全容罐完整性管理概念,提出其主要体系框架,结合一般钢质储罐的风险评价方法及国外对LNG储罐生命周期与老化的最新研究成果,提出LNG储罐的完整性评价方法,从而为我国LNG行业建立完整性管理体系提供积极借鉴,同时丰富完整性管理的内涵。     

长输油气管道完整性管理信息化实践

从长输油气管道完整性管理应用现状出发,分析了管道完整性管理信息化建设的现实需求,并结合管道完整性管理平台实施案例,阐述了完整性管理信息化建设的实施步骤、内容和效果。通过完整性管理信息化的实施,企业实现了20余项管理业务的信息化,统一业务表单70多张,规范业务流程40多项,减少了业务数据采集、录入的重复工作,实现了企业绩效的动态监控,构建了基于完整性平台的开放生态应用环境,较好地解决了实际管理中的问题,有力地推进了企业的精细化管理,确保了企业管理体系的落地和切实执行,有效地将完整性管理与日常业务流程进行整合,从而验证了油气管道企业建立完整性信息化平台的必要性。（图3,表1,参10）     

集团型企业管道完整性管理体系建设

集团型管道企业各单位在管道长度、管理水平、技术能力及管理模式等方面存在较大差异,为全面推动完整性管理工作,借鉴国内外管道完整性管理经验,建立了以计划-实施-检查-改进为管理模式的集团型企业管道完整性管理体系。以中海石油气电集团有限责任公司为例,以完整性理念为导向、组织机构为保障、先进技术为手段,建立气电集团和所属单位两级完整性管理组织机构,开展了在役管道中线校核、内检测数据对齐、第三方预警等方面的完整性管理技术研究。实践结果表明:集团型企业管道完整性管理体系显著提高了气电集团的管道完整性管理水平,并对其他集团型企业推广应用管道完整性管理技术具有参考作用。     

管道完整性管理信息化研究进展与发展方向

管道完整性管理信息化技术在管道完整性管理工作中的规范化、标准化以及智能化方面发挥着越来越重要的作用。国内外管道管理者在信息化的技术标准、系统架构、决策支持等方面开展了大量研究与应用,取得了丰富的成果。系统阐述了管道完整性管理信息化技术的发展现状,并从大数据下的关联分析技术、物联网技术、移动智能终端的应用3个方面探讨了管道完整性管理信息化技术的发展方向。今后需要进一步提升数据应用水平,发挥数据整体价值,加强新技术的研究与应用,改变传统的生产方式,优化工作流程,使管理更智能。     

MP-ICDA在管道完整性管理中的应用

为了更好实施管道内腐蚀直接评价方法,以美国腐蚀工程师协会(NACE)于2016 年提出的适用于多相流管道的内腐蚀直接评价(MP-ICDA)标准为对象,研究其应用方法及步骤,检验其可靠性。利用多相流理论,以中国某油气水混输海底管道运行工况为基础,建立内腐蚀预测模型,结合高温高压反应釜实验与电化学实验,将MP-ICDA 标准成功应用于多相流管道。结果表明:海管低洼上坡段腐蚀风险较高;缓蚀剂对海管内腐蚀有较好的抑制作用;实验结果与内腐蚀预测模型预测结果接近,证明了预测模型的可靠性。MP-ICDA 对预测管道腐蚀位置与风险大小具有一定的指导作用,可为中国管道完整性管理提供决策依据。     

管道完整性管理效能评价指标体系

针对国内外尚无管道完整性管理效能评价的成熟方法及标准规范可供遵照执行的现状,深入调研了国外法律法规和标准规范的相关要求,包括美国法规H.R.3609、H.R.5782,美国联邦法规49CFR192,GAO报告和OPS指导意见,以及ASMEB31.8S和API1160等相关标准。指出管道完整性管理效能评价是用于对管道企业或管理单元实施完整性管理的有效性及其效率进行评价,而管道完整性管理效能评价是一个多投入、多产出的综合评价系统,因此对其投入、产出要素进行分析界定,遵循指标的完备性、可比性、可操作性和简练性等原则,从管道企业或运营商的管理对象和完整性管理工作内容两个维度综合考虑,针对每项具体工作设定效能度量指标,构建管道完整性管理效能评价指标体系。