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在油、气、水等流体的输送方面,管道具有不可替代的突出优势,被誉为国民经济的命脉。随着我国经济的快速发展,对能源的需求急剧增加,油气管道工业以空前的速度迅猛发展,管道的安全管理问题也日益突出。目前,完整性管理技术是国际上流行的油气管道安全管理模式,得到国际上管道运营管理公司的一致认可。通过对管道进行完整性评估可以充分了解管道的关键风险源,以开展对应的管理办法和防范措施,把事故后整治和抢修变为事前诊断和预防,达到保证管道安全、经济运行的目的。本文在综合分析国内外相关研究成果的基础上,结合我国油气管道的实际情况,对完整性管理技术及其体系进行了系统而深入的研究。
油气管道完整性管理技术以保证管道的经济安全运行为核心目标,其内容贯穿管道建设与运营的全过程。完整性管理体系主要包括管道完整性管理信息系统、安全评价与检测以及风险评价与管理三大部分。完整性管理信息系统处于中心地位,风险评估技术是完整性管理体系的关键组成部分,而安全检测与评价技术是完整性管理体系的重要组成部分。
管道检测是进行管道安全评估与完整性管理的基础,包括压力检测、在线检测与直接评估等几种方式,其中在线检测(内检测,主要包括漏磁检测法、超声波法等方法)是当今管道检测的主要技术。此外,泄漏检测也是我国管道检测的重要方式。管道可靠性评估不仅包括缺陷管道的评估,还包括影响管道安全的其他因素的评估。
含腐蚀缺陷管道的安全检测与适用性评价技术是管道的完整性管理技术中的活跃内容。建立腐蚀管道剩余强度评价、失效概率评定与剩余寿命预测的方法与模型是腐蚀管道适用性评价技术的主要内容,也是实现完整性管理目标的主要手段。庆铁双线腐蚀管道安全检测与评价结果表明:双线腐蚀薄弱区段总计实际腐蚀缺陷长度相对整个管线长度而言,所占比例较小,存在继续运营的潜力,如果对薄弱区及其防腐保护采取有效的维护,并在将来的服役期内进行必要的检测与维护,可实现继续长期服役的目标。管道质量对其安全运行和使用寿命是非常重要的。因此,管道焊接质量是影响管道质量的极其重要的因素。为了保证焊接工艺规程的科学性和严密性,需要对经评定合格的焊接工艺进行模拟分析计算验证。文中使用ANSYS分析软件对管道不同的焊接工艺规程进行了模拟。主要模拟了不同压力下焊接规程对焊接质量的影响、焊缝及热影响区的温度场分析、温降速率、熔深及焊接温度场对最大层流厚度的影响。在此基础上,对含裂纹钢质管道的断裂韧性变化进行了研究。
油气管道的风险评价与管理是管道完整性技术的关键内容,主要包括风险识别、风险分析与评价、风险控制和风险管理的功能监测、评价及反馈等四个部分,其中风险分析与评价是风险管理的核心内容。本文在详细分析专家评分法的基础上,提出了我国的风险评分标准。在风险分析与评价的基础上,建立了我国风险可接受标准。
在综合分析管道完整性技术的基础上,提出了建立我国完整性管理体系的方法;并完成了一套具有实际应用价值的资产完整性管理(AIM)系统。