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天然气管网完整性管理的数据收集与整理

日期:2022-02-17 23:45:52


燃气管网完整性管理的数据收集和分类是一个非常具有挑战性的问题,需要从多个角度评估管道的风险因素,并结合科学有效的操作策略,实现管道的完整性管理。



文章:卢晨菲、詹淑惠(北京建筑大学)


城市燃气管网的完整性管理是管道管理企业充分考虑管道安装的实际环境,充分评估运行过程中可能遇到的风险和损失,确保管道的正常使用。管道的完整性管理有利于防止管道事故的发生,降低成本,降低管道故障风险,对城市燃气管网的维护具有重要意义。


1 管道完整性管理流程


管道完整性管理有两个关键点,一个是 完整性,另一个是 管理。完整性 意味着管道完整性管理应贯穿管道建设项目的各个时期,包括管道设计、材料采购、施工工艺、工程验收、管道维护等步骤。只有运用完整性管理念,才能充分考虑管道事故预防的各个方面,更准确地预测管道后的维护工作和风险评估。


管理 包括各种工作。管道完整性管理涉及的工作更加详细和全面,包括六个部分:收集和整理管道相关数据、分析数据、比较理论数据、评估管道风险损失、制定相关响应计划和计划的实施。


目前,主要的管道管理技术可分为两类。第一类以完整性为核心,追求管道全过程的完整管理; 第二类以风险评估为核心,注重管道实际使用过程中损失风险的评估。这两种方法的基本思路是相同的。首先测试和评估管道,然后制定措施并实施。


两种管理方法的区别在于不同的重点。以完整性为核心的管理方法注重管道运行和使用过程中的所有因素,并注重管道的使用寿命。最终目标是使管道能够继续为用户服务。以风险估计为核心的管理方法更注重分析运行过程中风险较大的项目,并注重预测和计算后果的可能性。目标是尽量减少可能造成的损失。然而,随着城市管道的日益复杂,简单地使用一种方法已经不能满足城市管网系统的复杂需求。目前,越来越多的管理者开始同时使用两种管理方法,相互学习,两种方法有整合的趋势。


2 城市燃气管网完整性管理的主要问题


目前,城市燃气管网系统在实现完整性管理的过程中面临着以下几个方面的巨大挑战。


2.  有些管道年久失修


许多燃气管道建于20世纪80年代。当时,施工人员对管道的维护管理机制了解不够全面,导致许多管道年久失修,容易发生事故。此外,当时国家对工程建设的相关法律法规并不完善,对管道建设材料和型号的要求也不够详细,导致许多管道建设工程质量不合格,给以后的维护工作带来了很大的困难。


2. 2 建设之初缺乏技术


在 21 世纪初期,我国新建设了一大批管道系统,但是受到当时的技术限制,对于管路的铺设不够科学合理,使用的材料不算先进,所做的防腐蚀的工作也比较简单。并且,当时对管道的基础信息如材质、管道型号等没有系统详细的记录,这些信息的大量缺失导致如今管理人员无法准确的评价这些管道的剩余使用寿命,加大了信息采集人员的工作量,给如今的完整性管理工作造成了困难。


2. 3


随着经济的不断发展,社会上的公共设施越来越多,但这些公共设施给管道检测带来了麻烦。有三种常用的管道检测方法,即PCM、DCVG 和 CIPS。然而,这三种检测方法在检测管道时受到公共设施的影响,检测效果远低于直接检测管道。公共设施的影响容易导致线路检测不完整,管道线路定位困难,这也在一定程度上增加了管道数据收集和分类的难度。


3 城市管网完整性管理数据收集


所谓的数据收集是在特定目的的基础上收集有用的信息,并使用这些信息进行分析。目前,我国城市管网大多埋在地下,地下条件复杂,数据收集困难。


3. 1 管段划分


通常,燃气管道上不同管段的潜在风险是不同的。随着管道周围环境的变化和管道使用的不同,整个管道必须分为多个管段进行评估,以提高每个管道数据收集的准确性。


在《管道风险管理手册》中,划分管如下:


1) 人口密度。影响管道沿线最重要的因素是人口密度,如: 1. 6km 当人口密度变化大于 10% 时,长管段插入分段。


2) 土壤状况。管段划分的第二个因素是土壤状况,直接影响管道的腐蚀风险。因此,每当土壤腐蚀性变化达到 30% 时,插入一个分段。


3) 防腐层状况。目前我国燃气管道上较常使用的外覆盖层有: 石油沥青、煤焦油瓷漆、熔结

三层 PE 涂层、聚乙烯防腐带、环氧煤沥青等。当管道的防腐层类型和绝缘性能发生重大变化时,可插入分段点。


4) 管道的使用寿命。划分管段的最终因素 是使用寿命。每当管道的使用寿命有明显差异时,设置一个分段点。

天然气管网完整性管理的数据收集与整理「天然气智库」


3. 2 管网历史数据和日常数据收集


完整性管理的数据收集需要在施工初期进行,并通过相应的技术手段和评价方法预测施工过程中的风险,以最大限度地保证管道使用过程中的完整性。此外,管道设计、施工、维护等相关信息应建立数据库,方便管理者分析数据,做出科学决策。数据收集主要包括两个方面: 一是历史数据的收集; 二是后期日常数据的收集。


1) 历史数据收集。应尽可能多地收集管道相关数据,为燃气管道的完整性管理提供数据支持。历史数据包括管道施工初期的设计数据和图纸、周边地区的地形图、施工试验报告、验收报告、材料选择证书、各种参考规范等。


2) 日常数据采集。收集日常定期检查数据。管道交付投入使用后,应定期检查,并在定期检查过程中收集数据。外部腐蚀严重影响管道的使用寿命,因此外部腐蚀评估可直接用于管道完整性管理的风险评估。然而,由于城市燃气管网的复杂性,它给定期检查带来了巨大的挑战。如果过去逐一采用检测方法,不仅会浪费大量的人力物力,而且容易延误管道的维修时间,导致一些有问题的管道无法及时有效地维修。因此,有必要制定特殊的检测方案,并支持相应的技术设备 设备。目前,外部腐蚀评价主要从以下五个数据来判断:


①外部防腐层的腐蚀(与施工初期的厚度进行比较);


②阴极腐蚀;


③ 土壤环境;


④杂散电流干扰;


⑤监测管道内部泄漏。


城市管网的检测需要使用各种仪器合,对检测的精细度也有一定的要求。例如,在检测过程中,应以阴极腐蚀为起点。对于一些间隔过小的管道,可以采用试片法进行检测。通过电位梯度法分析目标管道的腐蚀层。杂散电流容易损坏防腐层。通过管道线路上交流电压的变化可以看出,但需要使用精度较高的专用电流表。在实际检测中,应重点关注防腐层厚度小、杂散电流电压大的位置,以阴极保护为主,辅助检测手段,使评价过程更高效,评价结果更接近实际。


3) 收集日常风险因素数据。风险因素的相关数据收集是管道完整性管理过程中非常重要的一部分。目前,半定量评价方法主要用于我国管道完整性管理的风险评价。半定量评价方法的原理是肯特完整性管理模型。在实践中,管道使用过程中的风险因素可分为以下部分,风险因素数据需要定期收集。


①第三方破坏风险;

②自然腐蚀风险;

③风险设计不合理;

④施工过程中操作失误的风险。


4) 收集日常维护和事故数据。收集管道检测、维护、事故案例、应急维修等日常生产运行维护历史数据,为管网完整性管理提供更安全的维修解决方案,制定有效的解决方案。主要包括:


①收集高风险管道维修方案;

②管道维护管理数据;

③管道维修技术数据。


4 城市管网完整性管理数据整理


在管道运行过程中,维护人员结合施工情况收集了管道的技术数据、基础数据、有效数据和腐蚀情况。数据分类需要对收集到的所有数据进行分类,通过筛选和分析来判断管道的使用情况,并最终利用这些信息进行完整的风险评估。完整性管理是一个长期的过程。管理者利用收集到的数据分析可能存在的安全风险,并不断更新数据,通过扩展数据库使评估更具参考价值。在此过程中,相关人员不断对管道进行维护、维修和改进。


管理者在整理数据时应考虑各种因素,特别是与事件相关的数据,及时更新事件相关的数据,以确保及时性。此外,还应制定统一的信息管理流程,可以利用最近开发的网络技术,通过专业技术人员的帮助,建立特殊的 城市管网系统数据汇总平台,使数据调用分析更加方便快捷,也可以为新管网系统的建设提供更多的参考。


完整的管理系统可以是 GIS 作为建立基础,根据燃气行业的特殊需要,建立管道维护网络信息平台。该平台由专人维护,并开发了更多的实用功能,如批量数据导出,以方便管理者的风险分析。但是,我们应该注意信息安全问题。对于一些涉及国家重要单位的管道,我们应该做好数据保密工作。数据访问权由管理人员逐一审核,备份工作应及时完成,以确保数据的安全。


完整性管理的最终目的是最大限度地降低管道在服务过程中的风险,使管道能够稳定运行。通过收集和整理数据,分析异常数据,比较管道的性能指标和正常情况,评估管道的工作情况,最终判断燃气管网系统的稳定性,为管理者提供更好的参考依据。


5 结语


完整性管理使管道发挥更稳定的作用,降低维护成本。管理人员应收集整理数据,为管道风险评估奠定基础,充分利用网络平台,实现信息的及时更新和全面共享。收集的数据应结合科学的评价方法,及时分析,及时发现管道问题,方便维修人员及时调整,使燃气管网系统更加完善,更好地服务于城市居民的日常生活。


来源:天然气智库


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