管道完整性管理

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管道完整性管理( Pipeline Integrity Management)定义为:管道公司面对不断变化的因素,对油气管道运行中面临的风险因素进行识别和评价,通过监测、检测、检验等各种方式,获取与专业管理相结合的管道完整性的信息,制定相应的风险控制对策,不断改善识别到的不利影响因素,从而将管道运行的风险水平控制在合理的、可接受的范围内,最终达到持续改进、减少和预防管道事故发生、经济合理地保证管道安全运行的目的。
中文名
管道完整性管理
外文名
Pipeline Integrity Management
内    涵
所有影响管道完整性的因素
拟    定
工作计划,工作流程
进    行
风险分析和安全评价
目    的
零风险、零事故

管道完整性管理管理理念

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管道完整性管理内涵
管道完整性管理(PIM),是对所有影响管道完整性的因素进行综合的、一体化的管理,主要包括:
1)拟定工作计划,工作流程和工作程序文件。
2)进行风险分析和安全评价,了解事故发生的可能性和将导致的后果,制定预防和应急措施。
3)定期进行管道完整性检测与评价,了解管道可能发生的事故的原因和部位。
4)采取修复或减轻失效威胁的措施。
5)培训人员,不断提高人员素质。
管道完整性管理的原则
1)在设计、建设和运行新管道系统时,应融入管道完整性管理的理念和做法。
2)结合管道的特点,进行动态的完整性管理。
3)要建立负责进行管道完整性管理机构、管理流程、配备必要的手段。
4)要对所有与管道完整性管理相关的信息进行分析、整合。
5)必须持续不断的对管道进行完整性管理。
6)应当不断在管道完整性管理过程中采用各种新技术。
管道完整性管理是一个与时俱进的连续过程,管道的失效模式是一种时间依赖的模式。腐蚀、老化、疲劳、自然灾害、机械损伤等能够引起管道失效的多种过程,随着岁月的流逝不断地侵蚀着管道,必须持续不断地对管道进行风险分析、检测、完整性评价、维修等。

管道完整性管理现状

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从国际上来看,尽管人们对管道完整性已经进行了不少研究,但管道完整性仍然是管道行业研究的热点问题。对1995年到2000年美国石油文摘的检索结果表明,管道完整性评价在国际上研究仍然呈方兴未艾之势,1998年和2000年两次ASME国际管线会议都设有管道完整性评价的分会场。
2004年加拿大卡尔加里国际IPC管道会议, IT信息技术与空间与数据管理14篇,其中GIS数据管理6篇,空间地理数据管理3篇,完整性数据管理2篇,空间结构分析3篇。完整性管理部分53篇,直接评价6篇,管道缺陷评价技术19篇,管道完整性管理进展12篇,管道修复技术4篇,其他带压开孔、焊接、氢致开裂12篇。
2006年加拿大卡尔加里IPC国际会议,针对管道完整性管理共有122篇文章,其中34篇文章关于缺陷特征评估,21篇关于在线内检测,17篇关于应力腐蚀裂纹,14篇关于完整性管理发展,13篇直接评估,11篇为外力损伤的预防,6篇关于腐蚀控制,6篇关于完整性相关专题的研究。此后每两年一次的国际管道会议,在管道完整性管理专题中都有大量文章发表。而国内的管道公司和管道科研机构也开始参与此盛会,将中国实施管道完整性管理的经验与全世界同行进行交流提高。
2015年10月13日,GB32167《油气输送管道完整性管理规范》发布,代表着国内管道完整性管理进行一个新时期。此标准于2016年3月1日正式实施,管道企业实施管道完整性管理将成为强制要求。 [1] 

管道完整性管理管理体系

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管道完整性管理体系,包含一套互相关联、互相作用的要素,以管道安全、设施完整性和可靠性为目标,并持续改进的系统管理体系。
国内管道企业借鉴国外管道完整性管理经验,结合国内管道管理的实际情况与特点,简介明了的将管道完整性管理分为六个环节:数据收集、高后果区识别、风险评价、完整性评价、维修维护和效能评价。此外为保证6个环节的正常实施,还需要系统的支持技术、一套与管理体系结合的体系文件及标准规范和管道完整性管理数据库及基于数据库搭建的系统平台。
目前国内最大的管道公司编制了系列企业标准Q/SY 1180《管道完整性管理规范》,是国内首套对管道完整性管理的各个环节进行了详细规定、给出了具体可操作的方法的标准。此外将管道完整性管理体系与现有的HSE体系进行了结合,建立了管道完整性管理数据库,开发了完整性管理信息平台。

管道完整性管理实施情况

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中国石油借助其所属的管道科技研究中心(廊坊)等内部技术力量,从04年起通过8年多的研究和应用,已经全面推广实施管道完整性管理,已经掌握了管道完整性管理的核心支持技术,如管道数据管理技术(基于GIS)、风险评价技术、检测技术、完整性评价技术和各种维抢修技术及专业的团队,建成了管道完整性管理体系和信息化系统,实现了管道数据的集中管理存储和完整性管理业务流程的信息化。中国石化和中海石油也开始推广应用管道完整性管理,开展了管道内检测和管道数字化等工作。
国内在推广实施管道完整性管理时存在以下问题:
1)大量管道数据资料丢失或分散,使得管道完整性管理的基础-数据比较难以收集;
2)大量支持技术管道企业不掌握,外部公司或高校等院所鱼龙混杂,技术水平参差不齐,不能满足实际需求;
3)管道完整性管理前期投入过高,管道公司需要较大的决心来持续推动;
4)基于GIS的管道数据管理技术根据国内相关法规的条款要求,在使用推广上受到极大限制,使得管道数据管理水平远远不能满足生产实际要求。

管道完整性管理进展

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管道完整性管理技术起源于20世纪70年代,当时欧美等工业发达国家在二战以后兴建的大量油气长输管道已进入老龄期,各种事故频繁发生,造成了巨大的经济损失和人员伤亡,大大降低了各管道公司的盈利水平,同时也严重影响和制约了上游油(气)田的正常生产。为此,美国首先开始借鉴经济学和其他工业领域中的风险分析技术来评价油气管道的风险性,以期最大限度地减少油气管道的事故发生率和尽可能地延长重要干线管道的使用寿命,合理地分配有限的管道维护费用。经过几十年的发展和应用,许多国家已经逐步建立起管道安全评价与完整性管理体系和各种有效的评价方法。
世界各国管道公司均形成了本公司的完整性管理体系,大都采用参考国际标准,如ASME、API、NACE、DIN标准,编制本公司的二级或多级操作规程,细化完整性管理的每个环节,把国际标准作为指导大纲。
美国油气研究所 (GRI) 决定今后将重点放在管道检测的进一步研究和开发上,认为利用高分辨率的先进检测装置及先进的断裂力学和概率计算方法,一定能获得更精确的管道剩余强度和剩余使用寿命的预测和评估结果。
美国Amoco管道公司(APL)从1987年开始采用专家评分法风险评价技术来管理所属的油气管道和储罐,到1994年为止,已使年泄漏量由原来的工业平均数的2.5倍降到1.5倍,同时使公司每次发生泄漏的支出降低50%。
美国运输部安全办公室(OPS)针对管道经营者,2002年初确定了管道经营商的完整性管理的职责,明确提出,管道完整性管理运营商的责任在于对管道和设备进行完整性评价,避免或减轻周围环境对管道的威胁,对管道外部和内部进行检测,提出准确的检测报告,采取更快、更好的修复方法及时进行泄露监测。OPS对运营商的完整性管理计划进行检查,检查影响输气管道高风险地区的管段是否都已确定和落实,检查管段的基准数据检测计划及完整性管理的综合计划,检查计划的执行情况等。
美国科洛尼尔(Colonial)管道公司把管理的重点放在管道的安全和可靠性上,管理计划包括管道内部的检测,油罐内部的检测、修理和罐底的更换,阴极保护的加强,线路修复等内容。利用在线检测装置和弹性波检测器,实施以风险为基础的管理方法。并每年进行一次阴极保护系统的调查和利用飞机实施沿线巡逻。该管道公司采用风险指标评价模型(即专家打分法)对其所运营管理的成品油管道系统进行风险分析,有效地提高了系统的完整性。该公司开发的风险评价模型RAM 将评价指标分为腐蚀、第三方破坏、操作不当和设计因素等四个方面,该模型可以帮助操作人员确认管道的高风险区和管道事故对环境及公众安全造成的风险,明确降低风险的工作重点,根据降低风险的程度与成本效益对比,制定经济有效的管道系统维护方案,使系统的安全性不断得到改善。
欧洲管道工业发达国家和管道公司从80年代开始制定和完善了管道风险评价的标准,建立油气管道风险评价的信息数据库,深入研究各种故障因素的全概率模型,研制开发实用的评价软件程序,使管道的风险评价技术向着定量化、精确化和智能化的方向发展。英国油气管网公司90年代初就对油气管道进行了完整性管理,建立了一整套的管理办法和工程框架文件,使管道维护人员了解风险的属性,及时处理突发事件。
英国TRANSCO公司具有完整的完整性管理体系文件,对于完整性技术的应用,如内检测技术,参考使用国际标准《NACE RP0102-管道在线内检测》,编制公司内部实施的《钢制管道实施在线检测程序文件》《输气管道在线检测操作程序文件》;如外检测技术,参考《NACE TM0497-2002埋地及水下金属管道阴极保护测量技术》、《NACERP0502-2002管道外部腐蚀的直接评估方法》标准,编制了《埋地钢管系统的腐蚀控制系统规程》;加拿大Enbridge公司编制了《主管线调查程序》、《天然气输送调控运行程序》、《管道腐蚀评价程序》、《阴极保护程序》、《振动监测程序》、《运行维护手册》、《批准与更新程序》等。
加拿大Enbridge公司从80年代末到90年代中期,开展了管道完整性和风险分析方面的研究,该首先制定宏观的完整性管理程序,成立专业的管理组织机构,制定管道完整性管理目标并进行实施,形成管道完整性管理体系。这个公司管道完整性管理的实施分4个步骤:即制定计划、执行计划、实施总结、监控改进。如此循环。实现这四个步骤的途径包括制定政策、确定目标、管理支持、明确职责、培训人员、编制技术要求和程序说明书等。这个完整性管理系统是一个动态循环过程,确保完整性技术方法在实施过程中不断进步和加强。
如何才能实现油气管道的长治久安?这无疑是全球管道运输领域面临的共同难题。20世纪70年代,美国为了消除隐患、预防事故,最早开始实施风险管理,后来被称之为完整性管理。为了增进管道的安全性,美国国会于2002年11月通过了专门的H.R.3609号《关于增进管道安全性的法案》,2002年12月27日布什总统签署生效,H.R.3609号法案第14章中要求管道公司在高风险地区(HCA)实施管道完整性管理,美国运输部制定了《在管道高后果区实施管道完整性管理》CFR42 PART195。推进并加速管道高风险区域的完整性评价,目的是促进管道公司建立和完善完整性管理系统,促进政府发挥审核管道完整性管理计划方面的作用,增强公众对管道安全的信心。
我国管道的实施进展
陕京线2001年提出了完整性管理,并首家在国内实施管道完整性管理试点,随后中国石油开始全面推广实施管道完整性管理,已经建成完整性管理体系和信息化系统。西气东输管道公司侧重于地质灾害和第三方破坏风险评价方面。管道公司侧重于老管道的完整性,西部管道侧重于国际评级。此外,中国石化和中海石油也开始推广应用完整性管理。
参考资料
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