管道完整性管理系统
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
439、桩444、桩657-658。
80
160
240
320
400
480
560
640
720
测试桩编号
28
埋深
• 在整条管线的20618个埋深检测点中，埋深小于1m的检测点为1883个 ，小于0.5m的检测点200处，裸管（即埋深为0m）的检测点为27处， 管线部分区段埋深较浅，例如234-238公里段，最小埋深只有0.39m 。
80
160
240
320
400
480
560
640
720
测试桩编号
2008年2月，4处过保护：桩 52-66、桩208-210、桩432443、桩657-660；1处欠保
护：桩159。
80
160
240
320
400
480
560
640
720
测试桩编号
2008年1月，4处过保护：桩 51-64、桩209-210、桩434-
25
土壤腐蚀性
以土壤腐蚀速率作为衡量指标， 除262km处（腐蚀速率为
0.011486 mm/a）土壤腐蚀性为中， 全线土壤腐蚀性均为极弱。
强腐蚀性土壤样本2处（104.9km， 19.5Ωm；335km，13.1Ωm），弱腐蚀 性土壤样本28处，分布于300~450km之
间，其余样本腐蚀性为中。
以PH值作为衡量指标，除 339km（PH=6）处土壤腐蚀性 为中，全线土壤腐蚀性均为弱。
数据系统开发及表结构
数据库设计
基础数据
数 缺陷数据
据
中
腐蚀数据
心
其它数据
设计、定位、分段基础 信息、介质，高程埋深、 人口等级、环境敏感、
水压试验
缺陷数据、缺陷维修、 定位等数据
土壤类型、腐蚀性、 CP、套管、固定墩、 绝缘物、涂层类型及检 测、AC/DC、密集检
测等
建设活动、农业活动、 呼叫响应、基础移动、
设备 地理 操作 财务 完整性数据
数据 连接器
应用数据
数据连接器构成
开发与应用
系统架构
系统设计 以管道完整性管理流程为依据
管道潜在危险识别
数据采集分析整合
风险评价
未完成
各种危险评价
完整性评价
涂层与阴保 管体
完整性评价维护措施响应
涂层 与阴保
风险 评价
数据 库
腐蚀缺 陷
评估
12
2
数据系统开发及表结构
其中高风险管段4个，共计32.708km，较高风险管段29个，共计 234.956km；中等风险管段43个，共计232.075km；较低风险管段8 个，共计66.748km；低风险管段19个，共计148.933km。
30
埋深(m)
埋深(m)
5
风险评价——第二次（2009年12月）
在第一次评价后，采取了改进措施： • 防腐层检补漏 • 对沿线的水流冲刷、裸管、护坡及水土流失等采取了修复和回填； • 对阴保系统中的过保护和欠保护现象得到了明显的改善。
运行管理等
收集数据类别
• 管道本体类数据：
– （1）管道检测内外缺陷的安全评价与寿命预测相关数据； – （2）管道的应力强度安全评价相关数据； – （3）管道外力损伤、温度、穿跨越安全评价相关数据； – （4）焊缝和关键部位无损探伤记录数据； – （5）管道材料理化性能测试，失效分析评价相关数据； – （6）管道内腐蚀监测系统数据分析评价相关数据； – （7）所涉及到的其它数据。
26
外防腐层
全线防腐层电流衰减率大多小 于11，防腐性能优；68个记录 介于11~15，防腐性能良；23个 记录介于15~23之间，防腐性能 差；3个记录（78.32km， 125.2km，234.02km）大于23， 防腐性能劣。
全线防腐层绝缘电阻系数绝 大多数大于10000，涂层防腐 质量优；138个记录介于5000 与10000之间，防腐质量良；
– 数据库涵盖管道完整性管理相关的数据（设计、检测、运行管理 和风险评价）
– 动态数据管理（录入、删除和修改）。
20
功能界面
基于内检测的管道评估： • 缺陷统计：
– 缺陷类型、腐蚀程度、位置、分 布等
• 腐蚀缺陷评估：
– 极限失效压力 – 最大许可运行压力 – 剩余寿命等。
• 维修建议：
– 立即、中期、长期
3
数据系统开发及表结构
• 数据关系表举例
功能界面
外防腐层及阴极保护系统评价： • 破损点分级评价：
– 防腐层检漏记录； – 破损程度分级。
• PCM检测
– 原始电流、IDB、Y值的分布图 – 防腐层的绝缘特性分级评价。
• 阴极保护效果评价：
– 根据阴保电位记录 – CIPS/DCVG。
功能界面
风险评价： • 管道分段：通过设置截面标志，
数据库和数据处理程序模块 数据输入、编辑、查询 模板数据库结构 动态分段模型 用户分级管理
报告系统 报告风险排序的结果 报告缺陷评价的结果 软件的帮助系统
风险评价程序模块 失效风险和失效后果计算 因素权重的调整 风险值的计算 风险敏感因素分析 分布假设检验
缺陷评估程序模块 管道的缺陷序列 用工业标准方法评估
收集数据类别
• 设备、设施及其相关数据收集要求 • 例如以下几个方面的数据，但不仅限于此：
– （1）生产厂商资料：厂商的名称、电话、联系人和地址等； – （2）供货厂商资料：供货单位名称、电话、联系人、地址和主要
服务内容等； – （3）运行单位及人员资料：具体的单位名称、专业、设备负责人
和相关人员资料等； – （4）所涉及到的其它相关资料。
收集数据类别
• 管道外防腐层的完整性相关数据：
– （1）土壤腐蚀性数据； – （2）阴极保护相关数据； – （3）防腐层地面相关数据； – （4）防腐层状况相关数据； – （5）外壁腐蚀状况检测数据； – （6）外防腐层检测管道剩余强度相关数据； – （7）所涉及的其它数据。
收集数据类别
• 管道地质灾害相关资料：
未发现差、劣防腐层。
27
阴保电位(V)
阴保电位(V)
阴保电位(V)
阴保电位
-0.65 -0.85 -1.05 -1.25 -1.45 -1.65
0
-0.65 -0.85 -1.05 -1.25 -1.45 -1.65
0
-0.65 -0.85 -1.05 -1.25 -1.45 -1.65
0
2008年3月，4处明显突变： 桩210，桩313-316，桩 433-437，桩653-660。
，也是至关重要的一步
1
完整性管理的数据体系
• 管理和维护数据
– 映射和存储并不是管理 – 毫无目的建立工具维护大量的不断变化的管道沿线数据
没有实质价值 – 统一的数据管理系统至关重要 – 数据系统应具备无缝的自动更新变化数据的能力
完整性管理的数据体系
• 开发现有数据
数据关联性 普遍存在
开发现有数据 解决方案
与已有数据源 进行通信和协调
成本低的可升级的 数据管理系统
数据 分析
资产 管理
检测 运行
管道 信息
获取 数据
集成企业数据源到管道数据管理系统
完整性管理的数据体系
• 借助数据连接器使用外部数据资源
完整性数据管理系统
现场
桌面
风险 评价
数据加 载整理
可用 数据
Web/Intranet
计划
设备 管理
企业数据源
完整性管优理的数据体系
质
Leabharlann Baidu
准
• 数据管理的需求
减 耗 增 效 优 化 维 护 灵 活 调 整 真 实 资 产 模 型 分 析 优 化 维 护 数 据 分 发 至 所 需 部 门 现 有 数 据 价 值 最 大 化 确 整 理 对 比 相 关 联 数 精 准 安 全 的 通 用
据 环
境
• 完整性数据管理系统
两次风险评价对比
31
结束
谢谢！
帅健﹒ 2011年9月20日﹒青岛
6
功能界面 • 其他——文档生成等 • 完整性知识库：
– 操作手册 – 管道完整性标准 – 管道完整性管理体系文件
4
4、应用情况 • 已应用于输油管道 • 其中一条输油管道
– 数据库整合各类管道基础数据约3万行，包含信息 约20万条，运行压力、温度等数据与生产执行系统 同步；
– 集成到生产执行系统。
– （1）地质断层数据资料； – （2）斜坡失稳的稳定性记录数据； – （3）水工保护有效性记录数据； – （4）地表冲蚀安全数据资料； – （5）地面沉降灾害相关数据； – （6）黄土塬稳定性相关数据； – （7）浅层地下水灾害影响相关数据资料； – （8）管道洪水冲击、破坏评价与预测相关数据资料； – （9）管道附近建筑物失稳、水库渗流失稳、煤矿采空区塌陷的预防与评价相关数据资料； – （10）斜坡失稳滑动、土壤地震液化、黄土湿陷下沉、沙漠移动预测与评价数据资料； – （11）所涉及的其它相关数据。
应该满足使一个公司
内部从数据客户的部
门层升级到公司整体
目标层的高端要求。
必要的管道完整性数据等级
完整性管理的数据体系
• 建立公共的参考体系
– 地理坐标 局部直角坐标系 – 确定站位或工程布点的位置
• 动态数据分段
– 共同特征区域 体现关键数据的变化
• 可测量性
– 不同测量方法导致数据的不精确 – 采集多种数据类型 核定数据 – 精确对照数据是整个完整性管理中提高处理与分析能力的第一步
选出风险截面，实现管道分段。 • 风险评价：定量得出管段的风险
评分。 • 风险决策：将管段风险按相对水
平划分为高、较高、中等、较低、 低5个级别，并按相对风险值大 小排序。 • 风险分析：风险评价结束后，自 动生成管道风险、失效概率、失 效后果、敏感因素和风险历史分 布等图表。
功能界面
• 数据管理：
管道完整性管理系统
帅健 中国石油大学（北京）机械与储运工程学院
2011年9月20日﹒ 青岛
完整性管理系统的作用
平台 作用
整合各类资源 积累各类数据
集成各项技术 管理各项活动
预防事故
完整性管理的数据体系
• 我国管道数据库管理状况
– （1）设计数据陈旧 – （2）施工变更大 – （3）运行数据缺乏 – （4）数据记录形式多样 – （5）各环节数据在不同部门保存，格式混乱 – （6）没有统一完整的数据采集控制管理程序 – （7）数据升级后与其他数据交流困难
20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
0
100
200
300
400
公 里 (km)
6 5 4 3 2 1 0 234.0
500 234.5
600
700
235.0
235.5
236.0
236.5
公 里 (km)
237.0
237.5
29
238.0
风险评价——第一次
• 依据钢材等级、人口等级、截断阀、站场等划分管线为103段 。
完整性管理的数据体系
• 数据整合的必要性
– （1）多种格式的数据 – （2）数据的分布与管理相距遥远且孤立 – （3）相关数据无法排序和比较 – （4）数据的保存和控制没有清晰有效的程序 – （5）数据更新时没有联系方式 – （6）数据发送与回收功效低下 – （7）将公用信息作为个人拥有的知识 – （8）部门之间没有数据共享
80
160
240
320
400
480
560
640
720
测试桩编号
28
埋深
• 在整条管线的20618个埋深检测点中，埋深小于1m的检测点为1883个 ，小于0.5m的检测点200处，裸管（即埋深为0m）的检测点为27处， 管线部分区段埋深较浅，例如234-238公里段，最小埋深只有0.39m 。
80
160
240
320
400
480
560
640
720
测试桩编号
2008年2月，4处过保护：桩 52-66、桩208-210、桩432443、桩657-660；1处欠保
护：桩159。
80
160
240
320
400
480
560
640
720
测试桩编号
2008年1月，4处过保护：桩 51-64、桩209-210、桩434-
25
土壤腐蚀性
以土壤腐蚀速率作为衡量指标， 除262km处（腐蚀速率为
0.011486 mm/a）土壤腐蚀性为中， 全线土壤腐蚀性均为极弱。
强腐蚀性土壤样本2处（104.9km， 19.5Ωm；335km，13.1Ωm），弱腐蚀 性土壤样本28处，分布于300~450km之
间，其余样本腐蚀性为中。
以PH值作为衡量指标，除 339km（PH=6）处土壤腐蚀性 为中，全线土壤腐蚀性均为弱。
数据系统开发及表结构
数据库设计
基础数据
数 缺陷数据
据
中
腐蚀数据
心
其它数据
设计、定位、分段基础 信息、介质，高程埋深、 人口等级、环境敏感、
水压试验
缺陷数据、缺陷维修、 定位等数据
土壤类型、腐蚀性、 CP、套管、固定墩、 绝缘物、涂层类型及检 测、AC/DC、密集检
测等
建设活动、农业活动、 呼叫响应、基础移动、
设备 地理 操作 财务 完整性数据
数据 连接器
应用数据
数据连接器构成
开发与应用
系统架构
系统设计 以管道完整性管理流程为依据
管道潜在危险识别
数据采集分析整合
风险评价
未完成
各种危险评价
完整性评价
涂层与阴保 管体
完整性评价维护措施响应
涂层 与阴保
风险 评价
数据 库
腐蚀缺 陷
评估
12
2
数据系统开发及表结构
其中高风险管段4个，共计32.708km，较高风险管段29个，共计 234.956km；中等风险管段43个，共计232.075km；较低风险管段8 个，共计66.748km；低风险管段19个，共计148.933km。
30
埋深(m)
埋深(m)
5
风险评价——第二次（2009年12月）
在第一次评价后，采取了改进措施： • 防腐层检补漏 • 对沿线的水流冲刷、裸管、护坡及水土流失等采取了修复和回填； • 对阴保系统中的过保护和欠保护现象得到了明显的改善。
运行管理等
收集数据类别
• 管道本体类数据：
– （1）管道检测内外缺陷的安全评价与寿命预测相关数据； – （2）管道的应力强度安全评价相关数据； – （3）管道外力损伤、温度、穿跨越安全评价相关数据； – （4）焊缝和关键部位无损探伤记录数据； – （5）管道材料理化性能测试，失效分析评价相关数据； – （6）管道内腐蚀监测系统数据分析评价相关数据； – （7）所涉及到的其它数据。
26
外防腐层
全线防腐层电流衰减率大多小 于11，防腐性能优；68个记录 介于11~15，防腐性能良；23个 记录介于15~23之间，防腐性能 差；3个记录（78.32km， 125.2km，234.02km）大于23， 防腐性能劣。
全线防腐层绝缘电阻系数绝 大多数大于10000，涂层防腐 质量优；138个记录介于5000 与10000之间，防腐质量良；
– 数据库涵盖管道完整性管理相关的数据（设计、检测、运行管理 和风险评价）
– 动态数据管理（录入、删除和修改）。
20
功能界面
基于内检测的管道评估： • 缺陷统计：
– 缺陷类型、腐蚀程度、位置、分 布等
• 腐蚀缺陷评估：
– 极限失效压力 – 最大许可运行压力 – 剩余寿命等。
• 维修建议：
– 立即、中期、长期
3
数据系统开发及表结构
• 数据关系表举例
功能界面
外防腐层及阴极保护系统评价： • 破损点分级评价：
– 防腐层检漏记录； – 破损程度分级。
• PCM检测
– 原始电流、IDB、Y值的分布图 – 防腐层的绝缘特性分级评价。
• 阴极保护效果评价：
– 根据阴保电位记录 – CIPS/DCVG。
功能界面
风险评价： • 管道分段：通过设置截面标志，
数据库和数据处理程序模块 数据输入、编辑、查询 模板数据库结构 动态分段模型 用户分级管理
报告系统 报告风险排序的结果 报告缺陷评价的结果 软件的帮助系统
风险评价程序模块 失效风险和失效后果计算 因素权重的调整 风险值的计算 风险敏感因素分析 分布假设检验
缺陷评估程序模块 管道的缺陷序列 用工业标准方法评估
收集数据类别
• 设备、设施及其相关数据收集要求 • 例如以下几个方面的数据，但不仅限于此：
– （1）生产厂商资料：厂商的名称、电话、联系人和地址等； – （2）供货厂商资料：供货单位名称、电话、联系人、地址和主要
服务内容等； – （3）运行单位及人员资料：具体的单位名称、专业、设备负责人
和相关人员资料等； – （4）所涉及到的其它相关资料。
收集数据类别
• 管道外防腐层的完整性相关数据：
– （1）土壤腐蚀性数据； – （2）阴极保护相关数据； – （3）防腐层地面相关数据； – （4）防腐层状况相关数据； – （5）外壁腐蚀状况检测数据； – （6）外防腐层检测管道剩余强度相关数据； – （7）所涉及的其它数据。
收集数据类别
• 管道地质灾害相关资料：
未发现差、劣防腐层。
27
阴保电位(V)
阴保电位(V)
阴保电位(V)
阴保电位
-0.65 -0.85 -1.05 -1.25 -1.45 -1.65
0
-0.65 -0.85 -1.05 -1.25 -1.45 -1.65
0
-0.65 -0.85 -1.05 -1.25 -1.45 -1.65
0
2008年3月，4处明显突变： 桩210，桩313-316，桩 433-437，桩653-660。
，也是至关重要的一步
1
完整性管理的数据体系
• 管理和维护数据
– 映射和存储并不是管理 – 毫无目的建立工具维护大量的不断变化的管道沿线数据
没有实质价值 – 统一的数据管理系统至关重要 – 数据系统应具备无缝的自动更新变化数据的能力
完整性管理的数据体系
• 开发现有数据
数据关联性 普遍存在
开发现有数据 解决方案
与已有数据源 进行通信和协调
成本低的可升级的 数据管理系统
数据 分析
资产 管理
检测 运行
管道 信息
获取 数据
集成企业数据源到管道数据管理系统
完整性管理的数据体系
• 借助数据连接器使用外部数据资源
完整性数据管理系统
现场
桌面
风险 评价
数据加 载整理
可用 数据
Web/Intranet
计划
设备 管理
企业数据源
完整性管优理的数据体系
质
Leabharlann Baidu
准
• 数据管理的需求
减 耗 增 效 优 化 维 护 灵 活 调 整 真 实 资 产 模 型 分 析 优 化 维 护 数 据 分 发 至 所 需 部 门 现 有 数 据 价 值 最 大 化 确 整 理 对 比 相 关 联 数 精 准 安 全 的 通 用
据 环
境
• 完整性数据管理系统
两次风险评价对比
31
结束
谢谢！
帅健﹒ 2011年9月20日﹒青岛
6
功能界面 • 其他——文档生成等 • 完整性知识库：
– 操作手册 – 管道完整性标准 – 管道完整性管理体系文件
4
4、应用情况 • 已应用于输油管道 • 其中一条输油管道
– 数据库整合各类管道基础数据约3万行，包含信息 约20万条，运行压力、温度等数据与生产执行系统 同步；
– 集成到生产执行系统。
– （1）地质断层数据资料； – （2）斜坡失稳的稳定性记录数据； – （3）水工保护有效性记录数据； – （4）地表冲蚀安全数据资料； – （5）地面沉降灾害相关数据； – （6）黄土塬稳定性相关数据； – （7）浅层地下水灾害影响相关数据资料； – （8）管道洪水冲击、破坏评价与预测相关数据资料； – （9）管道附近建筑物失稳、水库渗流失稳、煤矿采空区塌陷的预防与评价相关数据资料； – （10）斜坡失稳滑动、土壤地震液化、黄土湿陷下沉、沙漠移动预测与评价数据资料； – （11）所涉及的其它相关数据。
应该满足使一个公司
内部从数据客户的部
门层升级到公司整体
目标层的高端要求。
必要的管道完整性数据等级
完整性管理的数据体系
• 建立公共的参考体系
– 地理坐标 局部直角坐标系 – 确定站位或工程布点的位置
• 动态数据分段
– 共同特征区域 体现关键数据的变化
• 可测量性
– 不同测量方法导致数据的不精确 – 采集多种数据类型 核定数据 – 精确对照数据是整个完整性管理中提高处理与分析能力的第一步
选出风险截面，实现管道分段。 • 风险评价：定量得出管段的风险
评分。 • 风险决策：将管段风险按相对水
平划分为高、较高、中等、较低、 低5个级别，并按相对风险值大 小排序。 • 风险分析：风险评价结束后，自 动生成管道风险、失效概率、失 效后果、敏感因素和风险历史分 布等图表。
功能界面
• 数据管理：
管道完整性管理系统
帅健 中国石油大学（北京）机械与储运工程学院
2011年9月20日﹒ 青岛
完整性管理系统的作用
平台 作用
整合各类资源 积累各类数据
集成各项技术 管理各项活动
预防事故
完整性管理的数据体系
• 我国管道数据库管理状况
– （1）设计数据陈旧 – （2）施工变更大 – （3）运行数据缺乏 – （4）数据记录形式多样 – （5）各环节数据在不同部门保存，格式混乱 – （6）没有统一完整的数据采集控制管理程序 – （7）数据升级后与其他数据交流困难
20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
0
100
200
300
400
公 里 (km)
6 5 4 3 2 1 0 234.0
500 234.5
600
700
235.0
235.5
236.0
236.5
公 里 (km)
237.0
237.5
29
238.0
风险评价——第一次
• 依据钢材等级、人口等级、截断阀、站场等划分管线为103段 。
完整性管理的数据体系
• 数据整合的必要性
– （1）多种格式的数据 – （2）数据的分布与管理相距遥远且孤立 – （3）相关数据无法排序和比较 – （4）数据的保存和控制没有清晰有效的程序 – （5）数据更新时没有联系方式 – （6）数据发送与回收功效低下 – （7）将公用信息作为个人拥有的知识 – （8）部门之间没有数据共享