管道检验师讲义_管道完整性管理_(何仁洋)

2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,管道完整性管理,何仁洋 中国特种设备检测研究院 压力管道事业部,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,主要内容（第10章）,一、完整性管理概述 二、完整性管理枉驾结构 三、油气管道完整性管理技术流程 四、美国完整性管理法规与标准概况 五、基于风险的埋地钢质管道外腐蚀检测（不开挖）评价体系 六、基于介质流场分析的管道内腐蚀预测及检测技术方法体系 七、在用压力管道管体腐蚀（不开挖）检测评价技术,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,一、完整性管理定义,一、完整性管理概述,定义一：管道系统和各组成部分能够满足运行要求，安全经济地完成输送任务所要求的各项性能指标的完整程度。以管道覆盖层为例，就要考察其是否存在缺陷，损坏程度如何，覆盖层的各项性能指标是否能够满足管道正常运行的要求。 定义二：所谓管道完整性是指服役管线系统在规定的运行条件下，在规定的服役期间内，安全经济地保证管线结构完整以实现规定输送任务的性能。 定义三：指管道始终处于安全可靠的服役状态。包括以下内涵：管道在物理上和功能上是完整的；管道处于受控状态；管道运营商已经并仍将不断采取行动防止管道事故的发生。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,一、完整性管理定义,一、完整性管理概述,完整性管理主要包括三个方面， 即：管线的检测与可靠性(安全)评估、管线剩余强度与剩余寿命评估、管线的风险评估与管理 三个层次： 可靠性评价(安全检测与评价)、风险评价和完整性管理,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理目标与任务,一、完整性管理概述,OPS有四个基本目标： 1)提高对高后果区有影响的管道的完整性评价水平（比如：在线检测、压力试验或直接评价）； 2）改善经营者的完整性管理体系； 3）改善政府对经营者的完整性管理的监督； 4）提高公众保护管线安全的意识。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理目标与任务,一、完整性管理概述,管道完整性管理的任务主要包括： （1）防止或延缓管道损坏的产生。 （2）检测并及时发现管道的损坏。 （3）对管道的损坏及可能引起的后果进行评价。 （4）修复损坏或减轻管道损坏带来的影响。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、完整性管理原则,一、完整性管理概述,对管道完整性管理，需要遵循以下原则： 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。 系统完整性是建立在良好的员工素质基础上。 完整特定条件性管理程序是持续发展的，应具有灵活性。 信息的整合是系统完整性管理的关键部分。 准备和进行风险评估是管道完整性管理的关键因素。 管道完整性的风险评估是一个连续的过程，管道系统的风险也是一个持续的工作 对严重缺陷应采取风险减缓措施。 应对新技术进行评价和适当采用。 系统和管道完整性管理程序本身的效能测试，是管道完整性管理程序的组成部分。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（一）、框架结构 1、一般性框架,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,（一）、框架结构 1、一般性框架,二、完整性管理框架结构,几个阶段： (1) 准备阶段 (2) “风险评价” (3) “安全检测和评价” (4) “维修计划及保护措施” (5) “再评价时间” (6) “运行安全指标”,表15-1 管道完整性管理的常用状态指标,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,（一）、框架结构 2、危险液体完整性管理框架,二、完整性管理框架结构,法规：49CFR195.452 标准：1160,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,（一）、框架结构 2、危险液体完整性管理框架,二、完整性管理框架结构,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,（一）、框架结构 3、输气管道完整性管理框架结构,二、完整性管理框架结构,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（二）管道威胁 1、潜在危险,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（二）管道威胁 2、潜在影响区,根据SY/T 6621-2005输气管道系统完整性管理标准规定，引用如下： 对于天然气管道，影响半径可按下式计算：,（15-1） 式中：d = 管道外径，（mm） p = 管段最大允许操作压力（MAOP）（MPa）（表压力） r = 受影响区域的半径，（m） 这里，系数0.099适用于天然气管道，对于其他气体或富气管道，应采用不同的系数。本方程式表明，直径较小、压力较低的管道，受事故影响的区域，比直径较大、压力较高的管道受事故影响的区域要小。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（二）管道威胁 2、潜在影响区,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（二）管道威胁 3、地区等级的划分,按沿线居民户数和（或）建筑物的密集程度，划分为四个地区等级。按照GB50251-2003输气管道工程设计规范要求，按沿线居民户数和（或）建筑物的密集程度，划分为四个地区等级。详细规定如下： 沿管道中心线两侧各200m范围内，任意划分成长度为2km并能包括最大聚居户数的若干地段，按划定地段内的户数划分为四个等级。在农村人口聚集的村庄、大院、住宅楼，应以每一独立户作为一个供人居住的建筑物计算。 1）一级地区：户数在15户或以下的区段； 2）二级地区：户数在15户以上、100户以下的区段； 3）三级地区：户数在100户或以上的区段，包括市郊居住区、商业区、工业区、 发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区；,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（二）管道威胁 3、地区等级的划分,4）四级地区：系指四层及四层以上楼房（不计地下室层数）普遍集中、交通频繁、 地下设施多的区段。 当划分地区等级边界线时，边界线距最近一户建筑物外边缘应大于或等于200m。 在一、二级地区内的学校、医院以及其他公共场所等人群聚集的地方，应按三级地区选取。 当一个地区的发展规划，足以改变该地区的现有等级时，应按发展规划划分地区等级。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（三）辨识高后果区域的方法 1、高后果区识别,输气管道后果严重地区是指: 3 级地区; 4 级地区; 沿管道两侧的狭长地带(管径小于或等于12 in (305 mm) ,最大工作压力小于或等于1200 psi(8.27 MPa) 时,狭长地带宽度为300ft(91.4m) ;管径大于或等于30 in (762mm) ,最大工作压力大于或等于1000 psi (6.9MPa) 时,狭长地带宽度为1000 ft(305m) 。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（三）辨识高后果区域的方法 1、高后果区识别,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（三）辨识高后果区域的方法 2、需考虑的事故后果的影响因素,管道运营公司至少应考虑下列因素： a) 包括可能的排空需要的排放对健康和安全的影响； b) 输送介质的性质（成品油、原油）； c) 管道的运行条件（压力、流速、温度等）； d) 高后果区地形； e) 管道的水力坡降； f) 管道管径、可能的泄漏量、两个隔离点的距离； g) 管道穿过的或者是管道附近的高后果区的类型和性质； h) 管道和高后果区之间可能的自然通道； i) 地区内潜在的自然外力（洪水区、地震区、沉陷区等）； j) 反应能力（发现时间、泄漏的确认和定位、反应时间、反应特性等）,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（三）辨识高后果区域的方法 3、再评价周期,表15-3 再评价时间确定表,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（三）辨识高后果区域的方法 3、再评价周期,表15-3 再评价时间确定表,注：192.931中描述的确定的直接评价通过10年间隔时间中的第7年及在15年间隔中的第7年和第14年必须进行管理； 一个低应力的再评价或确定的直接评价在间隔的第7年及第14年的必须进行管理。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（四）数据收集、检查与整合,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（五）风险评估,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（六）基线评价,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（七）响应与减缓措施（方法体系与法规标准、塔里木）,响应： （1）对管道内检测结果的响应 （2）对试压失败的响应 （3）直接评价的响应,有针对性的预防措施: （1）预防第三方损坏； （2）控制腐蚀； （3）泄漏检测； （4）最大限度地减轻意外泄漏的后果； （5）降低操作压力。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（八）程序评估,效能测试应包括以下10个方面： 1能测试的目标是使自然泄漏的总体积减少以至最终达到0。 2效能测试的目标是使自然泄漏的总次数减少到0。 3效能测试的目标是说明一年内完整性行为完成的百分比。 4效能测试的目标是跟踪和评估管道运营公司管理活动的有效性。 5基本描述管道的系统的完整性，包括针对管道运营公司定期完整性管理定性和定量规划的改进措施的总结。 6效能测试应基于49CFR Part 195 对管道系统进行内部审核。 7效能测试应基于49CFR Part 195 对管道系统进行外部审核。 8效能测试应基于对管道完整性产生负面影响的操作性事件（例如，发生泄漏、违章关阀、SCADA系统的储运损耗等）。 9效能测试应说明在高风险地方实施完整性管理能够降低风险。 10效能测试是能够说明在管道泵站和终点站的高风险地方实施完整性管理能够降低风险。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（八）程序评估,效能改进 完整性管理程序应该不断进行，不断收集信息并存档。由于管道运营公司的管道完整性管理程序的详细细节有区别，所以应设置一系列正确的、详细的效能测试。内部审核和外部审核应该作为理解管道完整性项目效能的附加信息，完整性管理项目的改进建议应该在项目评估的基础上发展，包括效能测试和审核。效能测试和审核结果将作为以后风险评估的因素。 效能测试和审核的结果，应向所有管道运营公司中负责管道完整性管理和运营的人员进行汇报，执行情况应该至少一年审核一次。,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,二、完整性管理框架结构,（九）体系的变更与管理,（1）识别完整性程序的变更 （2）完整性管理程序的更新,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（一）组织机构与信息管理流程,1完整性管理组织机构 （1）决策层 （2）管理层 （3）执行层 （4）作业层 （5）督导层,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（一）组织机构与信息管理流程,2 完整性管理决策指令传递流程,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程,图15-14 完整性评价实施流程图,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程 1、外腐蚀危害,图15-15 针对外腐蚀的规定完整性管理方案（简要流程,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程 2、内腐蚀危害,图15-16 针对内腐蚀的规定完整性管理方案（简要流程）,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程 3、应力腐蚀开裂,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程 4、缺管缺陷,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程 5、安装缺陷,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程 6、设备缺陷,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程 7、第三方破坏,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程 8、误操作,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（二）一般工作流程 9、天气与地质条件危险,2019年5月16日,中国特种设备检测研究院,三、油气管道完整性管理术流程,（三）完整性管理信息管理与程序作业文件 1、信息采集,1）储存大量的内检测和非内检测数据。 2）更容易对变化进行跟踪和更新参考点。 3）对不同数据采集工具的数据可以交叉使用。 4）更容易合并内检测信息和其它检测、评估信息。 5）可以存储、筛选、搜索信息（如列出后果严重区腐蚀深度大于40%的腐蚀缺陷）。 6）更容易采集和识别风险评估所用数据 7）可以为数据库中增加文件、照片、视频文件、图纸。可以显示异常地点的（显示附有管道的地形图的航空照片）。 8）根据信息对缺陷排序（如特定地点的腐蚀坑和划痕上的腐蚀坑） 9）完整性数据与其它数据管理系统兼容 10）完