水下穿越管道悬空段三级安全评价

水下穿越管道由于河床的不平整以及水流冲击、掏蚀作用,易产生裸露、悬空等现象,悬空管段在水流作用下跨度逐渐增大,会威胁管道运营安全.为探究水流冲击作用下悬空管段的受力特性和失效行为,根据管道破坏形式,对管道进行静力学分析和动力学分析,提出了含悬空段穿越管道的分级安全评价方法:首先,根据管道悬空段受力特性和应力状态,进行“静载荷工况下的静强度安全评价”(1级);其次,根据悬空管道的固有振动频率与水流的涡旋发放频率的关系,进行“动载荷工况下的共振安全评价”(2级);最后,根据管道的环境工况和载荷作用,分析管道交变应力的周期性变化过程,求解管道的疲劳损伤和疲劳寿命,进行“动载荷工况下的疲劳强度安全评价”(3级),从而提出水下穿越管道悬空段的三级安全评价方法.同时,提出了不满足安全评价的稳管措施,结合算例给出具体求解计算流程,为水下穿越管道悬空段的安全评价提供了一定的理论参考.

管道环焊缝检测图像智能识别技术研究

为提升环焊缝缺陷排查效率和智能化水平,对管道环焊缝的漏磁和射线检测图像进行了缺陷智能识别技术应用研究。基于管道环焊缝射线检测底片的数字化图像,进行了缺陷图像智能识别流程制订、算法设计和软件开发,实现了未熔合等样本缺陷的智能识别分析。对在役管道的漏磁内检测数据,开发环焊缝图像自动获取和识别分析算法工具,实现了环焊缝缺陷等特征图像的自动采集和识别分析。

管道熔结环氧粉末涂料质量控制研究

针对管道熔结环氧粉末涂料关键性能指标,如,热特性、密度、粒径分布、挥发分、胶化时间、固化时间、附着力、耐冲击性、抗弯曲性能等,对比分析了ISO、加拿大、中国等相关标准。指出了各项性能指标的具体意义,并从粉末涂料配方及生产工艺方面分析了影响这些性能指标的因素,提出了相应的质量控制措施,建议粉末涂料生产厂家应通过合理的配方设计以及改善加工工艺来控制管道熔结环氧粉末涂料的质量,进而提高管道涂层的整体质量。

基于GIS的管道应急态势标绘技术研究

为了有效应对各种灾害事故对长输油气管道产生的应急事件,满足灾情分析与应急指挥的需要,应用地理信息系统(GIS)与管道应急信息化等技术,提出了管道应急态势标绘元素的分类体系,并研究了管道应急标绘的主要模型建模,包括油品泄漏标绘模型、天然气泄漏标绘模型、应急资源调配标绘模型,基于GIS的显示方法和实现流程提出了一种可行的态势可视化技术。通过试验应急演练,验证该研究的态势标绘技术应用于管道应急救援分析与处置的可行性和有效性。

国内外石油管道站场地下水监测标准指标研究

站场及管道油品泄漏具有隐蔽性强、治理成本高等特点,一旦发生泄漏将造成严重的污染后果。系统研究国内外地下水监测质量要求与政策差异,分析了国内外地下水环境监测特点,对比了地下水、土壤与饮用水环境中石油烃类物质的标准指标,并结合国内油气管道生产实际,提出了国内标准制修订建议。

油气管道控制逻辑评测相关技术进展及应用现状

PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)控制逻辑对于油气管道安全运行至关重要,目前现役油气管道的控制逻辑有时无法与当前工艺条件达到高效匹配,同时一键启停输、自动分输等先进的控制逻辑尚未在油气管道行业全面应用。在文献及现场调研的基础上,分析了半实物仿真技术、控制逻辑测试的研究进展以及目前管道控制逻辑存在的问题,以油气管道工艺与控制系统耦合仿真为研究思路,利用油气管道工艺仿真系统与PLC实物控制系统开展耦合仿真,对油气管道在典型工况下的控制逻辑响应进行评测,为管道控制逻辑与实际工况的适应性测试与优化提供平台。结合半实物仿真技术特点,提出了油气管道工艺与控制系统半实物仿真技术研究的着力点和攻关建议,以期对国内该方面的研究有所帮助。

长输管道环焊缝的射线数字成像检测技术应用

文中分析了长输油气射线数字成像检测的3种技术类型,及其在油气管道环焊缝检测方面的优缺点和发展趋势。开展了在役输油管道动火作业中射线数字成像检测技术(DR)的现场应用试验,初步验证了在役管道环焊缝DR检测的技术可行性和对缺陷检测的较高灵敏度。结合中俄东线输气管道建设,进行了传统射线胶片照相检测技术(RT)和DR检测技术工程应用效果的对比试验,试验结果表明现阶段RT检测胶片数字化技术能够较好地解决存量胶片检测影像资料的数字化存储和管理,而DR技术在缺陷检测数字成像方面呈现出较高的对比度,但目前DR检测效果不稳定。DR检测技术在长输管道工程的大规模应用推广,需进一步完善DR设备校验等方面的技术管理体系。

基于卫星定位的管道易水毁段预警技术

河沟道水毁是威胁长输油气管道安全的主要风险源之一,实现管道与水毁点距离监测预警,对降低管道水毁灾害风险意义重大。因此,研制了一套基于卫星定位的河沟道水毁监测预警系统,并在沧州至淄博天然气管道黄河穿越段进行了现场试验。结果表明:管道水毁定位浮球具有较好的漂浮姿态稳定性、防水性能和定位精度,可通过监测平台设置电子围栏对其位置变化进行报警,能够通过监测浮球的移动速度确定洪水流速,为管道水毁灾害的应急抢险提供水情信息;该监测系统可无线安装,经济成本低、待机时间长,可广泛应用于地形复杂、洪水易发区的油气管道水毁灾害监测预警,能够在管道露管前实现水毁点与管道距离的准确监测,避免管道水毁灾害规模扩大。

基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价

现行管道设计标准大多遵循传统的基于应力的设计准则,当管材出现屈服和应变强化时,基于应力的设计准则便不再适用。为了有效开展基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价,需要解决驱动力的应变表征和失效准则确定两个关键问题。通过对含环焊缝根部裂纹的高钢级管道进行有限元分析,得到基于应变的裂纹扩展驱动力,研究了缺陷尺寸、强度匹配及压力等因素对环焊缝应变能力的影响;对比分析了两种管道环焊缝断裂失效准则并明确其适用性。分析结果表明:缺陷尺寸不仅影响裂纹扩展阻力,而且影响裂纹扩展的驱动力,裂纹深度较长度对基于应变裂纹驱动力的影响更为明显;高匹配焊接的环焊缝具备更强的应变能力,承载能力也相应增强;错边和变壁厚等根部不连续会削弱环焊缝的承载能力;基于裂纹失稳扩展失效准则评价的是极限应变能力,对环焊缝的断裂韧度要求很高,建议选择基于断裂韧度准则的评价方法。所得结论可为高钢级管道环焊缝应变能力评估提供技术参考。

长输管道打孔盗油气监检测技术现状及展望

目前,长输油气管道面临着严重的打孔盗油气风险,给管道企业带来严重安全隐患、重大经济损失以及恶劣社会影响。综述了国内已有的打孔盗油气监检测技术,研究了管道泄漏监测系统、管道光纤预警系统、内检测技术以及外检测技术的监检测打孔盗油作业的技术原理及在生产应用中存在的不足,并对视频监控系统、无人机巡护以及基于管道电位分析识别焊接类打孔盗油等技术应用前景进行了研究。

管道斜接环焊缝适用性评价

斜接引起的应力集中效应致使斜接环焊缝比普通环焊缝更加危险,因此需进一步明确在役管道超标(斜接角度≥3°)斜接环焊缝的适用性。总结对比了现行斜接环焊缝(缺陷)评价标准,推荐采用SY/T 6477—2017 《含缺陷油气管道和强度评价方法》标准评价无缺陷斜接环焊缝,分别采用修正的米勒(Miller)方法和BS 7910:2019 《金属结构裂纹验收评定方法指南》标准评价含体积型缺陷和平面型缺陷斜接环焊缝,并将斜接导致的弯曲应力作为附加载荷考虑。通过有限元分析及全尺寸压力爆破试验明确了斜接与缺陷对于环焊缝失效的影响,评估了评价方法适用性及保守性。研究表明:纯内压作用下,内压导致的环向应力主导了无缺陷斜接管的失效,但随着斜接角度的增大,应力集中效应逐渐突显;压力试验数据验证了标准中斜接评价方法适用范围(斜接角度≤10°)的合理性;斜接和缺陷的存在导致钢管抵抗均匀变形能力及承压能力下降,对于含缺陷(尤其平面型缺陷)斜接,当斜接角度较小时,缺陷会成为环焊缝失效的主要致因。

油气输送用复合管堆焊工艺研究

针对国内外油气输送领域机械复合金属管运行中出现的衬管塌陷失效,以及冶金复合管生产工序繁琐、效率低等问题,文中探究了一种新型自动热丝TIG冶金复合管堆焊工艺,显著改善传统冶金复合管生产效率低下,管件焊接变形大等弊端。力学性能测试及耐腐蚀性能试验结果表明,自动热丝TIG工艺堆焊成型的复合管具有优良的力学性能与耐腐蚀性能,该工艺可望为油气输送复合管制造工艺优化提供技术借鉴。

智慧管网全球专利态势分析

在智能化管道和智慧管网建设背景下,为明晰智慧管网技术领域全球专利布局现状,以油气智慧管网为研究对象,结合智慧管网行业现状和专利信息,通过该领域全球专利申请趋势、目标市场、技术来源国和竞争格局的专利全景聚焦分析,明确智慧管网专利现状及发展机遇。为企业专利布局设计及策略制定提供决策依据。

站场柔性阳极断点查找方法研究及应用

文中采用RD8000测量设备,对某输气管道站场区域阴极保护柔性阳极走向及埋深进行测量,找出柔性阳极线缆的断点区域,结合开挖检查,精确找出断点部位。断点处柔性阳极腐蚀严重,可能是施工导致柔性阳极破损,长期腐蚀导致断缆。建议对该段柔性阳极进行更换,或者与站内其他柔性阳极形成回路,降低恒电位仪整体回路电阻,提高区域阴极保护输出水平。

地质灾害段管道结构安全数字孪生机理模型

地质灾害是危害油气管道运行安全的主要因素之一,但受设备检测精度及检测数据离散性等因素限制,仅通过单一的监测检测技术无法定量分析管道的安全情况,亟需融合多源监测检测技术开展管道结构安全数字孪生机理模型研究,实现地质灾害段管道安全状态的智能感知与预测。提出地质灾害段管道结构安全数字孪生机理模型的构建流程,通过建立参数化的地质灾害段管道有限元模型,结合影响管道应力应变分布的可变参数范围,建立了管道应力应变数据库,利用BP神经网络拟合了可变参数与管道应力应变状态的高度非线性关系。结合管道真实应力应变监测数据,采用粒子群优化算法,建立了准确反演管道沿线真实应力应变分布的机理模型,并通过实例应用,验证了模型的准确性。研究成果可用于地质灾害段管道的定量安全评价,并可为管道数字孪生体的构建提供内核支撑。(图8,表1,参20)

2020年全球油气管道建设现状及发展趋势

油气管道作为全球运输油气资源的主要方式之一,其规划建设的发展趋势主要受到油气资源开发和国家地区能源政策的影响。通过定量、定性两种信息挖掘途径,梳理2020年全球能源消费结构及管道建设发展情况,分析全球在役油气管道运行现状,预测在新形势下全球主要地区油气管道建设及发展趋势。未来,全球油气管道建设将主要受经济、政治、环境3个因素影响,预测未来几年全球油气管道建设总体趋于平稳:受国际环境影响,跨国管道建设进度变数较大,预计能够如期建成投产的跨国管道较少;各国管道建设主要取决于国家经济发展形势,受全球新冠肺炎疫情形势下经济低迷及“碳达峰、碳中和”指引下能源转型的双重影响,预计亚太地区仍将是未来全球进行本土管道建设的主要地区,欧美国家地区将探索新建或改建天然气掺氢输送管道。

长输管道数字射线DR检测技术应用与展望

射线检测技术在缺陷定性检测等方面具有独特优势,是工业领域广泛应用的无损检测技术。根据缺陷成像技术特点,对比了工业主要射线检测技术发展现状,明确了数字射线(Digital Radiography,DR)检测的技术特点及优势。从焊缝检验和资格认证方面,总结了中国相关标准对长输管道射线检测的要求。相关标准在检测比例要求上略有差异,在缺陷评定标准上DR与RT-F一致。介绍了国内外DR检测技术在长输管道上的应用情况,剖析了中国应用DR检测技术过程中在检测效率与经济效益、平板探测器选型及缺陷评判方面存在的问题,展望了DR检测技术未来的发展趋势,并结合中俄东线等数字化管道的发展趋势,分析指出DR检测技术必将在远程高效评定、检测大数据管理分析等方面发挥更加重要的作用,其应用前景广阔。

油气管道关键设备国产化探索与实践

油气管道关键设备是国之重器,关乎国家能源安全。核心设备长期依赖进口,已成为制约中国油气行业高质量发展的瓶颈。党中央、国务院高度重视国产化工作,决定自主攻关,全力防范和化解“卡脖子”风险。在国家能源局、中国机械工业联合会的大力支持下,中国石油于2007年开始陆续启动油气管道设备国产化工作,先后设立两期国产化重大科技专项,联合中国35个优势厂家共同攻关,取得了压缩机组、输油泵机组、阀门等6类关键设备国产化重大突破,打破了国外垄断,保障了油气能源命脉的全面自主可控,引领和带动中国装备制造业向高端迈进。

基于相似度的管道泄漏负压波定位算法

常用的负压波管道泄漏监测技术是通过计算压力下降拐点时刻,得到负压波到达上下游的时间差来定位泄漏点位置,但受负压波传播衰减、缓慢泄漏压力变化小、噪声干扰等影响,压力的下降拐点不明显,无法准确计算得到时间差,降低了泄漏点的定位精度。为了减少负压波泄漏监测技术的定位误差,基于管道泄漏上下游同时传播的负压波同源的特点,采用欧氏距离计算上下游负压波之间的相似度,可得到负压波向上下游传播的时间差,进而变换得到泄漏点位置。经现场应用测试,结果表明:该方法可准确定位管道突发泄漏和缓慢泄漏的位置,定位准确度高,弥补了原有的负压波管道泄漏监测技术对较缓慢泄漏定位不准的不足,将原有系统简单升级即可实现性能提升。

管道内检测技术与管理的发展现状及提升策略

管道缺陷一直是导致管道失效的主要因素,通过内检测技术检测识别各类管道缺陷已成为国内外广泛认可的做法。为进一步促进内检测技术的发展和管理水平的提升,系统梳理了当前国内外典型管道内检测技术服务公司的检测技术能力和发展历程,分析了油气管道面临的环焊缝缺陷、裂纹缺陷、针孔腐蚀缺陷、管道受力状态内检测技术局限性问题,从政府、管道企业、内检测服务商3个层面总结了现有内检测技术管理中存在的问题,提出了应用多维策略解决管道内检测技术局限性的思路,为未来油气管道内检测技术发展和管理水平提升提供参考。(图1,参25)