埋地钢质管道风险评估技术体系研究与工程示范

"埋地钢质管道风险评估技术体系研究与工程示范"针对20世纪末困扰政府安全监察、企业安全生产的瓶颈性技术难题,在"十五"国家科技攻关计划和自然科学基金仪器专项的支持下,在10多家单位、70多名科技人员的共同努力下,历时9多年,建立了具有完全自主知识产权的埋地钢质管道风险评估和腐蚀防护检测技术的工程方法,开发了具有发明专利的管道探测设备,为从根本上扭转疲于堵漏抢险、无奈盲目更新的高成本、低成效的被动式管理局面,提供了急需技术和方法手段。该成果2009年获国家安监总局第四届安全生产科技成果一等奖,本文以该成果推荐书为基础,综述了项目背景、成果及其应用情况。     

城市天然气埋地管道在线检测技术研究

分析了城市天然气埋地管道在线检测的项目和方法。介绍常用的PCM法检测原理,以及通过A字架确定防腐层破损点的检测方法,并结合实际检验项目,详细分析了如何利用这些方法进行城市天然气埋地管道在线检测,以及分析了这些项目检测的可行性和存在的不足。     

城市燃气球墨铸铁埋地管道土壤腐蚀行为研究

为解决城市燃气球墨铸铁埋地管道在土壤腐蚀作用下频繁失效的问题,开展土壤腐蚀模拟试验研究,首先,采用系统动力学流图和灰关联相结合的方法,确定土壤主要腐蚀因素。然后,以球墨铸铁标准腐蚀试片为材料,通过室内腐蚀模拟正交试验,得到试验区域土壤腐蚀因素的重要度排序,由大到小依次为含水量、孔隙率、含盐量、SO_4~(2-)含量、Cl~-含量、pH值。试验结果分析表明,含水量是影响试片腐蚀宏观形貌的主要因素。与碳钢材质的管道相比,球墨铸铁管道腐蚀受pH值的影响不显著,具有更好的耐酸腐蚀性。其他因素对两者的影响趋势较为一致。     

在役埋地燃气管道的可靠性与风险评估

分析了在役埋地燃气管道的可靠性与风险评估的重要性,说明了对在役管道进行风险评估是减少事故损失、节约维修资金、保障管道安全营运的有效途径。腐蚀是影响在役埋地燃气管道寿命的主要原因,提出了用于埋地燃气管道腐蚀风险评估的有效方法。     

城市天然气管道半定量风险评估方法研究

以实现天然气管道风险评估资源的合理分配，确定天然气管道定量风险评估的重点为目标，改进燃气管道风险评估方法的肯特模型，探求城市天然气管道的半定量风险评估方法；分析了城市埋地天然气管道失效可能性与失效后果的影响因子，并研究其评分标准；分别给出了城市天然气管道失效可能性与失效后果的等级划分标准，并运用半定量风险矩阵进行燃气管道单元的风险初步排序，以确定高风险管道单元；对城市天然气管道进行半定量风险评估，可为识别管道沿线高风险后果区域、风险动态排序、风险预警及制定事故应急预案等提供科学依据和方法指导，具有重要的工程应用价值。     

城市埋地燃气管道安装质量分析

城市燃气管道的使用与民众的生活息息相关,一旦发生质量问题后果不堪设想,各级政府对现役埋地燃气管道的安装质量都十分重视。基于以上原因对城市埋地燃气管道安装工程进行抽查,抽查了20个工程,提出17类问题。抽取聚乙烯(PE)燃气管道及3PE管道进行实验室检验,发现2类缺陷。此次抽查为城市燃气管网的安全运行保驾护航,减少了安装过程中施工单位的操作误差,提高了施工及监理单位的安全认识。     

城市埋地天然气管道系统脆弱性评估指标研究

脆弱性作为安全领域研究的新兴名词,用来表示系统承受外界扰动的敏感性和易损性以及面对灾害后果的承受力和应对能力,是联系灾害与风险研究的重要桥梁,是系统安全状况的重要综合指标。文章在引用以及重新界定＂脆弱性＂概念的基础上,将其引入城市天然气管道系统的安全研究,结合城市天然气管道系统的灾害事故特点,分析影响城市埋地天然气管道系统脆弱性的主要因素,根据因素间的相互关系,建立包括致灾因子、灾害后果和应对措施等3个方面2、2项指标的多因素多级评价指标体系。运用层次分析法（AHP）的原理和计算过程确定各评价指标的权重,根据指标权重的大小比较,分析各指标对城市天然气管道系统安全脆弱性的影响程度,从而确定安全治理的主要方向。     

埋地管道安全预警方法探析

正目前,由于天然气管道发展尚不平衡,很多区域在基础设施规划阶段并未将天然气管道建设纳入其中,因此,很多埋地管道都需要在后期重新规划敷设,致使其与周边建筑物的安全距离、防护等级等方面与现行标准规范要求往往存在一定差距。同时,由于部分埋地管道服役时间较长,经过长时间运营之后,周边地理环境可能发生变化,     

城市燃气埋地管道泄漏现场精确定位技术

查找城市燃气埋地管道泄漏点是保障燃气管道安全运行的重要途径,目前埋地钢质管道泄漏检测技术主要包括基于硬件检测技术和软件检测技术,对它们的优缺点进行了比较,由于新技术的局限性导致并不适用于城市燃气钢质管道和聚乙烯管道泄漏检测定位。将人工巡检法与埋地钢质燃气管道定位技术相结合进行燃气泄漏点检测定位,经现场实践证明对于准确定位钢管燃气泄漏点具有很好的效果;将人工巡检法与气相色谱分析技术相结合探查聚乙烯燃气管道泄漏点,探测效率高,定位准确。     

城市埋地燃气管道危险性SPA-Markov链评价预测模型

为对城市埋地燃气管道系统危险性进行动态评价及预测,为管理者提供更客观的、可靠的管理依据,将集对分析(SPA)理论和马尔科夫链相结合用于城市埋地燃气系统的动态评价中。针对城市埋地燃气管道系统存在不确定性和动态变化的特点,提出集状态评价和预测分析于一体的城市埋地燃气系统动态危险性评价预测方法。该方法利用SPA的多元联系数对系统的危险等级进行划分,运用马尔科夫链的遍历性,并将结果与集对势相结合,预测城市埋地燃气管道系统最终的危险水平。     

埋地管道缺陷的自漏磁场计算方法研究

基于现有的埋地管道缺陷自漏磁场计算方法把缺陷处的磁荷假设为均匀分布,对于计算结果与实际检测存在较大误差的问题,通过采用ANSYS软件对管道缺陷进行有限元分析,根据材料力磁关系和磁荷理论,提出1种考虑磁荷实际分布的缺陷自漏磁场计算方法,并将该计算方法应用在某埋地管道磁记忆检测中。研究结果表明:该方法计算结果与实际值之间的峰值相对误差为6.9%,相对于现有方法16.4%的相对误差,准确度更高。研究结果有助于在管道磁记忆检测中,提高管道缺陷量化的准确性,对埋地管道缺陷非开挖识别与剩余寿命评价有重要意义。     

水毁灾害中埋地管道稳定性研究

水毁灾害是长输油气埋地管道灾害中造成经济损失最严重、对环境危害最深远的自然灾害之一。为了分析埋地管道在水毁灾害中的稳定性,探讨了埋地管道在水毁灾害中的载荷分布情况;采用特征值屈曲理论,分析了埋地管道在水毁灾害中悬跨和漂浮2种主要形式下,不同管道外径和管道壁厚对埋地管道在水毁灾害中稳定性的影响,计算得到特定条件下埋地管道水毁的极限长度;建立了埋地管道在水毁灾害中的有限元模型。结果表明:管道在水毁灾害悬跨和漂浮情况下极限长度和屈曲位置不同,随着管道壁厚的增加,埋地管道在水毁灾害中的稳定性近似呈缓慢的线性增长;增大管道外径能够有效降低埋地管道在水毁灾害中的位移,并显著提高管道在水毁灾害中的抗屈曲能力。     

濮阳市清理占压油气管道首战告捷

濮阳是一座石油化工城市，地下油气管道纵横，长达2029公里。由于多种原因，违章占压天然气管道440多处。尤其是范县濮州大市场占压中原油田天然气产销总厂φ630、0529两条主输管线，是河南省唯一在国家备案的重大事故隐患。     

随机应力影响下埋地天然气管道可靠性评估方法研究

针对含裂纹缺陷的埋地天然气管道这类随机退化设备,现有的研究方法更多依赖于失效机理分析,由于构建失效机理模型较为困难和复杂,在使用上具有一定的局限性,提出了一种考虑应力影响下的非线性Wiener退化模型。将应力对管道的影响看作随机变量以影响管道的退化速率,同时考虑个体的差异性,获取非线性退化模型更加准确的可靠性评估结果。在首达失效时间下推导出剩余寿命的概率密度函数。然后针对小样本的退化数据,使用极大似然估计方法估计参数,确定分布函数和可靠度。最后利用裂纹数据验证本文提出模型的准确性和有效性。     

濮阳市清理占压油气管道首战告捷

濮阳是一座石油化工城市,地下油气管道纵横,长达2029公里.由于多种原因,违章占压天然气管道440多处.尤其是范县濮州大市场占压中原油田天然气产销总厂Ф630、Ф529两条主输管线,是河南省唯一在国家备案的重大事故隐患.     

基于RS-SVM的城市埋地燃气管道外腐蚀情况评价

为提高城市埋地燃气管道外腐蚀情况评价的准确性,识别影响管道外腐蚀的主要因素,构建评价指标集,结合粗糙集(RS)与支持向量机(SVM)的优势,建立管道外腐蚀情况预测评价模型。给出具体评价步骤,包括收集样本数据、预处理数据、用属性约简算法筛选核心指标集、用SVM训练器训练数据,形成检验模型。以某条城市燃气管线为例进行实例验证和分析。结果表明:用RS-SVM模型预测评价管道的腐蚀等级与实际结果一致,传统方法预测管道腐蚀速率平均相对误差为14.1%,RS-SVM模型预测的平均相对误差为7.9%,较之传统方法精度更高。     

基于CFD的城市埋地天然气管道泄漏扩散数值分析

针对城市埋地天然气管道泄漏天然气扩散问题,基于计算流体动力学CFD方法建立城市埋地天然气管道泄漏扩散数值模型,对天然气的主要成分——甲烷在土壤中的扩散行为进行模拟与分析,根据甲烷的爆炸极限观察天然气泄漏扩散危险区域变化,并分析不同孔隙率土壤对天然气扩散的影响。研究结果表明:埋地天然气管道泄漏气体扩散至土壤过程中,气体浓度等值线出现不规则变化,高浓度区等值线近似为椭圆,浓度梯度随时间的增加而减小,爆炸下限位置在天然气泄漏初期迅速变化,10 s后以均匀速度向地表移动;土壤孔隙率对天然气对流扩散影响显著,孔隙率越大,管道泄漏口处高浓度区域越大,中浓度区域越小,低浓度区域越容易扩展到地表,浓度梯度变化趋势相似。     

埋地燃气管道风险程度的多层次模糊评价方法

针对埋地燃气管道的风险评估,结合影响埋地燃气管道风险因素众多的特点,运用工程模糊数学理论,建立了埋地燃气管道风险程度的多层次模糊评价方法,确定了影响管道风险的基本因素。考虑了各类因素以及同类因素间的模糊性,并给出了因素类及因素间权重的计算方法。据此,可对埋地燃气管道的风险程度进行评价,从而有利于针对风险较高的管段采取行之有效的措施,防止事故的发生。     

多源信息融合的埋地管道健康评价方法

埋地管道长期受多种复杂因素作用而出现腐蚀、裂纹等多种损伤,很难由管道内检测数据以解析模型描述和评价管道健康状况问题,笔者提出了一种基于Vague集的多源信息多级融合方法,充分利用层次间信息特征的冗余性和互补性进行管道健康状况评价。建立了多信息源多级融合模型,定义了基于Vague集的多源信息数学描述,给出了该方法的数据组织形式和算法实现过程,并将其应用于埋地供水管道健康评价体系,验证了该方法的有效性、合理性。