c．計(jì)算因素μi的重要程度系數(shù)αi
因素μi的重要程度系數(shù)αi的計(jì)算見式(1)。
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3．2．4 管道剩余強(qiáng)度與剩余壽命預(yù)測(cè)技術(shù)
管道腐蝕使管體形成了各種形狀、尺寸的缺陷，嚴(yán)重缺陷可導(dǎo)致管道泄漏或斷裂，破壞管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行。對(duì)受到損傷的管道使用科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，能有效得到管道剩余強(qiáng)度并實(shí)現(xiàn)管道壽命的科學(xué)預(yù)測(cè)。本次研究中，以RSTRENG 0．85dL方法為主要依據(jù)，計(jì)算管道的剩余強(qiáng)度(即腐蝕區(qū)域最大安全工作壓力)p1時(shí)，分別用屈服強(qiáng)度理論與斷裂力學(xué)理論計(jì)算得到腐蝕區(qū)域最大安全工作壓力，取較小者為p1。
管體腐蝕損傷評(píng)定類別劃分見表3。設(shè)pmax為管道的最大允許工作壓力，F(xiàn)為管道的設(shè)計(jì)系數(shù)。當(dāng)p1／pmax＞1時(shí)，屬第3類腐蝕；當(dāng)F＜p1／pmax≤l時(shí)，屬第2類腐蝕；當(dāng)p1／pmax≤F時(shí)，屬第l類腐蝕。
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由于中低壓管道的破壞形式主要是腐蝕穿孔，因此在預(yù)測(cè)其剩余壽命時(shí)，主要通過檢測(cè)到的剩余壁厚及平均年腐蝕速率來估算，這需要實(shí)地開挖檢測(cè)或采用缺陷探傷儀、測(cè)厚儀、便攜式硬度計(jì)以及磁力-噪聲探測(cè)儀等無損檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。
4 燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法
4．1數(shù)據(jù)采集
①管道數(shù)據(jù)采集
管道探測(cè)是所有工作的基礎(chǔ)，直接影響著GIS平臺(tái)的后續(xù)工作的質(zhì)量。一般來說，管道探測(cè)的流程是對(duì)要探測(cè)管道的區(qū)域進(jìn)行探查與資料收集；根據(jù)管道所在區(qū)域的特點(diǎn)，選擇合適的儀器，在典型地段進(jìn)行測(cè)量；針對(duì)管道的特征點(diǎn)，如三通、閥門、凝水缸、拐點(diǎn)等，通過測(cè)量收集這些特征點(diǎn)的經(jīng)緯度及高程。
②地面工程數(shù)據(jù)與調(diào)查數(shù)據(jù)采集
地面工程數(shù)據(jù)主要是指管道腐蝕及敷設(shè)環(huán)境的檢測(cè)與調(diào)查結(jié)果，包括防腐層絕緣電阻率、防腐層破損點(diǎn)、土壤的各種理化性質(zhì)、雜散電流干擾情況、陰極保護(hù)情況、管道埋設(shè)情況、管道運(yùn)行監(jiān)控記錄、第三方破壞情況、其他腐蝕數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、不當(dāng)操作數(shù)據(jù)、事故后果數(shù)據(jù)以及管道搶修數(shù)據(jù)等。調(diào)查數(shù)據(jù)采集則主要是指周期性專家認(rèn)證數(shù)據(jù)的采集。
③屬性數(shù)據(jù)采集
屬性數(shù)據(jù)是指已在管道設(shè)計(jì)、施工過程中確定的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)越詳細(xì)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的可信度越高。這些數(shù)據(jù)包括：管徑、壁厚、管材、運(yùn)行壓力、敷設(shè)方式以及設(shè)計(jì)、施工過程中保存的資料，如施工圖、竣工圖、焊接記錄、無損檢測(cè)記錄、試壓記錄等，這些數(shù)據(jù)一般通過查閱管道相關(guān)設(shè)計(jì)、施工、竣工資料及管網(wǎng)GIS取得。
4．2 數(shù)據(jù)處理與信息化管理
數(shù)據(jù)處理的目的是將采集到的數(shù)據(jù)整理入庫，方便以后的查詢與使用，因此在數(shù)據(jù)入庫前需要完成數(shù)據(jù)的核查與標(biāo)準(zhǔn)化。數(shù)據(jù)核查貫穿整個(gè)數(shù)據(jù)處理過程，是保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重要手段，要檢測(cè)加載到GIS中的空間數(shù)據(jù)是否滿足風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要求，還要檢查數(shù)據(jù)的正確性。數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化則是將采集到的檢測(cè)與調(diào)查數(shù)據(jù)，按照風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要求，實(shí)施數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式化，轉(zhuǎn)換成工程所需要的數(shù)據(jù)格式與類型，便于數(shù)據(jù)的錄入或?qū)搿?/div>
信息化管理平臺(tái)的建立，主要有兩方面作用：一方面，為管網(wǎng)數(shù)據(jù)提供一個(gè)空間數(shù)字展示的平臺(tái)，使用戶更加直觀地使用這些數(shù)據(jù)；另一方面，為企業(yè)提供一個(gè)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各壓力級(jí)制管道風(fēng)險(xiǎn)的統(tǒng)一管理，為合理做出決策提供依據(jù)。
杭燃集團(tuán)鋼質(zhì)燃?xì)夤艿腊踩L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)是分布式、具有層次結(jié)構(gòu)、涵蓋多種評(píng)估因素的天然氣地下鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的C／S架構(gòu)，以美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所的SDE技術(shù)統(tǒng)一GIS地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)訪問，．Net Framework和ArcEngine Runtime是軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫采用Oracle llG，使用ODP(Oracle Data Provider)通道訪問數(shù)據(jù)庫，運(yùn)行在杭燃集團(tuán)現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)之上，實(shí)現(xiàn)了管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管網(wǎng)GIS高度集成，實(shí)現(xiàn)了GIS管道屬性數(shù)據(jù)和風(fēng)險(xiǎn)分析數(shù)據(jù)相互調(diào)用，并將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果實(shí)時(shí)在GIS地圖上顯示，為用戶提供了更直接的追蹤危險(xiǎn)管段的重要依據(jù)，并由風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果追溯管道失效的每一類原因，結(jié)合生產(chǎn)細(xì)化整改建議并模擬整改效果，從而控制風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)計(jì)劃性檢修及維護(hù)。
5 燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的應(yīng)用
杭燃集團(tuán)按整體規(guī)劃、分步實(shí)施的原則，建立了覆蓋高、中、低壓埋地鋼管的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)在役管道完整性管理從被動(dòng)搶險(xiǎn)到主動(dòng)預(yù)防的轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)對(duì)日常管理工作的指導(dǎo)作用。系統(tǒng)建設(shè)初期，先針對(duì)300 km中壓A管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的應(yīng)用。
通過對(duì)300 km中壓A管道檢測(cè)數(shù)據(jù)的分類處理，完成了檢測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要求實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，完成了第三方破壞因素、腐蝕因素、設(shè)計(jì)施工因素、不當(dāng)操作因素及事故后果等環(huán)境因素的信息采集。此外，依托GIS、SCADA系統(tǒng)及設(shè)計(jì)資料取得管體屬性數(shù)據(jù)。經(jīng)過專家調(diào)查，完成了各因素的權(quán)重分配并實(shí)施了管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，結(jié)果為：高風(fēng)險(xiǎn)管段長(zhǎng)度約占評(píng)估管道總長(zhǎng)度的7．41％，次高風(fēng)險(xiǎn)管段約占27．59％，一般風(fēng)險(xiǎn)管段約占56．78％，低風(fēng)險(xiǎn)管段約占8．22％。從風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)與風(fēng)險(xiǎn)分布GIS圖可知，管道埋深符合相關(guān)規(guī)范，防腐層質(zhì)量較好，部分高風(fēng)險(xiǎn)管段存在破損現(xiàn)象，高風(fēng)險(xiǎn)管段主要處于之江路、秋濤路和杭海路段，因?yàn)檫@些路段交通繁忙、有施工活動(dòng)、管道標(biāo)志不明顯、巡檢次數(shù)不達(dá)標(biāo)，部分路段雜散電流影響較大，地質(zhì)狀況和消防條件較差，第三方破壞可能性較高，事故后果較為嚴(yán)重。通過對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)管段的開挖修復(fù)，發(fā)現(xiàn)評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況基本吻合。
鋼質(zhì)燃?xì)夤艿腊踩L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的建立，完善了管道檢測(cè)制度，系統(tǒng)能根據(jù)評(píng)估檢測(cè)結(jié)果生成管道巡檢頻次、改造計(jì)劃建議，經(jīng)管理人員確認(rèn)后，能在系統(tǒng)中直接生成片區(qū)檢測(cè)樣板工作單，實(shí)現(xiàn)巡檢責(zé)任制。
6 結(jié)論
①根據(jù)杭州市燃?xì)夤芫W(wǎng)實(shí)際情況建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因素模型是全面并符合管道實(shí)際情況的，評(píng)估預(yù)測(cè)管網(wǎng)的壽命與剩余強(qiáng)度在城市管網(wǎng)評(píng)估領(lǐng)域具有創(chuàng)新性，對(duì)于國(guó)內(nèi)大中城市管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的建立具有較大的借鑒意義。
②風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的權(quán)重賦值經(jīng)過專家論證與實(shí)際評(píng)估驗(yàn)證，是符合客觀條件的，是科學(xué)的，但應(yīng)根據(jù)管道實(shí)際運(yùn)行情況及檢測(cè)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，適時(shí)地調(diào)整，以期更準(zhǔn)確地反映管網(wǎng)真實(shí)風(fēng)險(xiǎn)水平。
③風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)應(yīng)定期更新，并對(duì)管道風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行周期性評(píng)估，以保證風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性并能用于企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)。
④杭州市燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的建立，能夠?yàn)楹既技瘓F(tuán)提供計(jì)劃性檢修維護(hù)方案，避免不必要的管道維修和更換，從而達(dá)到對(duì)管道由被動(dòng)維護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)維護(hù)，不僅可以為現(xiàn)有資源的優(yōu)化配置提供依據(jù)，也將提升杭燃集團(tuán)整體管理水平，產(chǎn)生積極的社會(huì)效應(yīng)。
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參考文獻(xiàn)：
[1] 董紹華．管道完整性技術(shù)與管理[M]．北京：中國(guó)石化出版社，2007．
[2] 李志鵬，李艷紅，胡國(guó)新，等．燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[J]．煤氣與熱力，2004，24(4)：228-230．
[3] 曾靜，許俊城，陳國(guó)華，等．城市埋地燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的適用性[J]．煤氣與熱力，2007，27(5)：55-61．
[4] 楊筱蘅．油氣管道安全工程[M]．北京：中國(guó)石化出版社，2005：216-218．
[5] MUHLBAUER W K．Pipeline risk management manual[M]．3rd ed．Burlington：Elsevier Inc，2004．
[6] American Petroleum Institute．581-2000 Risk-based inspection base resource document[S]．Washington，D．C．：American Petroleum Institute，2000：146-155．
[7] 于君彩．ArcMap在油田數(shù)字化巾的應(yīng)用[J]．油氣田地面工程，2009(1)：59-60．
[8] 李英杰，賈向煒，章海林．C掃描儀器在燃?xì)夤艿婪栏瘷z測(cè)的應(yīng)用[J]．煤氣與熱力，2005，25(11)：24-25．
[9] 潘家華，油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)分析[J]．油氣儲(chǔ)運(yùn)．l995，14(3)：11-15．
