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管道研究

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華南成品油管道高后果區技防管理實(shí)踐與思考

來(lái)源:《管道保護》2023年第6期 作者:謝成 時(shí)間:2023-11-28 閱讀:

謝成

國家管網(wǎng)集團華南公司管道部

 

摘要:針對油氣長(cháng)輸管道周邊人員密集型高后果區里程逐年增加,地鐵雜散電流干擾、第三方施工破壞、地質(zhì)災害等多重風(fēng)險,開(kāi)展管道定期檢驗、穿越城區段缺陷修復、多元數據對齊和“天空地”一體化管理,提升管道本質(zhì)安全,消減內外部風(fēng)險。分析了高后果區管理存在的技術(shù)瓶頸,提出了改進(jìn)的方向和對策。

關(guān)鍵詞:高后果區;穿越城區;缺陷修復;數據對齊;“天空地”一體化;風(fēng)險防控

 

華南公司目前管轄廣東、廣西、貴州、云南、四川、重慶等6省市6000余公里成品油管道,2023年識別高后果區1163處、高后果區里程約1358公里,占比約22%,其中廣東地區高后果區總數540處、里程792公里,占比約43%,均明顯高于西南其他省市(圖 1);此外,廣東深圳、廣州、東莞、佛山、中山、珠海、江門(mén)、貴州黔南州、貴陽(yáng)等地區部分管道穿越城區,管道周邊密集分布大型住宅社區、寫(xiě)字樓等人員密集場(chǎng)所(圖 2),高后果區風(fēng)險管控難度大。


圖 1 華南公司2023年各省市高后果區里程及占比

圖 2 管道周邊的住宅社區、寫(xiě)字樓等人員密集場(chǎng)所

為了切實(shí)保障管道安全和公共安全,按照國家管網(wǎng)集團關(guān)于穿越城區段管道綜合治理的部署,綜合運用檢測評價(jià)、智能識別監控、光纖震動(dòng)預警等多種技術(shù)手段,消減高后果區管段內外部風(fēng)險,牢牢守住不發(fā)生泄漏的底線(xiàn)。

1  全面開(kāi)展定期檢驗  及時(shí)修復管體缺陷

管道本體檢測評價(jià)及缺陷修復管理是高后果區管理的重中之重。公司所轄成品油管道除個(gè)別因未投產(chǎn)僅開(kāi)展1次內檢測之外,其他均完成第二輪內檢測(其中深圳高風(fēng)險管道已完成第三輪內檢測),同步完成外檢測及合于使用評價(jià)工作。

公司近三年已修復96處位于高后果區的管道本體缺陷。如修復珠三角成品油管道坪山-媽灣處深度為85%WT的金屬損失;修復珠三角成品油管道8處位置較為集中的金屬損失(管道途經(jīng)廣東某職業(yè)技術(shù)學(xué)院),金屬損失深度最大為41%;修復西南成品油管道貴陽(yáng)—安順重度環(huán)焊縫缺陷(管道穿越貴陽(yáng)某濕地公園);修復西南成品油管道都勻—貴陽(yáng)深度為42.4%的金屬損失(管道途經(jīng)某人群密集社區)。按照國家管網(wǎng)集團部署,為有效抑制地鐵、高壓輸電線(xiàn)路雜散電流干擾,公司先后在珠三角成品油管道坪山—媽灣段增設6座陰保站、安裝23處共計約4.6公里極性排流設施和21個(gè)ER腐蝕探頭,更新改造100根智能陰保樁,在西南成品油管道廣南—硯山的高后果區段增加了12處雜散電流排流設施,有效減緩了管道沿線(xiàn)雜散電流干擾問(wèn)題。

2  全面夯實(shí)數據基礎  及時(shí)開(kāi)展數據對齊

通過(guò)開(kāi)展“管道大摸底、隱患大排查、管理大提升”活動(dòng),全面完成內外檢測、地災排查、高后果區再識別等“體檢”,匯編成公司管道管理數據手冊、水系圖和事故案例集。完成了高后果區重點(diǎn)風(fēng)險因素梳理,開(kāi)展了以樁號/里程為基準的管道內外部重點(diǎn)風(fēng)險對齊和管道綜合風(fēng)險分析與評價(jià)。根據數據對齊和風(fēng)險評價(jià)結果,制作11項重點(diǎn)業(yè)務(wù)管理看板,采取“掛圖作戰”一表式推進(jìn)問(wèn)題整改。以坪山—媽灣為例,通過(guò)內外檢測雜散電流干擾、地質(zhì)災害、管道焊接/施工有關(guān)因素(管道底片)、管道第三方施工(機械損傷)等數據對齊(圖 3),識別出該段管道高后果區較突出的風(fēng)險為與焊接施工有關(guān)因素和雜散電流干擾因素。完成了高后果區范圍高失效可能性的23處環(huán)焊縫缺陷修復,對雜散電流干擾進(jìn)行了治理。針對處于高后果區的中等失效風(fēng)險,制定三年分級治理策略,逐年推行風(fēng)險降級。同時(shí),根據對齊結果,加強高后果區重點(diǎn)風(fēng)險的感知與預警,彌補人工巡檢時(shí)效性和可靠性不足的問(wèn)題。在高后果區中等失效可能的某閥室安裝部署無(wú)人機機庫,日?蛇M(jìn)行以閥室為中心點(diǎn)的4條線(xiàn)路巡檢,全面覆蓋9.7 km的重點(diǎn)高后果區,常態(tài)化全天候開(kāi)展16架次/天的巡檢工作,對第三方施工作業(yè)、地質(zhì)災害等異常目標實(shí)時(shí)識別和預警。


圖 3 數據對齊效果圖

3 “天空地”一體化管理  提升風(fēng)險感知能力

外部風(fēng)險是管道企業(yè)面臨的最大風(fēng)險。為提升高后果區段第三方損壞風(fēng)險主動(dòng)感知和防控能力,公司探索“天空地”一體化管理。以西南成品油管道江津-永川段為試點(diǎn),在江津-永川增設一套智能無(wú)人機機庫、一套光纖振動(dòng)預警主機,在第三方施工多發(fā)易發(fā)段增設全天候AI視頻監控設備,利用DInSAR技術(shù)采集并對比分析管道中心線(xiàn)兩側各2.5 km范圍衛星影像數據。利用天基系統(衛星影像)監測江津—永川管線(xiàn)及兩側2.5 km形變情況,提出需要重點(diǎn)關(guān)注的管段3處;利用空基系統(無(wú)人機)發(fā)現10處地表環(huán)境變化,經(jīng)核實(shí)施工6處、構筑體新增3處、構筑體拆除1處;利用地基(AI視頻+光纖預警)識別預警施工機械、人員21次,光纖振動(dòng)預警信息191條,日均報警從4次降至1.25次。此外,完成高后果區段423套固定監控攝像頭自動(dòng)識別改造工作,具備識別特定施工機械、人員并推送預警信息的能力。

根據試點(diǎn)經(jīng)驗,公司總結形成了“風(fēng)險管控技術(shù)矩陣表”,聚焦管道18類(lèi)風(fēng)險,編制“天空地防護巡一體化技術(shù)體系標準”,規定了各項技術(shù)應用的適用場(chǎng)景、技術(shù)要求和管理要求。

4  開(kāi)展實(shí)用性技術(shù)研究  提升防范風(fēng)險能力

重點(diǎn)突破天空地防護巡一體化感知識別精準度不高、實(shí)時(shí)響應不及時(shí)、無(wú)法聯(lián)動(dòng)等瓶頸,開(kāi)展圖像識別算法等研究,無(wú)人機對施工作業(yè)行為識別準確率已從80%提升至90%。開(kāi)發(fā)光纜運維管理系統,打通與IMS系統、光纜運維系統、第三方視頻監控、無(wú)人機巡檢平臺間的通道,實(shí)現與管道光纜預警的聯(lián)動(dòng)響應。精準定位隱患位置,與人工聯(lián)動(dòng)進(jìn)行隱患閉環(huán)處置。

對地鐵雜散電流干擾治理進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān),創(chuàng )新開(kāi)發(fā)管道應力腐蝕、氫致開(kāi)裂監檢測技術(shù),探明了管道在地鐵雜散電流影響下管道可能發(fā)生的應力腐蝕、氫致開(kāi)裂風(fēng)險,建立了監檢測技術(shù)和綜合治理技術(shù)體系,將管道陰極保護有效性提升至100%。在地災綜合監測和判識方面創(chuàng )新開(kāi)發(fā)“簡(jiǎn)單棒”等地災監測技術(shù),實(shí)現對滑坡、崩塌等7類(lèi)15種危害因素的監測,努力做到見(jiàn)事早、行動(dòng)快,以超前準備應對各種“意想不到”。

5  面臨的問(wèn)題和對策

(1)高后果區早期安裝的固定攝像頭不具備自動(dòng)識別功能,存在“看得到”但“看不懂”或“看不準”的問(wèn)題。對于路過(guò)或靜止不動(dòng)的施工機械發(fā)布無(wú)效報警信息的問(wèn)題仍然比較突出。

(2)兩輪內檢測及內外檢測數據對齊工作仍處在起步階段,對于管道本體缺陷發(fā)展變化規律的分析還不夠系統深入。

(3)目前僅在局部管段試點(diǎn)應用“天空地”一體化管理模式,其他管段仍未部署光纖震動(dòng)預警等設備設施,主動(dòng)感知預警管道外部干擾的技術(shù)手段仍然不足。

針對上述問(wèn)題要采取以下措施。

一是繼續深入開(kāi)展高后果區視頻監控基于人工智能的視覺(jué)技術(shù)分級預警研究應用,使用已采集和預處理的數據,構建用于圖像識別、目標檢測與跟蹤等任務(wù)的機器學(xué)習模型,不斷優(yōu)化預警算法,提升精準識別施工作業(yè)行為的能力。

二是加快推進(jìn)穿越城區段管道及Ⅲ級環(huán)境敏感型高后果區數據對齊。結合最新一輪的內外檢測數據,優(yōu)先開(kāi)展以?xún)葯z測環(huán)焊縫編號為基準的內檢測數據對齊工作,及管體外部金屬損失明顯增加管段的內外檢測數據對齊工作,保證重點(diǎn)管段率先實(shí)現“底數清、情況明、做到位、質(zhì)量?jì)?yōu)”。

三是在穿越城區段管道較為集中的廣州、深圳、中山、東莞等地區加快部署光纖震動(dòng)預警等設備,積極推廣“天空地”一體化管理模式,全力提升高后果區管道外部風(fēng)險主動(dòng)感知及預防預控能力。


作者簡(jiǎn)介:謝成,1980年生,高級工程師,現任華南公司管道部經(jīng)理,遼寧石油化工大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),長(cháng)期從事成品油管道運行及安全保護管理。聯(lián)系方式:13533075570,xiecheng@pipechina.com.cn。


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