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        油氣長輸管道設(shè)備管理與維護措施

        2021-08-02 01:26:00喬煥芳湯小坤陜西延長石油集團管道運輸公司陜西西安710000
        化工管理 2021年19期
        關(guān)鍵詞:陰極保護設(shè)備

        喬煥芳,湯小坤(陜西延長石油(集團)管道運輸公司,陜西 西安 710000)

        1 長輸管道系統(tǒng)的安全設(shè)備和設(shè)施

        石油和天然氣是長輸管道的主要運輸介質(zhì),這些介質(zhì)內(nèi)部蘊含豐富的化學物質(zhì),有易燃易爆、腐蝕、毒害等危險特性,在運輸過程中對操作者的專業(yè)程度、設(shè)備的等級要求、環(huán)境溫度、輸送方式等要求都特別高,無形中增加了許多風險。從經(jīng)濟性和環(huán)保的角度出發(fā),管道運輸目前是油氣資源最為常見的輸送方式。通常長距離管道的鋪設(shè)多在野外,根據(jù)地形環(huán)境穿越公路、鐵路,跨穿越湖泊、河流,翻山越嶺,輸送過程通常需要足夠的溫度和壓力,因此長輸管道通常設(shè)有輸油首末站、中間加熱、加壓站,配備安全可靠的檢測設(shè)備,儀表自控系統(tǒng)和安全設(shè)備設(shè)施及其他相關(guān)的附屬設(shè)備。

        2 油氣長輸管道的主要風險

        我國的工業(yè)化水平越來越高,雖然企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)上有了一定的進步,但對運輸過程的風險認識還不夠深入,錯誤估計了油氣運輸?shù)母黜楋L險隱患,引發(fā)了嚴重的社會后果。目前企業(yè)在油氣管道運輸、前期建設(shè)和后期運維護方面需要嚴格注意以下風險問題:第一,高度重視管道日常運行過程中的破壞問題,特別是第三方損壞,比如:埋地管道被重型機械碾壓、鉆采、爆破,人為打孔、盜油等。第二,管道在復雜大氣環(huán)境中的腐蝕問題。管道的腐蝕主要可以分為兩種:一種是外部腐蝕損壞。這種破壞主要與周圍環(huán)境有關(guān),當外部受到酸雨、磨損影響或接觸到其他化學物質(zhì)時,都有可能產(chǎn)生外部腐蝕現(xiàn)象。另一種是內(nèi)部腐蝕。這與石油、天然氣的內(nèi)部化學物質(zhì)相關(guān)。為了應對以上現(xiàn)象,輸油管道通常都有防腐絕緣層和陰極保護聯(lián)合保護管材,避免由于管道腐蝕造成破壞。但隨著管道的使用時間越長,陰極保護和防腐絕緣層的保護作用越低,防腐絕緣層質(zhì)量較差,土壤中的鹽、堿、水、地下雜散電流,都會造成輸油管道腐蝕,腐蝕嚴重的還會造成輸油管道穿孔、油品泄漏。第三,管道設(shè)備設(shè)施的故障問題,日常運行過程中設(shè)備設(shè)施維護保養(yǎng)不當或者因操作者疏忽大意,都可導致設(shè)備設(shè)施的故障。第四,管道因施工質(zhì)量所引發(fā)的風險也十分嚴重,工人在施工中沒有按照相應的規(guī)章標準執(zhí)行,造成管道建設(shè)存在重大風險隱患。第五,自然災害等外部因素毀損了管道運輸?shù)陌踩浴W匀粸暮艿赖钠茐氖謬乐?,如果一個地區(qū)發(fā)生了地震、洪水、泥石流等問題,會嚴重隔斷管道的運輸,嚴重情況下還可能會引發(fā)二次災害。

        以上任何一種因素導致的管道破裂,油品泄漏都可能引發(fā)火災爆炸事故,以及石油天然氣特有的毒害性,嚴重危及到人們的生命健康和財產(chǎn)安全。

        3 油氣長輸管道設(shè)備管理與維護措施

        以延-西成品油管線為例,結(jié)合工作實際簡單分析油氣長輸管道的設(shè)備管理與運行維護。

        3.1 實施信息化管理,達到可靠的自控水平

        延-西成品油管道2009年運行至今,配有技術(shù)領(lǐng)先的管線泄漏監(jiān)測系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、模擬仿真系統(tǒng),實現(xiàn)全管線全方位數(shù)據(jù)監(jiān)測采集,遠程操作控制,數(shù)據(jù)分析與事故模擬等全自動一體化控制。操作人員對現(xiàn)場狀況一目了然,發(fā)生事故能第一時間應急處置,盡可能減少事故的影響。同時,定期對數(shù)據(jù)進行分析,可以有效掌握設(shè)備運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)異常,避免事故的發(fā)生。

        目前,我國工業(yè)發(fā)展已經(jīng)有了一定的時間積累,油氣管道行業(yè)也從傳統(tǒng)的管理全面向信息化,智慧化轉(zhuǎn)變。2016年,延-西成品油管道也踏上智慧化管道建設(shè)的必由之路,通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興信息技術(shù),構(gòu)建一個高感度的技術(shù)環(huán)境,完成管道資源的優(yōu)化配置,實現(xiàn)管道企業(yè)內(nèi)部及時、互動、整合的信息感知、傳遞和處理,最終達到競爭力強、具有高素質(zhì)人才隊伍的可持續(xù)發(fā)展企業(yè)。油氣管道信息化發(fā)展歷程如圖1所示,“智慧的管道”特征示意圖如圖2所示。

        圖1 油氣管道信息化發(fā)展歷程

        圖2 “智慧的管道”特征示意圖

        3.2 優(yōu)化管道主體設(shè)備的資源配置

        油氣長輸管道運行設(shè)備的資源優(yōu)化和合理匹配可以極大地減少運營成本,同時高溫加壓介質(zhì)在優(yōu)化工況下運行,不僅增強設(shè)備的使用壽命,同時可以惡意工況下的事故發(fā)生。針對場站輸油泵機組,根據(jù)其效能曲線,合理匹配運行工藝,提高油氣運輸效果[1]。

        3.3 加強設(shè)備的維護管理

        日常工作中,不斷加強設(shè)備的維護管理可以有效地提高設(shè)備的可靠運行能力。眾所周知,油氣長輸管道運輸不可避免的會面臨一定的運輸風險,企業(yè)不可能完全規(guī)避這些風險隱患,只能借助一些安全政策和安全措施降低事故發(fā)生的概率,從而降低企業(yè)的運輸成本。在油氣長輸管道設(shè)備的日常維護過程中,企業(yè)管理人員要科學有效地對設(shè)備全生命周期進行維護保養(yǎng),對故障設(shè)備及工藝管線選擇合理的修復方式。我國最常見的維修方法主要包括預防性維修、定期性維修、狀態(tài)性維修以及事后性維修。這四種不同的維修方式分別對應四種不同的時間,預防性維修主要的維修目的在于防范風險,在一些管道的薄弱區(qū)域加強保護,可以降低事故發(fā)生的概率。而定期性維修可以幫助管道進行全面檢查,管道的薄弱環(huán)節(jié)及時的進行彌補。狀態(tài)性維修能夠依據(jù)管道的實際工作狀態(tài)規(guī)避即將發(fā)生的風險隱患。事后性維修主要解決突發(fā)狀況,這種維修方式需要彌補的損失過大,處于被動局面[2]。

        3.4 管道防腐檢測的措施

        長輸管道一般輸送壓力高易燃易爆等介質(zhì),隨著管道運輸在石油、天然氣領(lǐng)域的廣泛應用,油氣一旦泄漏會危害環(huán)境及人口居住地,安全性等級要求高。在管道運行過程中,腐蝕失效是在役金屬管道破裂的最主要形式之一,它可大面積減弱管道的壁厚,導致管道過度變形和破裂,又有可能導致管道穿孔,引發(fā)油氣管道跑、冒、滴、漏等事故。

        埋地長輸管道的腐蝕多以外腐蝕為主,大面積均勻腐蝕的情況較為少見,多表現(xiàn)為局部腐蝕和點蝕兩種。延-西成品油管道所處的環(huán)境比較復雜,管線所經(jīng)區(qū)域需要跨越河流、山谷、鐵道、公路、村莊等,而且海拔相對較高,管道內(nèi)輸送具有腐蝕性質(zhì)的帶溫帶壓的油氣介質(zhì),并且采用單管變徑φ426 mm和φ377 mm,防腐難度相當高。目前采用防腐涂層外加陰極保護的措施:(1)防腐涂層的結(jié)構(gòu)為:①底層:熔結(jié)環(huán)氧底層,厚度≥100 μm;②中間層:共聚物熱熔膠厚度170~250 μm;③外層(背層):聚乙烯防腐層,厚度≥3.0 mm或≥3.7 mm。三層PE涂層的使用壽命在30年以上,是一種性能優(yōu)異的外防腐涂層。從強度方面考慮,三層PE分為普通型和加強型(穿跨越段),普通型涂層總厚度為3.0 mm左右,加強型涂層總厚度超過3.7 mm。定期進行涂層檢測,防止脫落。(2)陰極保護為:主要針對有缺陷的涂層。陰極保護的原理:外加陰極極化電流,金屬的腐蝕電位將由原來的Ecorr移至Eal,而金屬的腐蝕電流就由Icorr降到Ial。如果繼續(xù)增大外加陰極電流,使金屬的電位移至陽極的初始電位,即E=E0a,則金屬上的陽極溶解電流I=0,表示微電池腐蝕停止,金屬即得到了完全保護。每月對陰極保護數(shù)據(jù)進行測量,及時進行數(shù)據(jù)分析,預測出管線腐蝕的趨勢,為管道平穩(wěn)運行提供理論依據(jù)。陰極保護極化曲線圖如圖3所示。

        圖3 陰極保護極化曲線圖

        3.5 加強設(shè)備操作人員的專業(yè)能力及素質(zhì)培訓

        國家的科技在與時俱進,工作人員的專業(yè)素質(zhì)也需要不斷提高。隨著技術(shù)的突飛猛進,設(shè)備的精細化管理,在現(xiàn)代自動控制專業(yè)階段,需要打造專業(yè)的人才隊伍,穩(wěn)步推進?;髽I(yè)管道運輸形成可持續(xù)發(fā)展局面。

        4 結(jié)語

        基于油氣長輸管道設(shè)備特點,管理油氣長輸管道設(shè)備要遵守節(jié)能性原則、經(jīng)濟性原則、創(chuàng)新性原則。針對油氣長輸管道設(shè)備的管理與維護措施,需要注意加強培訓設(shè)備操作人員的專業(yè)技術(shù)水平,不斷優(yōu)化設(shè)備配置,完善設(shè)備使用保養(yǎng)制度,通過科學管理,提高長輸管道生產(chǎn)穩(wěn)定性。

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