管道内检测现场配合工作及风险分析

PIMC油气管道完整性2018-10-10 16:06:29

摘要:现场配合工作对于获取高质量的检测数据也具有至关重要的作用,检测管道的主要目的是识别管道特征(如腐蚀、焊缝异常、凹坑等)的位置在哪里,如果无法识别管道特征的位置,那么提供的每一处特征的预测尺寸就没有意义。本文通过现场经验总结,对现场配合工作前期的规划、人员组织、现场踏勘、基准点测量、标定盒摆放与回收、现场联络与沟通、跟踪信息记录等步骤进行了梳理,制定了现场配合工作的流程图,完善了跟球信息记录表,提高了现场配合工作的规范性等,为获取高质量的内检测数据和提高定位缺陷定位精度方面提供了有效的支持。

关键词:内检测;现场配合;风险识别;地面定标

随着技术和经济的发展,安全成为了企业的生命线,各行各业都开始聚焦安全,各种保障安全的技术手段也如雨后春笋般崭露头角。在油气管道这种输送易燃易爆物质的行业里,开展管道内检测是开展管道完整性管理的重要步骤,也成为保障管道本质安全的一项重要工作。在21世纪以前,我国由于受到技术和经济方面的限制,很少有管道开展内检测工作,对于开展内检测工作方面积累的经验也非常有限。随着管道完整性管理技术引进、消化、吸收、再创新这个过程的逐步发展,目前我国在管道完整性管理发面的发展已经取得了较为卓越的成绩,并且得到了全世界的认可,也因此在2012年荣获了ASME颁发的全球管道奖。管道内检测工作涉及很多方面,主要包括内检测器的选型、商务谈判、管道属性数据收集、协调检测窗口、收发检测器、现场跟踪、内检测数据分析、开挖验证等工作。下面主要就内检测现场配合工作做一个详细的说明,所谓内检测现场配合包括收发检测器、现场跟踪,以及为发送检测器和定位开展的所有准备工作。

内检测现场配合工作内容

内检测现场配合是一个系统的工作,也是内检测工作中的一个重要部分,对于开挖验证、缺陷修复的定位准确性方面起着关键的作用。现场配合工作主要包括了现场踏勘、人员组织、跟球方案、标定盒摆放与回收、现场联络与沟通、跟球记录(1)

 

现场踏勘主要是为后续工作打好基础,同时也为确定发送检测器的时间提供参考。在现场踏勘过程中需要记录哪些地方适合摆放标定盒,哪些地方必须摆放标定盒,哪些地方车辆可以进入,哪些地方车辆不可以进入;明确需要摆放多少个标定盒,需要哪些站场的人员参与,各个站场的人员负责哪些点;识别进入各个摆放标定盒的位置可能存在哪些风险,需要提前采取哪些预防措施等。

人员组织是在现场踏勘完成后开展的工作,这个阶段需要明确需要多少人,哪些人员合适参加跟球工CIPC 2013中国国际管道会议中国河北廊坊20139月作,哪些人员能够参加跟球工作,需要多少辆车,谁负责联络等,并形成人员名单表(1)。对于这些人员应进行相应的培训,使他们能够熟练使用检测器跟踪设备、探管仪等并掌握跟踪计算的方法。

跟球方案主要是明确哪些标定盒由哪些人负责摆放,需要多大的流量,并根据输量计算流速(1)和检测器的运行速度,什么时间检测器可能到什么位置(2),以及将现场踏勘和人员组织的信息编写在方案中,同时这个阶段还需要召开两次现场会议。这两次现场会议分别是为了完善方案,提高可执行性;以及跟球前的动员会议。 

式中:v为流速,km/hQ为流量,m3/dP为输送压力,MPaD为管径,mm 

式中:t为经过两个邻近标识点所需时间,minM为标识点;行为标识点的序号;Mn-Mn-1,为两个邻近标识点的距离。

标定盒的摆放与回收就是现场人员根据制定的跟球方案开展工作的过程,这个阶段是现场跟球的主要工作。同时,这个阶段可能会遇到一些未曾考虑到位的问题,需要现场人员及时沟通,并做出相应合适的反应,如车辆救援。

现场联络与沟通是标定盒的摆放与回收工作顺利实施的重要保障,也是处理突发事件最及时有效的手段。这期间包括定期向公司调度报告检测器的运行情况,出现问题及时反馈给相关人员,并制定联络信息表(2)

跟球记录应由现场配合的主要负责人来实施,主摆放的人员等相关信息进行记录的工作,具体记录内要是将标定盒摆放的位置和检测器通过的时间,以及容见表3

2测量基准点与跟踪注意事项

2.1 测量/确定基准点

基准点是沿管线放置参考标识的不连续测量点。这些标识点可以永久安装于管道上(如磁铁),或是便携式地面标识系统。易于识别的管道部件(如阀门)也可以成为基准点。如果使用地面标识系统,宜特别注意基准点位置管道的埋深不能超过标识器所允许的最大值,一般不应超过3m。同时,应避免将标识器放置在套管上方,它可能无法探测到内检测器的通过。

跟踪位置应设在管道正上方和其他关键位置(如阀室、弯头等)以确认检测器顺利通过所有内部设施。跟踪位置间隔宜适当,避免可能因相邻位置距离过近导致错误触发跟踪器,一般最小间距应不小于10m

基准点的目的是校正由于内检测器里程轮打滑或管道沿线地形海拔显著变化造成的测量误差。基准点通常间隔设置,间距越密定位精确度越高。内检测器在管道内运行时,基准点是检测器跟踪并保持合适速度的参考点,同时也是在开挖过程中位置测量的参考点。基准点宜设在管道里程桩等永久标识附近且容易进入的位置。基准点位置需要仔细测量、记录、维护,并作为管道永久记录的一部分,记录的信息表见表3

2.2 使用GPS

为方便和记录内检测,考虑使用GPSGPS所采用的坐标系统不依赖于管道或其他以地面为基准的坐标系统,可识别并修正管道设点错误。GPS以独立的地理参考格式,提供记录所有内检测相关信息的简单方法,使内检测数据与管道地理信息系统更容易整合。

一旦建立起精确的管道GPS坐标,除非在管道环境调查中发现管道存在岩土或其他外力危害,否则不必再进行GPS测量。如果将内检测和GPS坐标关联起来,精确的管道GPS坐标可能使今后的检测不需要使用地面标识点或基准点。

2.3 标识器同步

标识器在发送之前与检测器进行时间同步。标识器不仅可以探测检测器的通过,还可以通过比较时间来定位检测器在记录中的相对位置。

2.4 跟踪重要阶段

如下情况应通知管道调控中心:检测器准备发送时;检测器己发送并跟踪;管道流量或检测器运行发生异常时;检测发现管道输送条件发生改变时;正常间隔时间内,跟踪人员无法确认检测器位置时;检测器多次提前到达中间增压站、过球指示器或接收位置时;当接收到检测器,且管道能切换至正常运行流程时。

2.5 应急计划

内检测前应制订应急计划,应急计划宜包括诸如通信线路、用于推出检测器(发生卡堵时)的操作、检测器解体时的操作、运行故障、通过切管取出检测器等。应急计划同时宜考虑运行失败的可能性(由于检测器本身或管道条件)和是否需要重新运行检测。同时,应急计划中应包括完善的应急组织。

3 地面定标注意事项

一般要求定标点间距不超过1km,在高程落差比较大或者穿跨越区域应加密设置。沿管线正上方以1km的间隔距离进行参照点的GPS测量(特殊部位加密摆放)。这些点将作为后续检测器运行过程中的跟踪点(Marker盒摆放点)和管道特征定位的参考点。

所有定标点处的埋深(地面到管道中心线的距离)不得超过2.5m,定标点尽可能避免设置在铁路、公路和高压线附近区域;此外,还需在干线阀门中心线上游5m10m(4m8m)各设置一处定标点(具体距离以该定标点位于阀门上游的室外原则而定),埋设固定地标后进行相关测量。

通过地面测量生成经纬高程坐标,可以转换为以发球筒为原点的相对坐标,因此,提供给检测公司的只是管道的相对坐标。检测公司将提供一个电子表格用于相对坐标转换。GPS测量及相对坐标转换工作可以和清管工作同时进行,但在运行检测设备前必须完成。

为了补偿传感器的漂移,必须将惯性测量装置中记录的路线与沿管道中心线固定间距的地面GPS测量位置相关联。为确保高精确度和合适的报告时间标度,这些地面GPS测量必须高度精准。

地面GPS测量中的任何失误都可能影响最终报告的管道走向。这些失误也可能因惯性测量装置的漂移量而被放大,从而会篡改测量点之间的管道走向。因此,必须确保地面GPS测量的准确性。

还可以将含铁磁性定标牌或磁铁用作永久性定标点,直接放置到管道上作为定标点。但仍必须对该类定标点位置进行GPS测量,且必须在该等位置正上方设置定标桩,以识别铁磁性定标牌的位置。

4 现场配合工作风险识别

对于面临的各类风险必须在现场实施方案中全面识别,制定相应的预防措施。同时,现场跟球过程中应成立后勤保障组,控制人员面临的风险,保障现场安全。现场配合工作中主要面临的风险有以下两个方面。

4.1 人员面临的风险

人员面临的风险主要有以下几个方面:在装载和收发球区域组建并操作检测工具以及所有的支持设备,被卡车、叉车、载荷、车辆后挡板/侧挡板撞击,造成挤压伤害、骨折、切割伤&擦伤。遇到雨雪天气,道路泥泞,导致车辆侧翻或者陷入泥土中:跟球人员徒步进入监测点可能导致滑倒、跌伤等伤害;收发球间距较长,流速减慢,跟球时间长,人员不足,不可避免地导致跟球驾驶员长时间疲劳驾驶带来的交通风险:由于输气管道站间距较长,跟球人员过度疲劳带来的生理、心理危害,诱发疾病,以及跟球过程中遭受野外蚊子、昆虫等叮咬致病;搭建发球装备以及在使用后撤离发球装备,包括任何专用设备的组装和拆装、使用木头设置摆放托盘的平台以及使用推车,摆放垫木、连接支腿、操作推动盘、调整托盘高度或连接反应式驱动设备(如果适用的话)时造成手指/手掌挤压伤或剪切伤。尖锐或粗糙边缘可能造成手和腿的擦伤和切割伤;收发球过程中对球筒实施氮气置换,并在现场配备可燃气体探测器,防止可燃气体的聚集。除非在进行了多次清管或者检测后,经过对推出的污物进行分析,证明推出的污物中不存在硫化亚铁等可能会导致自燃的物质存在,可考虑不进行氮气置换,否则,必须进行氮气置换。

4.2 设备面临的风险

设备面临的风险主要有以下几个方面:检测器跟踪仪可能因为电池不足,压力、温度、振动等原因导致跟踪仪信号丢失;检测器可能由于管道变形、弯头曲率半径过小、阀门没有完全打开等原因导致卡堵;如果管道内存在大量的游离水,在高压下可能会在管道的特殊点(如阀门、壁厚变化处、缺陷处等)生产冰,大量的冰被检测器推动而集结有造成冰堵的风险;管线沿线大于管径30%的三通有些没有挡条或挡板,可能会导致三通停球;由于管道内部条件、皮碗质量原因,可能会导致皮碗过度磨损,从而使检测器丧失动力而停滞。

5 总结

现场配合工作的好坏在一定程度上决定着内检测工作的成败,对于获取高质量的检测数据也具有至关重要的作用,检测管道的主要目的是识别管道特征(如腐蚀、焊缝异常、凹坑等)的位置在哪里,如果无法识别管道特征的位置,那么提供的每一处特征的预测尺寸就没有意义。同时,现场配合工作纷繁复杂,也需要制订详细的工作计划,控制人员组织、探管、测量埋深、标识盒摆放间距等关键的环节,识别存在的风险,提前做好预控措施。


戴联双冯庆善张海亮,中国石油管道公司

靳峰李岳彬中原输油气分公司。

原公开于CIPC2013