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锅炉采暖金属软接头:管道完整性管理的知识体系构建
浏览: 发布日期:2018-04-12

管道完整性管理的知识体系构建

帅健

中*石油大学(北京)

 

 

完整性管理有别于传统的管道管理,对从业人员的技术水平要求较高,而现有从业人员的数量、专业素养等方面相对于管道完整性管理的发展有所滞后,人才培养和完整性管理的需求还不匹配。解决完整性管理专业人才短缺的途径,*是对在职人员的培养,二是在高等教育体系中融入完整性管理教学,无论是在职培训还是高等教育,都亟需建立完整性管理的知识体系,奠定人才培养的基础。

笔者在多年的教学经验、科研成果以及工程实践的基础上编写完成了高等院校石油天然气类规划教材《油气管道完整性管理》。该教材内容涵盖管道完整性管理的主要技术方法,包括管道完整性管理体系构建、管道系统组成及其危害因素识别、数据收集、高后果区识别、风险评价、内检测、直接评价、缺陷评价、维护维修、效能评价、管道地质灾害预防以及站场完整性管理的*些做法等。本文结合该教材,提出管道完整性管理的核心知识*域,探索知识体系构成,建立知识体系框架。

科学合理的知识体系不仅是人才培养的基础,也是学科*域走向成熟的重要标志,因此也非常有必要对管道完整性管理的学术成果、工程实践经验进行分析与整合,提炼出*个具有内在逻辑结构的知识体系,推动管道完整性管理研究的进*步发展。

 

1  概念界定

 

完整性引自英文单词“integrity”,integrity的本意是“the state of being united as one complete thing”(朗文词典),指的是*种未受损坏、不被分离的状态。

与“完整性”相对的是“缺陷”。油气管道的缺陷,指的是管道及其附属结构物理上的损失或损.。缺陷是危害因素,如果不能及时发现并处理,就有可能引发事故。管道系统产生缺陷的原因是多方面的,有内在的,也有其外在原因,内在原因是管道系统的性能退化,如管体的腐蚀、防腐层的老化等,金属材质的管道因腐蚀和疲劳等原因总体上的性能是不断劣化的,因而在管道运营期间会滋生许多缺陷,*些缺陷也可能于制造和安装期间就已存在,在运行期间暴露并进*步恶化;外在原因也有两方面,其*是外部自然环境因素,如管道及其周边地区的地质灾害,如滑坡、泥石流、洪水等,可导致管道的损毁,其二是周边的人类活动的影响,如管道及其周边地区的建筑施工、道路施工、非开挖工程及其它生产活动等,还有不法分子的打孔盗油等。管道系统中的缺陷客观上是*避免的,或多或少地存在不同形式和不同尺度的缺陷或损.,但不应该存在影响其结构功能的缺陷。

就“完整性”字面意思来讲,它应该是指结构或系统没有任何的物理损.,然而,这样的定义和实际情况不完全相符,因为不影响结构功能的缺陷还是允许存在的,此外,无限制地消除*些微小缺陷,也将导致费用的急剧增加,有悖于“安全-效益”应该相平衡的原则。因此将管道完整性定义为:完整性指的是管道具备抵抗内部以及外部因素的影响并保持安全运行的能力,它有以下几方面的含义:

(1)不存在影响其安全性的缺陷或损.;

(2)功能上是完整的;

(3)结构是安全可靠的;

(4)始*处于受控状态。

管理是有计划、组织、指挥、协调及控制等职能为要素组成的活动过程。管道完整性管理即是为保持管道完整性而进行的*系列活动,体现在对导致管道缺陷或损.的各类危害因素进行综合的、*体化的管理。管道完整性管理的实质是指管道企业针对不断变化的管道系统自身缺陷和周边的社会和环境影响因素,及时进行危害识别和风险评价,并通过监测、检测、测试等多种技术手段,诊断管道的安全状态,并实施有效的风险管控措施,从而将管道运行的风险水平控制在合理的、可接受的范围内,.*达到持续改进管道安全性、减少和预防管道事故发生、经济合理地保证管道平稳运行的目的。

 

2  核心知识*域

 

完整性管理的对象是管道系统。就系统的构成来看,油气管道系统包括线路管道和站场设施两大部分。管道线路由钢质管体、防腐涂层以及阴.保护系统构成,其中,管体是管道承压主体,涂层和阴.保护则构成了对钢管腐蚀的双重防护;站场设施包括压缩机、泵、收发球筒、计量器以及其它诸多附属设施。正确辨识在管道本体、涂层、阴.保护及站场设备设施方面的问题,是制定管道完整性管理方案的前提。

管道完整性管理实施的内容包括数据收集、高后果区识别、风险评价、完整性评价、风险管控与效能评价等六方面的内容,其中数据是基础,高后果区管理是重点,风险评价是决策依据,完整性评价是对管道安全状态的检测与诊断,风险管控是基于风险评价与完整性评价结论而对管道实施风险减缓措施,效能评价是为了持续改进,这六项内容在实施过程中相互相存,顺序推进,并持续循环,达到持续改善管道完整性的目的。

完整性管理活动的开展依赖于管理体系,管理体系是维持企业运作和取得效益的*系列管理流程、机构、理念、人员的总称。完整性管理体系是保持管道完整性所需的组织机构、人员职责、例行做法、技术手段和资源,还包括企业完整性管理的方针、目标和指标等。

完整性管理活动的开展,需要进行大量的技术分析和评估,其中的关键技术主要集中在安全检测与评价、安全监测与预警、风险评价与管控、维抢修技术与装备等方面。

依据管道完整性管理的实施内容,对完整性管理活动、支持技术以及流程控制的相关知识进行再组织,确定完整性管理的核心知识*域如图1所示,分为背景知识、管道系统构成知识、管理体系知识、技术方法知识四个方面,这几个方面的知识*域也不是.立存在,而是相互联系的。

图1 管道完整性管理的核心知识*域

 

3  知识体系框架

 

知识体系是就是把*些零碎的,分散的相对.立的知识概念或观点加以整合,使之形成具有*定联系的知识系统。针对图1 中梳理的核心知识*域,围绕完整性管理的实施内容及工作流程,确定知识*域内知识内容的基本组成部分,并按照“知识*域—知识单元—知识点”的三层结构,将管道完整性管理中涉及的知识内容分解到知识单元,再把*个知识单元细分为若干个知识点。细分后管道完整性管理的知识内容体系框架见图2。通过该知识体系框架,能够更好地把握管道完整性管理各种属性和关系的内在联系,进*步审视当前完整性管理研究的状态和效果,同时也对完整性管理的实践活动起到*定的指导和借鉴作用。

 

图2 油气管道完整性管理的知识体系框架

 

在管道完整性管理的知识体系框架构建中,需要注意到以下几个方面的问题:

(1)注意学科交叉,管道完整性管理涉及安全、力学、材料、信息、自动化以及油气储运本身,所以应该大量吸收其它相关学科知识。

(2)来源于工程实践,完整性管理属于新*域,没有现成的知识体系可*借鉴,需要对工程实践经验进行总结,将经过实际工程检验的管理措施、技术方法等纳入知识体系。

(3)反映.新科技成果,通过不断消化吸收*外的先进经验和技术,我*在油气管道完整性管理技术方面取得丰硕成果,如管理体系理论、数据管理、内检测技术、地质灾害监控技术等方面取得了重大进展,为管道完整性管理知识体系的构建奠定了坚实基础。

此外,管道完整性管理的知识体系是*个不断发展和开放的体系,在以后的学术和实践研究中,还需要对图2 所示的知识体系框架进行适当的补充、修改和完善,不断丰富管道完整性管理的知识内涵,并扩大其外延,从而使管道完整性的知识体系框架更具有包容性。

 

4  结束语

 

总体而言,管道完整性管理知识体系框架是多学科方法聚焦于管道完整性的管理活动和技术方法,并在此基础之上进行理论抽象与概括而形成的,属于*种整体性的逻辑梳理。当前,管道完整性管理的知识体系框架实质上仍是由多种相关学科的知识整合而成的,即按照管道完整性管理的工作流程及其实施内容的内在逻辑,将与管道完整性管理相关的不同学科知识,纳入到管道完整性管理的知识体系中。然而,管道完整性管理的发展*今的历史较短,很难*下子就走向体系化。随着管道完整性管理实践应用的深入和信息技术水平的提高,管道完整性管理知识体系中的某些知识点还需要被修正、淘汰和取代。

 

参考文献:

[1] 帅健, 董绍华. 油气管道完整性管理. 石油工业出版社,2017年

 

作者:帅健,中*石油大学(北京)机械与储运工程学院教授、博士生导师。