燃气管网完整性管理的数据收集与整理「天然气智库」

燃气管网完整性管理的数据收集和整理工作是一项非常具有挑战性的难题，需要从多个角度评价管道的风险因素，并搭配科学有效的运营策略，实现管道的完整性管理。

文：卢辰菲、詹淑惠（北京建筑大学）

城镇燃气管网的完整性管理是管道管理企业充分考虑到管道所安装的实际环境，为了延长管道的使用寿命，充分评估运行过程中可能遇到的风险和损失，保证管道的正常使用。管道的完整性管理有利于预防管道事故的发生，同时降低成本，实现降低管道失效风险的目的，对于城镇燃气管网的维护具有重要意义。

1 管道完整性管理的流程

管道完整性管理的重点有两个，一个是 “完整”，另一个是 “管理”。“完整” 代表着管道完整性管理要贯穿管道建设工程的每一个时期，包括管道设计、材料采购、施工过程、工程验收、管道维护等所有步骤。运用完整性管理的理念，才能充分考虑到预防管道事故的各个方面，并对管道之后的维护工作和风险评估做出更加准确地预测。

“管理” 包括多方面工作，管道完整性管理涉及到的工作更加细致全面，包括管道相关数据的采集整理、对数据进行分析、与理论数据进行对比、对管道的风险损耗情况进行评价、做出相关应对方案、方案的实施等六个部分。

目前主要的管道管理技术可以分为两大类，第一大类以完整性为核心，追求对管道全过程的完整管理; 第二类是以风险估测为核心，注重对管道实际使用过程中损耗风险的评估。这两类方法的基本思路相同，都是先对管道进行检测、评价，然后制定措施并实施。

两种管理方法的区别在于侧重不同，以完整性为核心的管理方法对管道运行使用过程中的所有因素都有关注，侧重于管道的使用寿命，最终目标在于让管道能够持续地为用户服务。而风险估测为核心的管理方法更加注重分析运行过程中风险较大的项目，并且注重对后果进行预测、计算发生概率，目标在于把可能带来的损失降到最低。但是随着城市管道越来越复杂，单纯的使用一类方法已经无法满足城市管网系统的复杂需求，目前越来越多的管理者开始同时运用两类管理方法，取长补短，两种方法有融合的趋势。

2 城镇燃气管网完整性管理的主要问题

目前，城镇燃气管网系统在实现完整性管理的过程中面临着巨大的挑战，主要来源于以下几个方面。

2. 1 部分管道年久失修

很多燃气管道建立于20世纪80年代，当时施工人员对于管道的维护管理机制了解不够全面，导致很多管道年久失修，容易出现事故。并且，当时国家对工程建设方面的相关法律法规不完善，对于管道的建设材料和型号要求方面的规定不够细致，导致很多管道建设工程质量不过关，给之后维修工作造成了较大的困难。

2. 2 建设之初技术匮乏

在 21 世纪初期，我国新建设了一大批管道系统，但是受到当时的技术限制，对于管路的铺设不够科学合理，使用的材料不算先进，所做的防腐蚀的工作也比较简单。并且，当时对管道的基础信息如材质、管道型号等没有系统详细的记录，这些信息的大量缺失导致如今管理人员无法准确的评价这些管道的剩余使用寿命，加大了信息采集人员的工作量，给如今的完整性管理工作造成了困难。

2. 3 公用设施影响检测

随着经济不断发展，社会上的各类公用设施数量越来越多，但是这些公用设施给管道的检测带来了麻烦。常用的管道检测手段有三种，分别是PCM、DCVG 和 CIPS。但是这三种检测方法在检测管道时受到公共设施的影响，检测的效果比直接检测管线差了很多。公共设施的影响容易导致线路检测不全，还导致管道线路的定位非常困难，这也在一定程度上给管道的数据收集和整理工作的开展增加了难度。

3 城镇管网完整性管理的数据收集

所谓数据收集，就是在特定目的基础上，去收集有用的信息，利用这些信息进行分析。目前我国的城镇管网大多埋于地下，地下情况复杂且数据收集难度较大。

3. 1 管段划分

通常在一条燃气管线上的不同管段位置的潜在危险程度是不一样的，随着管道沿线周围环境的变化、使用管材的不同，必须将整条管道划分为多个管段进行评价，增加每段管道数据收集的准确性。

《管道风险管理手册》中给出划分管段依据的标准有以下四点:

1) 人口密度。管道沿线最重要的影响因素是人口密度，如: 1. 6km 长的管段每当人口密度变化大于 10% 时，就插入一个分段点。

2) 土壤状况。管段划分其次考虑的因素是土壤状况，土壤的腐蚀性直接影响到管道的腐蚀风险。所以，每当土壤腐蚀性变化达到 30% 时，就插入一个分段点。

3) 防腐层状况。目前我国燃气管道上较常使用的外覆盖层有: 石油沥青、煤焦油瓷漆、熔结

环氧粉末、挤出聚乙烯、三层 PE 涂层、聚乙烯防腐带、环氧煤沥青等。当管线的防腐层种类、绝缘性能发生重大变化时，可插入一个分段点。

4) 管道使用年限。划分管段最后考虑的因素 是使用年限，每当管线的使用年限有明显差别时， 设定一个分段点。

3. 2 管网历史数据与日常数据收集

完整性管理的数据收集需要在建设初期就开始进行，通过相应的技术手段和评价方法对建设过程中的风险进行预判，最大程度的保证管道使用过程中的完整性。另外，管道的设计、建设、维护等相关信息，应构建数据库，便于管理人员对数据进行分析，从而做出科学的决策。数据的收集主要包括两个方面: 一是历史数据的收集; 二是后期日常数据的采集。

1) 历史数据收集。应尽量多的收集管道相关数据，为燃气管道完整性管理提供数据支撑。历史数据包括管道建设初期的设计资料和图纸、周边地区的地形图、施工检测报告、验收报告、选用材料证书、参考的各种规程规范等。

2) 日常数据采集。收集日常定期检查数据， 管道在交工投入使用后应当进行定期检查，做好定期检查过程中的数据收集。外腐蚀对于管道的寿命有着严重的影响，因此外腐蚀评价可以直接用于管道完整性管理的风险评估。但由于城市燃气管网错综复杂，给定期检查带来了很大的挑战，如果依然延用过去逐个检测的方法，不但会浪费大量人力物力，而且容易延误对管道的修复时间，导致某些已经出现问题的管道无法得到及时有效的修复。因此需要制定特殊的检测方案，并配套相应的技术设 备。目前外腐蚀的情况评价主要从以下五个数据来判断:

①外部防腐层的腐蚀情况（与建设初期的厚度进行对比）；

②阴极的腐蚀情况；

③土壤环境 ( 土壤湿度、酸碱性等等) ；

④杂散电流干扰情况；

⑤管道内部泄漏情况监测。

城镇管网的检测需要使用多种仪器进行配合，并且对检测的精细程度也有一定的要求。例如，检测的时候，应当以阴极的腐蚀情况作为出发点，对于某些间隔太小的管道，可以使用试片法检测。目标管道的防腐层腐蚀情况通过电位梯度法进行分析。杂散电流容易使防腐层破坏，可以通过管路线上交流电压的变化看出，但是需要使用精确度更高的专用电流表。实际检测时要重点关注防腐层的厚度较小和杂散电流电压较大的位置，要做到以阴极保护为主，用检测手段来辅助，使评价过程更加的高效，评价结果更加的贴近实际。

3) 收集日常风险因素数据。风险因素的相关数据收集是管道完整性管理过程中非常重要的一环。目前我国对于管道完整性管理的风险评估主要使用半定量评价方法。半定量评价方法的原理是肯特完整性管理模型，应用到实际中可以把管道使用过程中的风险因素分为以下几个部分，日常需对风险因素数据进行定期收集。

①第三方的破坏风险;

②自然腐蚀风险;

③设计不合理风险;

④施工过程操作失误风险。

4) 收集日常维修、事故数据。收集日常生产运行维护期间管线检测、维护、事故案例及应急抢修等历史数据，能够为管网完整性管理提供更加安全的抢修方案，从而制定有效的解决办法。其主要包括：

①高风险管道维修方案的收集;

②管道维修的管理数据;

③管道维修的技术数据。

4 城镇管网完整性管理的数据整理

在管道运行过程中，维护人员结合建设情况，对管道的技术数据、基础数据、实效数据、腐蚀情况等进行了收集。数据整理需要对收集到的所有数据进行分门别类，通过筛选分析来对管道的使用情况做出评判，最终利用这些信息做出完整的风险评价。完整性管理是一个长期的过程，管理者利用收集到的数据，分析可能存在的安全隐患，同时对数据不断的更新，通过扩充数据库让评估更具有参考价值。相关人员在这个过程中对管道不断做出维护和修理改进。

管理人员在整理数据时要考虑到多方面因素，尤其应当注意与事件相关的数据，对于事件相关的数据要做到及时的更新，确保时效性。除此以外，还应当制定一个统一的信息管理流程，这一点可以借助于近来发展的网络技术，通过求助于专业的技术人员，构建一个专门的 “城镇管网系统数据汇总平台”，让数据的调用分析变得更加方便快捷，同时也可以为新的管网系统的建设提供更多的参考。

完整性管理系统可以将 GIS 作为建立基础，根据燃气行业的特殊需要，建立一个管道维护的网络信息平台。平台由专人维护，并开发更多的实用功能，比如数据的批量导出等，方便管理人员的风险分析工作。但是要注意信息安全的问题，对于一些涉及国家重要单位的管道，要做好数据的保密工作。数据的访问权由管理人员逐个审核，备份工作要及时做好，保证数据的安全。

完整性管理的最终目的在于让管道在服役过程中的风险降到最低，使管道能够稳定的运行。通过对数据进行收集整理，对异常数据进行分析，将管道的各项性能指标和正常情况进行对照，对管道的工作情况做出评价，最终对燃气管网系统的稳定性做出整体评判，为管理者提供更好的参照依据。

5 结语

完整性管理使管道能够更加稳定的发挥作用，减少维修成本。管理人员应当做好数据的收集与整理，为之后管道的风险评估工作打下基础，充分利用网络平台，实现信息的及时更新和全面共享。对于收集到的数据要结合科学的评价方法，及时做出分析，及时发现管道的问题所在，方便维修人员及时做出调整，让燃气管网系统更加完善Mssq数据完整性约束，更好地服务于城镇居民用户的日常生活。

（编辑：源码门户网）

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