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自动化技术在油气管道完整性管理中的应用

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  摘要:随着社会的不断发展,油气管道建设工作日益推进,对输油管道管理工作重視度越来越高。通过将先进的自动化技术运用到油气管道管理活动中,实现对传统油气管道管理工作的优化与升级,使油气管道管理具有较强的完整性与系统性,使油气开发工作朝着自动化、一体化、现代化的方向发展。为此,本文将针对自动化技术在油气管道完整性进行研究与探讨。
  关键词:自动化技术;油气管道;完整性管理
  随着油气管道建设的不断发展,长输管道自动化技术在油气管道完整性管理中应用日益广泛,通过对输油管道进行检测、监视、控制与管理,为输油管道在运行过程的稳定性与安全性提供可靠保证。
  1 管道泄漏与检测
  1.1 管道泄漏情况
  腐蚀是造成油气管道发生泄漏的主要原因。相关数据显示:中原油田从1993年到1999年间腐蚀穿孔28012次,平均一年发生5000次,所造成的经济损失共计5.7亿余元;胜利油田腐蚀问题极易加快管道的使用寿命,报废更换率加快2.5%,平均每年至少更换400多千米的管线才能够为管道的安全运行提供有利保障。管线长期服役后,受碰撞、腐蚀等因素的影响,必将增加管线的老化速率,导致管线出现裂纹或者是坑蚀现象。随着腐蚀现象、破损现象、冲击现象的不断加大,必将加深裂纹、坑蚀对管线的影响,导致管线出现渗漏现象。
  1.2 检漏原理
  管道检漏技术具有较强的实用性,随着计算机技术与通信技术的不断发展,管道检漏技术得到进一步的提升与优化,全面推动油气行业的发展与进步。通过将SCADA系统运用到相关数据传输系统和主站计算机上,借助预编制软件或者是预编制程序对数据传输系统与主站计算机上的各种信息进行分析与处理,对泄漏管段做出正确的分析与识别,通过对与之相适宜的截断阀进行操作,做好泄漏问题的控制工作。现如今,管道泄漏检测技术在实际应用中主要有超声波检测法、负压波检漏法、动态模型法等。
  2 腐蚀检测与保护系统
  2.1 阴极保护基本原理
  ISO8004文件将降低腐蚀电位达到对电化学保护的目的行为称为“阴极保护”。阴极保护是借助外加阴极电流达到金属阴极极化现象。阴极保护技术在管道防腐工作中的应用,将腐蚀表面阳极与阴极所产生的电位差出去,然后在阴极保护的作用下在阳极与构件之间形成一个电位差,确保阳极所形成的电位小于结构件表面任何位置的电位。此时,结构件成为新腐蚀电池的阴极,阳极能够对阴极保护产生腐蚀作用,但是不会腐蚀阴极的结构件。
  通常情况下,阴极保护主要有两种形式,一种是牺牲阳极法,另一种是外加电流法。
  2.1.1 牺牲阳极法
  一种带有负电位的合金或者是金属偶接到被保护的金属管道上,并将合金或者是金属所在部位作为阳极,构建一个全新的腐蚀电池。因管道上原本所存在的腐蚀电池阳极所拥有的电位比外加牺牲阳极的电位还要正,使整个管道布满负电荷,依靠负电位金属的不但溶解对腐蚀介质实施阴阶极化处理。
  2.1.2 外加电流法
  将外加电流电源的负极与被保护金属连接到一起,将电源正极与辅助阳极连接到一起,借助外部电流对被保护体实施阴极极化处理,将被保护的金属作为阴极。外加电流法阴极保护系统由直流电源、辅助阳极构以及对保护电位进行控制与检测的参比电机组成。辅助阳极是指与直流电源正极连接到一起的电位,在电流系统中过程构成一个电流回路。从恒电位阴极保护视角来看,仅用一支参数比对电极进行控制与处理,其余参比电极均用于检测活动。在恒槽压法阴极保护与控制电流法运用中,可将参比电极运用到各项监测活动中。
  2.2 杂散电流的腐蚀与防护
  从自动化技术在油气管道完整性管理中的实际应用情况来看,杂散电流的腐蚀与防护主要有两种形式,一种是直流电腐蚀与防护,另一种使交流电腐蚀与防护。
  2.2.1 直流电腐蚀与防护
  在直流电的环境下,电气化铁路与接地为回路的输电系统在土壤中形成散杂电流,导致与之相邻的埋地管道出现电化学腐蚀现象。若埋地钢质管道的管道壁厚度在7毫米到8毫米之间,受杂散电流的影响,当钢质管道投产4个月到5个月后,钢质管道就会出现腐蚀穿孔现象。想要降低杂散电流对油气管道的影响,不仅需要减少杂散电流的外来原因,还需要对管道系统实施排流保护,借助具有绝缘性的金属电缆将排流设备与被保护的金属管道连接到一起,将杂流点引导回归电线或者是铁轨上。
  2.2.2 交流电腐蚀与防护
  通常情况下,交流电比直流电对油气管道的影响小,在交流电的作用下钢铁腐蚀率是直流电作用下钢铁腐蚀率的1%。若管道与高压输电性平行架设时,受交变电磁场、静电场等因素的影响,从管道上对交流电压与交流电流做出感应,充分了解交流电压与交流电流对管道所带来的影响。
  3 总结
  综上所述,因自动化系统能够根据石油管道泄露、管道腐蚀等现象做出相应的信息报警处理以及故障定位处理,通过操作人员的实地核实,有效提升油气管道管理的科学性、准确性与可靠性,最大限度降低硬件设施的投入量,为资源节约、环境保护提供可靠保证,具有较高的经济效益、社会效益以及生态效益。
  参考文献:
  [1]李海娜,吴家勇,袁瑞娟,等.输油管道非计划停输故障原因及改进措施[J].油气储运,2018,37(10):1196-1200.
  [2]王怀义,杨喜良.长输油气管道自动化技术发展趋势探讨[J].石油工程建设,2016,42(05):1-5.
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