基于风险的检测（RBI）在海底管道完整性管理中的应用

发布时间：2020-05-26 00:39

【摘要】：我国具有丰富的海洋石油资源,在海洋油气的开发中,海底管道作为海洋油田生产系统的生命线,其运行状况直接关系到海上油气田的安全生产。目前,国内许多老管道普遍存在着老化腐蚀等事故频发问题,严重影响着油气输送。因此,建立合理的检测机制及时预防管道的失效以保证管道的正常运行对我国海洋石油开发有着重要的意义。传统的海底管道检测计划是按照固定的时间对管道进行检测,这种检测具有被动性、盲目性以及无序性,而基于风险的检测是在风险分析的基础上制定检测计划,具有主动性、明确性及有序性,本论文主要讨论了基于风险的检测在海底管道中的应用。目前,国外已经针对海底管道开发出了基于风险检测的软件,例如挪威船级社(DNV)的"ORBIT+Pipeline"。但是在国内,基于风险的检测技术只是停留在理论分析上,真正能够形成技术力量以及成果的还未见报道。首先,本文对基于风险的检测原理进行了详细的说明,包括基本概念、实施步骤以及具体实施过程等。基于风险的检测实施步骤主要包含初步筛选、初始分析及详细分析。初步筛选主要是根据经验排除不相关的风险,确定潜在的失效模式,初始分析就是按照定性的分析方法对管道的每一种失效形式进行评估,最后的定量分析就是在定性分析的基础上,进一步对严重的失效形式进行量化分析,校核该失效形式能否造成管道破坏。在基于风险的检测每一个过程中,都必须对每一种失效形式进行失效概率以及失效后果的分析,这是该论文中最重要的一环。其次,论文针对海底管道基于时间的失效模式进行了系统的分析,包括内部腐蚀、外部腐蚀以及管线侵蚀,这三种退化机理造成的后果都是管壁的减薄,在定性分析中,主要是根据经验得到风险等级,然后根据风险矩阵确定检测时间。定量分析中,首先根据这三种失效模式的退化速度计算以后每年的缺陷数据,然后根据结构可靠性理论计算失效概率,将其与选定的目标可靠性指标对比,得到管线需要检测的具体时间。然后,论文针对海底管道基于事件的失效模式进行了完整的评估,包括管线悬跨梁分析、稳定性分析以及管线第三方破坏。海底管道基于偶然事件的失效形式,具有不可预测性,失效概率不随时间改变,在这种情况下,只有根据管线运行外部环境的参数入手,对导致管道失效的破坏形式进行概率分析,同时建立相关模型分析评估这些偶然事件是否能造成管线的失效。最后,论文进行了基于风险的检测软件编制,经过验证该软件已经被马来西亚国家石油公司接受,目前正在推广应用。本论文的理论成果及编制的软件对保证海底管道完整性,减少管道泄露事故发生有重要的现实意义。同时,笔者对基于风险的理论工作进行了展望,认为应该将该理论应用于不可检测的海底管道中更加有意义。
【图文】：

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程安全改进措施外，RBI检测程序可以节约大量成本，防止出现高额的维修费用，有效地预防各种管道事故的发生[0]。图2.1表示了随着检测程度和频率的增加，风险水平的变化曲线。图2.1中上面的曲线代表着应用传统检测程序时的风险。没有检测时，风险水平很高。随着检测活动投入，风险水平急剧下降，当风险降低到一定水平后，检测行为引起的风险水平的降低逐渐趋于平缓。需要注意的是，对于传统的检测程序，如果过度检测，风险水平甚至可能回升。因为特定条件下，，侵入性检测可能导致管道额外退化，再如检测活动破坏了管道的保护层等。{传统检测程f//序下的风险风险应由了RBI技术下后的风险检测水平--卡图2.1应由了RBI技术降低了风险101RBI技术的实施过程是一个持续改进的过程，一如图2.21‘0]所示。通过该过程不但可以持续的改进对管道的检测，并且可以降低海底管道系统?

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i喻尔滨l一程大学硕十学位论文(例如检测结果)或数据发生变化时，要进行RBI项目的再评价以便重新评价风险管理计划也应当进行相应的调整。RBI另外一个优点是可以识别当前检测技术用方面的缺陷。在有些情况下，检测技术不能充分或者有效降低风险，可以实施险减缓措施。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P756.2

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