管道內(nèi)檢測(cè)效能指標(biāo)體系研究

王昊澤，汪 珉，付春艷，戴聯(lián)雙

1.中油國(guó)際管道有限公司，北京 100083

2.中國(guó)石油管道公司秦皇島輸油氣分公司，河北秦皇島 066000

3.中國(guó)國(guó)際工程咨詢公司，北京100048

4.中國(guó)石油管道公司，河北廊坊 065000

1 概述

中國(guó)石油管道公司2004年開(kāi)始著手完整性管理研究，并開(kāi)始探尋最合適的內(nèi)檢測(cè)技術(shù)，2007年開(kāi)展了慶鐵線三軸高清漏磁檢測(cè)，隨后又開(kāi)展秦京線、鐵秦線等老管道的內(nèi)檢測(cè)，內(nèi)檢測(cè)技術(shù)也從摸索逐漸走向成熟，尤其在螺旋焊縫信號(hào)識(shí)別方面建立了“馮慶善-Jeff”缺陷識(shí)別方法，該成果獲得由美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）頒發(fā)的全球管道獎(jiǎng)。管道內(nèi)檢測(cè)由初期管道運(yùn)營(yíng)商對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的懷疑，逐步發(fā)展到全面推廣應(yīng)用，并寫入相關(guān)的法律法規(guī)中。由此可見(jiàn)開(kāi)展管道內(nèi)檢測(cè)的必要性毋庸置疑，但目前管道內(nèi)檢測(cè)還存在以下幾方面的問(wèn)題：

（1）是否有必要采用高精度的管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)。精度越高，設(shè)備越先進(jìn)，對(duì)管道自身的條件要求也越苛刻（如管道的曲率半徑、內(nèi)壁清潔程度等），成本肯定也越高，投入的費(fèi)用也越大。

（2）如何驗(yàn)證管道內(nèi)檢測(cè)結(jié)果。當(dāng)前通過(guò)開(kāi)挖和修復(fù)來(lái)驗(yàn)證，但是存在開(kāi)挖樣本太少、開(kāi)挖數(shù)據(jù)收集不全的問(wèn)題，很難有效衡量?jī)?nèi)檢測(cè)報(bào)告質(zhì)量，也很難評(píng)估檢測(cè)服務(wù)是否達(dá)到合同中的約定。

（3）管道內(nèi)檢測(cè)結(jié)果如何指導(dǎo)維護(hù)維修。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，計(jì)劃性安排修復(fù)、監(jiān)控以及確定再檢測(cè)周期，這需要準(zhǔn)確、可靠的內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)還需要根據(jù)管道運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估來(lái)制訂切實(shí)可行的維護(hù)維修策略。

（4）管道內(nèi)檢測(cè)到底發(fā)揮了多大作用。在大部分的運(yùn)營(yíng)商看來(lái)，尤其是私營(yíng)企業(yè)，總會(huì)認(rèn)為管道內(nèi)檢測(cè)投入太大，而事故是偶爾發(fā)生的，因而對(duì)這種機(jī)會(huì)成本評(píng)估時(shí)，也時(shí)常會(huì)感到管道內(nèi)檢測(cè)沒(méi)有發(fā)揮滿意的效果和創(chuàng)造客觀的效益。

這四個(gè)問(wèn)題其實(shí)也就是指如何開(kāi)展管道內(nèi)檢測(cè)的專項(xiàng)效能評(píng)價(jià)。所謂效能評(píng)價(jià)其實(shí)質(zhì)就是一種自我提高和改進(jìn)的方式，主要包括評(píng)估前期的工作效果，總結(jié)取得的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)管理和技術(shù)方面存在的不足，提出改進(jìn)的措施，將經(jīng)驗(yàn)和成果反饋到規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，以便提高未來(lái)工作的效率和效果。

2 效能評(píng)價(jià)方法

文獻(xiàn)[1]和[2]都提供了一種開(kāi)展管道完整性管理系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)的方法。其中，文獻(xiàn)[1]從管道企業(yè)或運(yùn)營(yíng)商的管理對(duì)象和完整性管理工作內(nèi)容兩個(gè)維度綜合考慮，針對(duì)每項(xiàng)具體工作設(shè)定效能度量指標(biāo)，構(gòu)建管道完整性管理效能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；而文獻(xiàn)[2]是對(duì)完整性管理方案執(zhí)行質(zhì)量的考核。以上文獻(xiàn)論述的兩種方法都是一種綜合性的效能評(píng)價(jià)方法，在其指標(biāo)體系和考核內(nèi)容中都涉及了內(nèi)檢測(cè)效能的相關(guān)內(nèi)容，但是相對(duì)比較粗略，還需要進(jìn)一步地細(xì)化管道內(nèi)檢測(cè)專項(xiàng)效能評(píng)價(jià)，以便更好地支撐綜合性的效能評(píng)價(jià)。

對(duì)于管道內(nèi)檢測(cè)的效能評(píng)價(jià)可分為前端效能評(píng)價(jià)和后端效果直接評(píng)價(jià)。管道內(nèi)檢測(cè)效能評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 管道內(nèi)檢測(cè)效能評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系

3 管道內(nèi)檢測(cè)前端效能評(píng)價(jià)

管道內(nèi)檢測(cè)的效能評(píng)價(jià)根據(jù)管道內(nèi)檢測(cè)實(shí)施過(guò)程、工作內(nèi)容、以及內(nèi)檢測(cè)結(jié)果發(fā)揮的作用等因素可以劃分為兩個(gè)方面的指標(biāo)：一是內(nèi)檢測(cè)實(shí)施過(guò)程中的管理效能指標(biāo)；另一方面是內(nèi)檢測(cè)實(shí)施過(guò)程中涉及的技術(shù)效能指標(biāo)。

3.1 管理效能評(píng)價(jià)

管理效能包括了對(duì)前期準(zhǔn)備工作、現(xiàn)場(chǎng)組織與實(shí)施及異常事件分析方面的考查，評(píng)估在這些工作過(guò)程中的管理是否有效，是否存在需要改進(jìn)的地方，以及有哪些值得推廣的經(jīng)驗(yàn)和成果。

3.1.1 前期準(zhǔn)備工作

前期準(zhǔn)備工作需要收集、整理和評(píng)估內(nèi)檢測(cè)對(duì)象的資料，根據(jù)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況，分析后續(xù)工作存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并制訂預(yù)控措施。以原油管道為例，應(yīng)完成表1～2所示的信息確認(rèn)，并根據(jù)前期準(zhǔn)備工作成果形成清管實(shí)施方案和內(nèi)檢測(cè)實(shí)施方案。這個(gè)階段應(yīng)采用后評(píng)價(jià)的方式來(lái)評(píng)估效能，主要用來(lái)審核清管實(shí)施方案和內(nèi)檢測(cè)實(shí)施方案內(nèi)容的完整性和風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的全面性，以及提出的各項(xiàng)措施的執(zhí)行情況。

3.1.2 組織與實(shí)施

現(xiàn)場(chǎng)組織與實(shí)施主要包括兩方面的內(nèi)容，分別是清管現(xiàn)場(chǎng)的組織與實(shí)施和內(nèi)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的組織與實(shí)施。這個(gè)階段在管理方面的效能評(píng)價(jià)主要衡量是否高效、順利地完成了清管和內(nèi)檢測(cè)的任務(wù)，包括清管隊(duì)伍的人員調(diào)集時(shí)間節(jié)點(diǎn)安排、清管與內(nèi)檢測(cè)工作銜接的時(shí)效性等，評(píng)估是否在現(xiàn)場(chǎng)工作中節(jié)約了時(shí)間、人力和物力資源，是否符合了環(huán)保要求，是否規(guī)避了前期工作識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.3 異常事件分析

異常事件分析也是管理效能評(píng)估中非常重要的一部分，對(duì)后續(xù)事故預(yù)防和管理提升有重要的作用。通過(guò)對(duì)異常事件分析的內(nèi)容，可以進(jìn)一步考核管理的執(zhí)行力和效果。因此，對(duì)于異常事件需要有詳細(xì)的記錄和報(bào)告，以便更好地實(shí)施效能評(píng)估。這里主要考查是否有完整的過(guò)程記錄和總結(jié)報(bào)告。

另外，對(duì)于管理效能評(píng)估還有一個(gè)重要的指標(biāo)，即是否分析了管道面臨的威脅，并基于風(fēng)險(xiǎn)選擇了內(nèi)檢測(cè)設(shè)備的類型。通常來(lái)說(shuō)，對(duì)于首次檢測(cè)都采用較高性能的內(nèi)檢測(cè)設(shè)備，以便更好地全面了解管道的狀況；再檢測(cè)時(shí)，可根據(jù)上一周期內(nèi)檢測(cè)識(shí)別的管道存在的缺陷類型來(lái)進(jìn)行設(shè)備選型。

3.2 技術(shù)效能評(píng)估

技術(shù)效能評(píng)價(jià)主要包括清管技術(shù)、內(nèi)檢測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)、開(kāi)挖驗(yàn)證技術(shù)方面的考查，評(píng)估這些技術(shù)的適宜性和效果，分析是否還存在局限性和改進(jìn)的空間。

3.2.1 清管技術(shù)

對(duì)于清管技術(shù)的效能評(píng)估主要包括清管器類型選擇是否適宜、清管器發(fā)送順序是否合理以及是否滿足了內(nèi)檢測(cè)設(shè)備對(duì)于管道內(nèi)雜質(zhì)的最大限量要求等。對(duì)于特定的管道，還應(yīng)當(dāng)分析是否有更加有效的清管器和實(shí)施方式能提高效率和效果。

表1 前期準(zhǔn)備工作信息確認(rèn)（a）

表2 前期準(zhǔn)備工作信息確認(rèn)（b）

3.2.2 內(nèi)檢測(cè)技術(shù)

內(nèi)檢測(cè)技術(shù)的效能評(píng)估主要包括內(nèi)檢測(cè)器的選型是否適宜、同類型管道類比效果分析，以及存在的局限性。衡量在運(yùn)行過(guò)程中的一次成功率，檢測(cè)器的檢出率、識(shí)別率、采樣間隔等指標(biāo)性能[4-7]。

3.2.3 數(shù)據(jù)分析技術(shù)

數(shù)據(jù)分析技術(shù)的效能評(píng)估主要包括用戶軟件的友好性、信號(hào)通道的完整性和數(shù)據(jù)質(zhì)量。評(píng)估信號(hào)數(shù)據(jù)中是否包含了支管、彎頭、三通、閥門等管道上明顯的特征。

3.2.4 驗(yàn)證技術(shù)

對(duì)于內(nèi)檢測(cè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有完成報(bào)告特征的現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖驗(yàn)證前這個(gè)項(xiàng)目就不算完成。開(kāi)挖驗(yàn)證的過(guò)程可以確認(rèn)檢測(cè)技術(shù)是否合適，驗(yàn)證報(bào)告是否有效。報(bào)告特征的現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，可以為以下兩個(gè)方面提供有益幫助：一是報(bào)告的特征幫助運(yùn)營(yíng)商了解管道的狀況，為下一步需要采取的措施提供決策支持；二是對(duì)于那些不能進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)證的管道，提供工具的檢測(cè)性能規(guī)格。為了指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商制訂預(yù)防維護(hù)計(jì)劃，確定檢測(cè)性能規(guī)格是非常有必要的。這也是內(nèi)檢測(cè)效能評(píng)價(jià)非常重要的一部分。

4 后端效果直接評(píng)價(jià)

在后端效果直接評(píng)價(jià)中主要依據(jù)開(kāi)挖驗(yàn)證結(jié)果和完整性評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)評(píng)估。通常根據(jù)一條管道或者一家檢測(cè)服務(wù)公司來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)估其檢測(cè)結(jié)果中關(guān)于金屬損失缺陷和焊縫缺陷等是否滿足了檢測(cè)器的性能規(guī)格要求。

有幾個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題：一是需要調(diào)查打孔盜油閥門處置、缺陷泄漏等的平均成本；二是分析缺陷發(fā)生失效的可能性和失效后果的嚴(yán)重程度；三是衡量基于內(nèi)檢測(cè)結(jié)果完成的修復(fù)和制訂的維護(hù)維修策略潛在的安全保障效益，通?？梢愿鶕?jù)歷年來(lái)處置打孔盜油和泄漏搶險(xiǎn)的平均費(fèi)用，分別衡量?jī)?nèi)檢測(cè)識(shí)別的打孔盜油閥門、嚴(yán)重的金屬損失缺陷和焊縫缺陷的經(jīng)濟(jì)效益。

5 總結(jié)與展望

目前，對(duì)于管道內(nèi)檢測(cè)的效能評(píng)價(jià)還存在一定的局限性，主要原因在于沒(méi)有很好地跟蹤全過(guò)程，包括從計(jì)劃?rùn)z測(cè)到完成修復(fù)，從一個(gè)點(diǎn)的修復(fù)到完成一條線的修復(fù)；沒(méi)有很好地總結(jié)整條管道內(nèi)檢測(cè)情況，缺乏統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的支持；同時(shí)，也沒(méi)有很好分析各類失效、泄漏事故的影響、損失的價(jià)值，沒(méi)有做好從技術(shù)層面對(duì)清管技術(shù)、內(nèi)檢測(cè)技術(shù)、開(kāi)挖驗(yàn)證技術(shù)等方面的解釋和分析。所以目前對(duì)于內(nèi)檢測(cè)效能評(píng)價(jià)建立的指標(biāo)體系和方法還比較粗略，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用還需要不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，完善相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

對(duì)于管道內(nèi)檢測(cè)的效能評(píng)價(jià)，基于現(xiàn)階段的情況應(yīng)分階段實(shí)施評(píng)價(jià)：

第一階段是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行情況評(píng)價(jià)，主要從是否按照計(jì)劃執(zhí)行檢測(cè)，是否規(guī)避了現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)等管理效能進(jìn)行評(píng)估；第二階段是對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)，主要從通道是否完整，檢測(cè)技術(shù)是否適宜性等管理效能進(jìn)行評(píng)估；第三階段是后端效果直接評(píng)價(jià)，明確開(kāi)挖驗(yàn)證符合率是否達(dá)到合同要求，對(duì)內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析有哪些提高的作用，對(duì)信號(hào)識(shí)別有哪些作用等；第四階段是對(duì)基于完整性評(píng)價(jià)的維護(hù)維修是否符合實(shí)際情況、是否考慮了當(dāng)前的維搶修能力、評(píng)價(jià)是否指導(dǎo)了安全運(yùn)行管理等方面修正后端效果直接評(píng)價(jià)。

[1]鄭洪龍，許立偉，谷雨雷，等.管道完整性管理效能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2012,31（1）：8-12.

[2]馮慶善，李保吉，錢昆，等.基于完整性管理方案的管道完整性效能評(píng)價(jià)方法[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2013，32（4）：360-364.

[3]STEPHEN R G，DAVID W.Guidance on in line inspection first run success[C]//Proceedings of IPC.Calgary：IPC，2012.

[4]API1163-2013，In-line inspection systems qualification[S].

[5]ASNT ILI-PQ-2005，In-line inspection personnel qualification and certification standard[S].

[6]NACE RP 0102-2002，In-line inspection of pipelines[S].

[7]GAO M，KRISHNAMURTHY R.In-line-inspection performance verification-POD，POI，POFC and sizing[C]//China International Oil&Gas Pipeline Conference.Langfang：CIPC，2009.