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积极践行数字化审计奋力谱写管网审计新篇章——记国家石油天然气管网集团有限公司张媛

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中国内部审计 2024年第9期 77-78页

作者：无国家石油天然气管网集团有限公司

张媛,在国家石油天然气管网集团有限公司综合监督部从事数字化审计工作,作为国家管网集团审计数字化建设和大数据审计工作的“设计者”和“开拓者”,短短3年时间,为推动管网审计工作从信息化向数字化、智能化跨越,探索出一条独具特色的... 详细信息

张媛,在国家石油天然气管网集团有限公司综合监督部从事数字化审计工作,作为国家管网集团审计数字化建设和大数据审计工作的“设计者”和“开拓者”,短短3年时间,为推动管网审计工作从信息化向数字化、智能化跨越,探索出一条独具特色的数字化审计转型之路。作为贯彻落实习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略的“第一代”管网人,张媛紧跟集团公司党组推进数字化转型的决策部署,勇于担当、守土尽责,主动扛起管网审计数字化建设工作。

关键词：数字化审计数字化转型天然气管网大数据审计能源安全转型之路信息化积极践行

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油气管道安全仪表系统检验测试方法

油气储运 2024年第8期43卷 944-951页

作者：刁宇李秋娟刘朝阳于子峰张冯银李东阳黄衫陶冶国家管网集团科学技术研究总院分公司国家石油天然气管网集团有限公司国家管网集团北方管道有限责任公司

【目的】智慧管网、无人值守站场的持续建设和快速发展对油气管道站场的安全性、可靠性等提出了更高的要求,安全仪表系统(Safety Instrumented System,SIS)是确保油气管道安全、可靠运行的重要环节。对SIS进行检验测试是确保安全仪表系... 详细信息

【目的】智慧管网、无人值守站场的持续建设和快速发展对油气管道站场的安全性、可靠性等提出了更高的要求,安全仪表系统(Safety Instrumented System,SIS)是确保油气管道安全、可靠运行的重要环节。对SIS进行检验测试是确保安全仪表系统满足设计安全完整性等级的关键,而当前中国尚无有效的技术手段支撑SIS开展检验测试。【方法】调研国内外SIS检验测试技术现状,梳理国内外SIS相关标准规范并结合现场工程实践,提出油气管道行业安全仪表系统检验测试方法,建立包括站场信息采集、故障模式识别、故障覆盖率评价、失效概率计算及安全完整性等级验证方面的SIS检验测试技术体系,明确了SIS检验测试的要求、内容及方法。【结果】通过开展现场SIS检验测试,能够有效识别SIS潜在的硬件故障、SIS错误配置与操作问题、SIS运行过程中存在的管理问题3大类功能安全风险项;提出检验测试覆盖率的简化计算方法,结合检验测试故障覆盖率、检验测试周期等参数可有效验证SIS的安全完整性等级是否满足设计要求,评估站场SIS能否持续提供足够的降险能力。【结论】油气管道现场SIS检验测试方法能够有效指导油气管道行业及其他行业开展SIS检验测试工作,可为提升油气站场SIS运行维护能力和管道企业的风险管控能力提供借鉴与支持。

关键词：安全仪表系统功能安全检验测试安全完整性

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兰成原油管道掺混增输工艺优化

油气储运 2024年

作者：裴卓胜国家管网集团甘肃公司兰州输油气分公司

【目的】随着四川石化对长庆原油需求量的急剧增长，兰成原油管道现行的掺混长庆原油输送工艺面临严峻挑战，传统的输送方式难以满足下游炼厂日益增长的需求，但兰成原油管道掺混输送极为复杂，单纯改变掺混比例并非解决之道。【方法】... 详细信息

【目的】随着四川石化对长庆原油需求量的急剧增长，兰成原油管道现行的掺混长庆原油输送工艺面临严峻挑战，传统的输送方式难以满足下游炼厂日益增长的需求，但兰成原油管道掺混输送极为复杂，单纯改变掺混比例并非解决之道。【方法】系统剖析了兰成原油管道当前掺混输送的现状，深入探讨了制约掺混量进一步提升的关键因素，主要包括油品物性变化、管道结蜡倾向加剧及停输再启动难度增加等。基于大量运行数据与油品配比实验，详细阐述了针对兰成原油管道全年掺混输送的优化策略，重点分析了掺混后油品凝点控制、掺混比例优化、搅拌工艺改进以及清管作业效率提升等方面的具体措施，并提出了详尽的优化方案。此外，为了探索在保障安全运行的前提下掺混量的最大可提升空间，对加热输送工艺的安全性及停输再启动策略进行了科学论证。【结果】全面深入评估了掺混增输对管道运行安全的潜在影响，通过年输量的预测与掺混比例精细调控，计算得出长庆原油全年可掺混输送量的最大理论边界为300×104t，为兰成原油管道的实际运行管理提供了重要的数据支持。【结论】研究成果不仅有助于兰成原油管道运行效率与能力的显著提升，还可为今后掺混输送计划的制定提供宝贵的实践经验与理论依据。

关键词：兰成原油管道掺混输送增输掺混比例停输再启动

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基于管道应变的应力弱磁检测模型

油气储运 2024年第1期43卷 67-74页

作者：田野国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】金属磁记忆(Metal Magnetic Memory,MMM)应力检测技术支持非接触、在线检测,在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力,现有研究缺乏对磁力学关系的全面分析,需要建立一套完整的磁力学关系体... 详细信息

【目的】金属磁记忆(Metal Magnetic Memory,MMM)应力检测技术支持非接触、在线检测,在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力,现有研究缺乏对磁力学关系的全面分析,需要建立一套完整的磁力学关系体系,明确MMM检测信号与弹塑性阶段应力集中的对应关系。【方法】基于J-A理论,建立管道磁化强度与应变关系数值模型,计算分析管道变形过程中MMM检测信号特征,研究了应力影响下的无磁滞磁化曲线形状参数、钉扎系数对MMM信号的影响规律,并对应变与磁信号的关系开展全尺寸水压试验验证。【结果】管道在受力过程中,应变逐渐增大,磁化强度曲线在弹性变形阶段发生第1次翻转,翻转位置位于近屈服处,且随无磁滞磁化曲线形状参数的增大而提前;当管体发生塑性变形时,位错引起材料磁学特性改变,磁化强度曲线出现第2次翻转,翻转位置位于屈服点附近,且受钉扎系数影响较大,随着钉扎系数增大,翻转位置延后,翻转处应变呈2次函数减小趋势,第1次翻转与第2次翻转方向相反。【结论】利用该特征,根据磁记忆信号翻转规律与被检管道相同材料标定试验结果的相位对比分析,可判断钢制油气管道应力集中处是否发生塑性应变,实现对管道应力集中区域的快速定性检测。(图8,参30)

关键词：管道应变应力检测磁记忆磁-力学关系

油气管道工程用X80三通优化设计及增材制造技术

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油气储运 2024年第7期43卷 787-795页

作者：田野国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】传统热挤压三通制造工艺复杂,组织性能与质量水平不稳定,容易出现三通本体强度或韧性不满足标准要求等问题,严重制约油气管道的安全平稳运行,因此亟需对三通的性能提升与质量控制方法开展研究。【方法】通过对油气管道工程用X8... 详细信息

【目的】传统热挤压三通制造工艺复杂,组织性能与质量水平不稳定,容易出现三通本体强度或韧性不满足标准要求等问题,严重制约油气管道的安全平稳运行,因此亟需对三通的性能提升与质量控制方法开展研究。【方法】通过对油气管道工程用X80钢级、直径1219 mm等径三通的结构进行优化设计与安全性评价,改善局部应力集中的问题。采用京雷焊丝与电弧增材技术实现了等径三通的增材制造,对产品开展微观组织、力学性能、缺陷与残余应力测试,并对等径增材三通及其环焊缝进行耐压试验与往复循环压力波动试验。【结果】在控制总质量的前提下,优化改进三通结构后,设计压力下三通所受最大应力降低了38 MPa,三通主管连接区域应力降低约50%。增材制造的X80三通力学性能稳定,各部位、方向心部与表面的性能及组织均匀,强度、韧性各向异性小,无厚度效应。相控阵超声与常规超声适用于增材制造三通的缺陷检测,整体热处理可显著降低增材制造三通生产过程中的残余应力。【结论】X80增材制造三通及其连接环焊缝性能远高于同钢级热挤压三通,整体可承受的最大压力超过57.5 MPa,焊接短节爆破裂纹扩展至增材三通管件肩部后停止,具有良好的韧性与止裂能力。增材制造技术提高了三通的安全性与稳定性,为低温服役环境等特殊场景适用的三通设计与制造提供了新的思路与方法。

关键词：油气管道高强度三通增材制造 X80钢

变频器低电压穿越引起的压缩机喘振及改进措施

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油气储运 2024年第4期43卷 439-448页

作者：蒲斌李星星杨福超孙义伟国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】变频器低电压穿越功能是供电波动时保持变频器连续运行的一种方式,但电驱离心式压缩机在变频器低电压穿越过程中会造成压缩机喘振。喘振对离心式压缩机的平稳运行有较大危害,需分析低电压穿越引起喘振的原因、制定改进措施,以... 详细信息

【目的】变频器低电压穿越功能是供电波动时保持变频器连续运行的一种方式,但电驱离心式压缩机在变频器低电压穿越过程中会造成压缩机喘振。喘振对离心式压缩机的平稳运行有较大危害,需分析低电压穿越引起喘振的原因、制定改进措施,以防止压缩机再次发生喘振。【方法】选取西气东输二线吐鲁番联络压气站电驱离心式压缩机为例,对变频器低电压穿越过程中压缩机转速、压力、流量、防喘振工作裕度等参数的变化情况进行分析。由于变频器低电压穿越过程中压缩机转速快速下降造成防喘振控制响应不及时,从而导致压缩机发生喘振;压缩机喘振后压力、流量剧烈波动使防喘振裕度控制失效,引起压缩机持续喘振。制定防喘振控制改进措施:增加低电压穿越时预防喘振控制措施及低电压穿越的状态判断,根据变频器低电压穿越过程中压缩机工作裕度、出口压力变化情况制定预防性打开防喘阀到指定开度的条件;增加压缩机喘振检测及保护措施,通过压缩机喘振后明显变化的出口压力、振动变化检测压缩机是否发生喘振,喘振后快速打开防喘阀摆脱喘振状态。【结果】通过改进措施的应用,解决了低电压穿越过程中的喘振问题;通过设定工作点裕度、出口压力变化阈值的方式,减少了提前打开防喘阀干预的频次,较短时间内恢复了压缩机正常运行。【结论】研究成果可有效减轻喘振危害,提升电驱离心式压缩机的运行平稳性,为电驱离心式压缩机优化防喘振控制、增加喘振检测提供参考。(图9,表1,参23)

关键词：压缩机低电压穿越喘振裕度出口压力

基于FA-ISSA-PPR模型的旋风分离器分离效率预测

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北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第1期51卷 101-109页

作者：汤鸿宇仲谦邹明国家石油天然气管网集团公司北京100101

旋风分离器是气田开发中常用的气固分离设备,准确预测旋风分离器的分离效率对于指导其结构设计和方法优化具有重要意义。在对数据集进行相关性分析的基础上,采用因子分析(factor analysis, FA)简化变量,降低预测模型的复杂程度,利用改... 详细信息

旋风分离器是气田开发中常用的气固分离设备,准确预测旋风分离器的分离效率对于指导其结构设计和方法优化具有重要意义。在对数据集进行相关性分析的基础上,采用因子分析(factor analysis, FA)简化变量,降低预测模型的复杂程度,利用改进的樽海鞘群算法(improved salp swarm algorithm, ISSA)对投影寻踪(projection pursuit regression, PPR)的模型参数进行优化,形成FA-ISSA-PPR组合模型。结果表明,利用FA模型,原数据集的10个变量可以简化合并为4个公因子,分别代表尺寸参数、颗粒沉降特性、粒子运行轨迹和等效分割粒径对分离效率的影响;与半经验模型和其余机器学习模型相比,组合模型在预测精度和训练时间上具有一定的优越性,在测试样本上的平均绝对误差(MAE)为0.005 91,R^(2)可达0.995,证明了其在小样本、非线性数据分析上的准确性、鲁棒性和泛化性。

关键词：因子分析(FA) 樽海鞘群算法(SSA) 投影寻踪(PPR) 旋风分离器分离效率

LNG接收站管道弯头穿孔的失效机理及影响规律

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油气储运 2024年第4期43卷 423-431页

作者：孙博阳小平张云卫李振彭世垚刘罗茜国家石油天然气管网集团有限公司国家管网集团北海液化天然气有限责任公司国家管网集团科学技术研究总院分公司

【目的】LNG具有易燃、易爆、超低温的显著特点,且LNG接收站通常建在沿海地带,站内管道的弯头因工艺流程特殊性易处于高腐蚀、高压差环境,具有较高的穿孔失效风险。【方法】基于某LNG接收站管道弯头穿孔失效情况,采用无损检测与扫描电... 详细信息

【目的】LNG具有易燃、易爆、超低温的显著特点,且LNG接收站通常建在沿海地带,站内管道的弯头因工艺流程特殊性易处于高腐蚀、高压差环境,具有较高的穿孔失效风险。【方法】基于某LNG接收站管道弯头穿孔失效情况,采用无损检测与扫描电镜方法,对弯头、直管段、环焊缝进行宏观形貌与理化性能分析:宏观形貌分析表明,管道直管段与弯头的几何尺寸、壁厚均满足国内外标准要求;上游直管段、法兰连接环焊缝沿LNG流动方向存在明显冲刷磨损缺陷,与弯头缺陷相似。在理化性能分析中,发现环焊缝处缺陷表面、弯头缺陷表面微观形貌均为蜂窝状形貌,表明均存在冲刷磨损。利用ANSYS Fluent软件建立数值模型,模拟弯头处LNG的流动状态,发现在LNG流动情况下,焊缝余高影响管内流动,产生了节流效应及涡旋。【结果】通过宏观形貌、理化性能分析及数值模拟相结合的方法,揭示了LNG接收站管道弯头失效机理及影响规律:流体在孔板后形成气相夹带液滴的高速射流,对弯头壁面产生冲蚀。弯头内侧形成低压区、外侧为高压区,气泡破裂产生激波与空化溃灭,最终引发了弯头的穿孔失效。【结论】研究成果可为LNG接收站改善流体流动的稳定性、优化孔板设计、制定弯头失效解决方案提供理论参考,能够降低站内管道弯头穿孔失效的风险,提高管道系统运行的安全性与可靠性。(图15,表3,参23)

关键词： LNG接收站管道弯头穿孔失效理化性能试验气蚀冲蚀

X80钢级油气管道缺陷修复用B型套筒尺寸优化设计

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压力容器 2024年第3期41卷 49-58页

作者：李猛周顺荣王克克李剑崔心昱汪珍李研刘鑫国家管网集团云南公司昆明维抢修分公司昆明650000

针对国内外各标准对B型套筒的长度、厚度、安装间隙等参数要求不一,且B型套筒的设计尺寸缺乏相应的理论依据及试验数据等问题,利用模拟软件改变B型套筒参数并对比分析不同参数下套筒安装后的应力分布情况,发现B型套筒长度在200~800 mm... 详细信息

针对国内外各标准对B型套筒的长度、厚度、安装间隙等参数要求不一,且B型套筒的设计尺寸缺乏相应的理论依据及试验数据等问题,利用模拟软件改变B型套筒参数并对比分析不同参数下套筒安装后的应力分布情况,发现B型套筒长度在200~800 mm范围内变化时,角焊缝上的应力水平随套筒长度增加而增大,且在大于600 mm时上升趋势明显;在地质不稳定地区考虑套筒承受内压和轴向载荷的情况下,套筒壁厚在17~21 mm范围内变化时,角焊缝处应力保持在相对较低水平;套筒安装间隙对角焊缝处应力影响较小,但随着套筒安装间隙的增加其角焊缝处轴向应变越大。根据分析结果试制套筒进行内压循环试验和弯曲试验,B型套筒在安装后未发现应力集中和焊缝延迟裂纹现象,对管道穿透性缺陷的修复效果良好。

关键词：油气管道 X80管道 B型套筒 Workbench仿真平台优化设计