王忠成 劉愛民

國家管網(wǎng)集團山東天然氣管道有限公司 山東濰坊 262100

1 新技術(shù)、新型材料不斷促進管道領域迅速發(fā)展趨勢

伴隨著管道有關(guān)領域技術(shù)的發(fā)展趨勢，新技術(shù)、新型材料在管道領域的運用變成推動管道技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力。在其中，非金屬材料管道既具有鋼質(zhì)管件的抗壓強度，又具有極強的耐腐蝕特性，如納米復合材料、碳纖維材料及碳纖維材料高分子材料、優(yōu)秀高分子材料、石墨烯材料、超硬材料、智能材料、仿生技術(shù)原材料等，愈來愈多的新型材料有希望在油氣管道行業(yè)得到立足之地。諸多油氣設立公司了相對的科學研究組織，對具備顛覆性創(chuàng)新的新技術(shù)、新型材料開展儲備科學研究。2019年9月9日，ADNOC、AramcoTech、TWI宣布設立了坐落于英國劍橋的非金屬材料創(chuàng)新中心（NIC，Non-metallicInnovationCenter），將開發(fā)的非金屬材料解決方法，運用新技術(shù)的能量提高工作效率，并釋放出來更高使用價值[1]。

2 智能化、智能化系統(tǒng)推動聰慧管道網(wǎng)基本建設

在信息化管理的浪潮的沖擊性下，全智能化轉(zhuǎn)交、全智能化系統(tǒng)經(jīng)營、全業(yè)務流程遮蓋、項目生命周期管理方法的聰慧管道網(wǎng)發(fā)展前景慢慢清楚。聰慧管道網(wǎng)是在規(guī)范統(tǒng)一、智能化管道的基本上，以數(shù)據(jù)信息全方位統(tǒng)一、認知互動可視性、系統(tǒng)軟件結(jié)合互連、供貨精確配對、運作智能化高效率、預測分析預警信息可控性為特點，根據(jù)“端 云 互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)”管理體系構(gòu)架集成化管道項目生命周期數(shù)據(jù)信息，出示數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和管理決策適用，用信息化管理方式完成管道的數(shù)據(jù)可視化、數(shù)字化、智能化系統(tǒng)管理方法，并具備多方位認知、綜合型預測、一體化監(jiān)管、響應式提升的工作能力。

傳統(tǒng)式的管道智能化是智能化管道的基本，根據(jù)工程項目智能化交貨、在一管道數(shù)據(jù)修復數(shù)據(jù)成效與管道檢驗、SCADA系統(tǒng)軟件、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等認知數(shù)據(jù)信息全方位集成化，產(chǎn)生可動態(tài)更新的虛似管道數(shù)據(jù)模型；在數(shù)據(jù)模型的基本上，結(jié)合油氣輸送加工工藝、管身原材料及構(gòu)造、機械系統(tǒng)及驅(qū)動力、巖土工程結(jié)構(gòu)及致災、浸蝕等原理實體模型，最后產(chǎn)生與實體線管道高度一致、同生共長的管道數(shù)字孿生體，完成虛似管道的預測分析、模擬仿真、提升，具體指導實體線管道基本建設、經(jīng)營業(yè)務流程的提升。效仿工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心理念而基本建設的智能化管道云服務平臺，在統(tǒng)一的服務平臺層部署公共性技術(shù)和業(yè)務流程作用服務項目部件，根據(jù)全業(yè)務流程數(shù)據(jù)信息資源池安裝數(shù)字孿生體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，完成各信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)標準干固、公共數(shù)據(jù)信息的結(jié)合共享資源；根據(jù)可動態(tài)性拓展的云計算服務器池安裝數(shù)字孿生體原理模擬仿真、人工智能技術(shù)優(yōu)化算法運用，在信息共享的基本上，全方位支撐點信息管理系統(tǒng)松耦合構(gòu)架、程序模塊深層集成化及業(yè)務流程信息內(nèi)容線上互動[2]。

管道數(shù)字孿生體在管道設計方案、生產(chǎn)調(diào)度提升、機器設備運作維護保養(yǎng)、項目生命周期管理方法等環(huán)節(jié)充分發(fā)揮得不一樣功效使其變成推動聰慧管道網(wǎng)基本建設的強勁驅(qū)動力。2019年12月創(chuàng)立的國家管網(wǎng)集團公司明確提出“堅持不懈信息化管理與現(xiàn)代化緊密結(jié)合，應用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等新一代信息內(nèi)容技術(shù)，搭建數(shù)字孿生管道網(wǎng)系統(tǒng)軟件及其具備專業(yè)知識運用和管理決策適用工作能力的人工智能技術(shù)人的大腦?！钡暮诵睦砟?，并在中國俄羅斯東線工程項目多方面貫徹，無人化站場、機器設備保護性維護保養(yǎng)、全生命周期管理方法等個人行為也在該集團公司隸屬各子公司落地式。

3 缺陷檢測精確度及高效率持續(xù)提高

金屬材料管道的鑄造缺陷會顯著降低構(gòu)造的承載力，在管道焊接電焊焊接進行后，務必對焊接開展質(zhì)量檢驗。針對長期性服現(xiàn)役的管道，因為歷史時間、技術(shù)、地理環(huán)境及管理方法等各個方面緣故，管身焊接難以避免地存有浸蝕坑、碰撞坑、機械設備損害等多種多樣缺點，因而務必對管道焊接尤其是安全隱患多發(fā)性地區(qū)開展無損檢測，搜索隱敝缺點，并對其采用保護性對策，完成管道安全性、穩(wěn)定運作?，F(xiàn)階段，在超聲波檢測行業(yè)，超聲波相控陣、透射時間差（TimeofFlightDiffraction，TOFD）是全新升級的最前沿檢驗技術(shù)。在其中，三維超聲波技術(shù)可詳盡檢驗管道重要缺點位置，并將缺點位置立即顯像，根據(jù)缺點導致的反射面波出現(xiàn)異常波場，可推算缺點的具體規(guī)格，進而獲得被檢驗地區(qū)的真正圖像。

4 二氧化碳、氫燃料電池等新式物質(zhì)變成科學研究最前沿

近些年，空氣污染物排出造成全世界全球氣候變暖的難題日漸突顯，在其中二氧化碳對全球變暖的奉獻達55%。在世界各國全力提倡碳節(jié)能減排及二氧化碳引入保存、驅(qū)油的態(tài)勢下，管道輸送技術(shù)變成碳收集與保存（CCUS）全步驟關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)階段，很多降低成本、新科技、高節(jié)能減排量的新項目及行業(yè)被資本主義國家前期把握和綜合利用。歐美國家早已完工幾千千米的二氧化碳管道，將來還將不斷提升，有關(guān)的管道技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)司空見慣[3]，中國各種油氣田也是有小量二氧化碳管道完工投入使用。此外，氫燃料電池作為一種高效率、安全性、零污染、可持續(xù)發(fā)展觀的新能源技術(shù)，被視作二十一世紀最有發(fā)展前景的電力能源，是人們發(fā)展戰(zhàn)略電力能源的發(fā)展前景。管道輸送氫氣是完成氫氣規(guī)模性、遠距離運送的方法，英國、歐洲已各自完工2500km、1569km的輸氫管道。全世界范疇內(nèi)輸氫管道不超過4500km，與已完工的油氣管道里程數(shù)對比，區(qū)別極大。現(xiàn)階段，世界各國對于氫氣管道堿脆與氫致裂開缺點、運送與電焊焊接全過程中的安全隱患等已進行了科學研究。

在我國現(xiàn)有好幾條輸氫管道在運作，如總長為25km的中石化洛陽市煉制濟源—洛陽市的氫氣輸送管道，年輸氣量為10.04萬噸級；除基本建設純氫管道運送以外，還能夠在燃氣（液化氣）管道網(wǎng)中復混肥成分不超20%的氫氣，在運送完畢后再對混合氣開展氫氣純化的方法開展氫氣輸送，如總長為 216.4km的烏?！y川市高爐煤氣輸氣管道線管道，年輸氣量達 16.1×108米3，關(guān)鍵用以輸送高爐煤氣和氫氣混合氣體，該運輸工具的合理性與安全系數(shù)早已獲得認證，非常值得效仿營銷推廣。