管道陰極保護數據遠傳技術研究

關 東 郭慶山 劉 曉

中煤航測遙感集團有限公司 陜西 西安 710199

陜西省地理空間信息工程技術研究中心 陜西 西安 710199

0引言

陰極保護監測數據遠傳技術研究以現有GPS巡檢平臺為基礎,以無線數據通訊方式(GPRS)為數據傳輸手段,通過陰極保護遠程監測終端,實現了對恒電位儀及管道沿線電位的在線監控和監測,用戶通過電子地圖(GIS),可以隨時觀察到管道陰極保護的數據,配合系統提供的輔助分析工具,可以對陰極保護的狀態及故障進行評價分析。使得整個陰極保護系統處于最佳的工作狀態、對保護體最大限度的起到保護作用。

1 研究內容

在現有的GPS巡檢系統基礎上實現長輸管道陰保數據實時的自動檢測、采集、上傳、分析(含自診斷、雜散電流干擾)、報警、位置展示和巡檢指引,形成一套完善的陰極保護自動化管理體系。具體內容：

1)以冀魯管理處為試點,選擇10個陰極保護樁開展科學研究;2)陰保站恒電位儀數據接入;3)完成陰極保護監測與GPS巡檢系統融合研究;4)建立APDM 的管道數據模型;5)系統開發

系統主要功能包括：恒電位儀及陰極保護樁超限數據實時報警、報警信息查詢、恒電位儀監測、陰極保護樁監測、陰保監測報表、陰極保護樁實時定位監控等功能模塊。

2 系統設計

通過對系統架構、功能模塊的設計,建立具有天津天然氣管道特色的輸油管道陰極保護監測系統,實現了對恒電位儀及陰極保護樁的在線監控和監測,用戶通過電子地圖(GIS),可以隨時觀察到管道陰極保護的數據,配合系統提供的輔助分析工具,可以對陰極保護的狀態及故障進行評價分析。

2.1 總體架構設計 為保證系統的實施與推廣能夠完全融合,本方案在技術架構的設計上采用MVC模式的設計架構。系統采用四層體系架構：界面展示層、控制流轉層、業務處理層及數據存儲層。

2.2 功能設計 陰極保護系統功能設計主要包括以下幾個功能模塊：恒電位儀及陰極保護樁超限數據實時報警、報警信息查詢、恒電位儀監測、陰極保護樁監測、陰保監測報表、陰極保護樁實時定位監控。

2.3 數據庫設計 本系統采用APDM 管線數據模型,用于存儲、收集和管線有關的信息。APDM 并不是一個綜合的包含所有方面的數據庫模型,而是一個數據庫模版,各管道公司通過它可以從模型的核心元素開始,并通過添加要素或提煉現有要素來修改模型。中石油可根據自己管線的特點來定義自己的數據庫模版,以滿足氣體和液體傳輸管線的需求。

3 系統實現

3.1 陰極保護功能子系統 陰極保護子系統是本項研究的重點,可為用戶提供陰極保護樁和恒電位儀的實時監控及報警、輸油管道的腐蝕預測等功能。

恒電位儀及陰極保護樁超限數據實時報警、報警信息查詢、恒電位儀監測、陰極保護樁監測、陰保監測報表、陰極保護樁實時定位監控。

1)恒電位儀及陰極保護樁超限數據實時報警

獲取當天恒電位儀及陰極保護樁超限報警數據,并可通過填寫處理意見或下達巡檢任務對報警數據進行處理。

2)報警信息查詢

獲取恒電位儀及陰極保護樁超限和掉線的歷史報警數據,并可通過填寫處理意見或下達巡檢任務對未處理的報警數據進行處理。還可查看已處理的報警數據的處理意見。

3)恒電位儀監測

以天為單位(從0時到23時)查詢恒電位儀的監測數據并用表格和折線展示。

4)陰極保護樁監測

以月為單位查詢陰極保護樁的監測數據并用表格和折線展示。

5)陰保監測報表

對陰極保護樁監測數據進行查詢并以報表的形式在界面中展示,同時可對報表進行文件輸出。

圖4-2 報警信息查詢

圖4-3 陰極保護樁監測

圖4-4 陰保監測報表

6)管線腐蝕預測

通過管線名稱查詢管線的屬性信息并在表格中展示,可查看管線的詳細信息,并可通過輸入管線的“計算失效壓力”、“屈服壓力”、“管段許用應力”、“名義壁厚”計算出管線的腐蝕速率和腐蝕壽命。

圖4-6 管線腐蝕預測

5 總結

5.1 總結 該系統的設計與實現雖然時間緊,任務重,但項目組全體成員均克服了各種困難,始終以高標準、嚴要求將工作做精做細,以高質量的成果為目標,圓滿的完成了各項工作內容。

1)實現了基于UDPSocket的陰極保護樁監測數據的獲取及基于OPCServer的恒電位儀監測數據的獲取。

3)實現了基于APDM 數據模型以樁為核心的管道巡檢管理模式。

4)通過調用天地圖云服務,解決了空間背景數據的更新問題。

5)實現了對陰極保護樁及恒電位儀的實時超限及掉線報警,并可對報警數據進行處理,進一步實現對管道腐蝕速率及腐蝕壽命的預測。