編者按：66年前，北美天然氣管道行業(yè)發(fā)起成立了管道研究協(xié)會(huì )，其理念是通過(guò)溝通合作，使全行業(yè)能夠學(xué)習借鑒最新研究成果，共同解決行業(yè)面臨的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀的不懈努力和追求，已發(fā)展成為聚焦于管道完整性和安全性領(lǐng)域關(guān)鍵研究項目的全球性非營(yíng)利組織------國際管道研究協(xié)會(huì )（Pipeline Research Council International，PRCI）。為了推動(dòng)我國社團組織和民間力量積極投身于管道保護事業(yè)，本刊特地請PRCI總裁克里夫.約翰遜（Cliff  johnson）先生撰稿，向中國讀者介紹PRCI是如何發(fā)揮平臺作用，與相關(guān)方合作開(kāi)展創(chuàng )新性應用研究，致力于不斷提高全球能源管道系統的管理水平。在收到克里夫先生稿件后，我們請中國石油管道分公司完整性管理中心劉建平博士作了精心翻譯和校對，在此一并表示衷心感謝。

克里夫·約翰遜

國際管道研究協(xié)會(huì )總裁

克里夫·約翰遜于2010年9月加入國際管道研究協(xié)會(huì )（PRCI）擔任總裁，負責管理2015年德克薩斯州休斯敦成立的新PRCI技術(shù)開(kāi)發(fā)中心（TDC）。TDC是PRCI研究和部署管道行業(yè)關(guān)鍵解決方案的基石�？死锓颛q約翰遜推動(dòng)PRCI會(huì )員數量增長(cháng)了20％。目前，PRCI覆蓋了全球輸送管道總里程的60％以上。

約翰遜先生就職PRCI之前，在美國腐蝕工程師協(xié)會(huì )（NACE）工作了13年，在其職業(yè)生涯中曾擔任多個(gè)職位。他最近的職位是擔任NACE公共事務(wù)總監，負責NACE的立法工作。

Johnson先生在德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校林登貝恩斯約翰遜公共事務(wù)學(xué)院獲得公共事務(wù)碩士學(xué)位，并在德克薩斯州謝爾曼的奧斯汀學(xué)院獲得政治學(xué)學(xué)士學(xué)位。他獲得了協(xié)會(huì )經(jīng)理資格證（CAE），是美國協(xié)會(huì )經(jīng)理協(xié)會(huì )的活躍會(huì )員。

國際管道研究協(xié)會(huì )（PRCI）——提升關(guān)鍵管道系統的安全性與完整性

油氣公司唯利是圖，對環(huán)境和管道安全置若罔聞！

他們建設的管道污染了我們的飲用水！

不要再污染我們的水源！

管道泄漏導致河流污染！

請停止油氣開(kāi)采！

不要讓管道從我家后花園通過(guò)！

這些都是抗議者的心聲，他們對當今的石油和天然氣工業(yè)提出了挑戰，也推動(dòng)了油氣工業(yè)創(chuàng )造更美好的未來(lái)。但是，抗議者往往忽略了石油和天然氣對人們日常生活產(chǎn)生的巨大作用。石油和天然氣是全球經(jīng)濟中不可或缺的一部分，對我們的現代化生活方式有著(zhù)重大影響：房屋取暖、汽車(chē)燃料、塑料制造、美容產(chǎn)品、制藥以及衣服等等。對我本人來(lái)講，在從事全球管道系統完整性管理工作之前，我對石油和天然氣的重要作用也知之甚少。

如果沒(méi)有管道，石油和天然氣這種重要商品將無(wú)法通過(guò)安全可靠的方式送達終端用戶(hù)。人們常常建議采用替代油氣輸送方式，但其風(fēng)險較管道輸送要大得多。我還經(jīng)常聽(tīng)到大家談?wù)撎娲�能源，特別是風(fēng)能和太陽(yáng)能。人們普遍認為，替代能源將是未來(lái)能源的組成部分，眾多油氣生產(chǎn)商率先開(kāi)展替代能源研究，這將提高替代能源的產(chǎn)量。盡管如此，但迄今為止，并沒(méi)有一種穩定可靠的可替代能源，石油和天然氣依然是當今世界能源消費的主角，這就是我們必須妥善維護管道基礎設施的原因所在。

目前，管道行業(yè)能夠安全地將99%的石油和天然氣產(chǎn)品輸送給終端用戶(hù)。但是，偶然也會(huì )發(fā)生事故，因此，油氣管道行業(yè)在減少事故方面必須進(jìn)一步努力，以?xún)冬F對公眾以及政府的承諾，這一承諾就是油氣管道行業(yè)有能力保持管道始終安全輸送，而不僅僅是在99%的時(shí)間。油氣管道行業(yè)努力實(shí)現零事故的目標。零事故是油氣管道行業(yè)的一個(gè)長(cháng)期性的漸進(jìn)目標，但油氣管道行業(yè)必須專(zhuān)注這一目標并不斷投入。

北美管道基礎設施的平均管齡是75年，大約是管道設計壽命的3倍（管道最初設計目標是25年）。通過(guò)良好的維護和管理，管道系統將能夠至少還能再延長(cháng)25-50年的壽命。美國甚至有一些地下管道建于1900年，現在依然運行良好。歐洲管道系統的管齡相對要短一些，但是年代也比較長(cháng)。亞洲管網(wǎng)壽命則短得多，大約是25年。我們還看到亞洲管道里程增加非�？�，以滿(mǎn)足快速增長(cháng)的能源需求。全球管道系統的不同管齡為管道行業(yè)提供了開(kāi)展全生命周期（設計和施工—完整性和維護—退役和報廢）管理實(shí)踐的良機。在全生命周期的每一個(gè)階段，致力于提高管道運輸的安全性是至關(guān)重要的。

1952年，天然氣管道行業(yè)發(fā)起成立了管道研究協(xié)會(huì )（Pipeline Research Council），以解決行業(yè)面臨的問(wèn)題。其理念是通過(guò)通力合作，解決行業(yè)面臨的問(wèn)題，確保全行業(yè)能夠學(xué)習借鑒研究成果。從那時(shí)起，管道研究協(xié)會(huì )逐步發(fā)展成為國際管道研究協(xié)會(huì )（Pipeline Research Council International，PRCI）——這是一個(gè)聚焦于管道完整性和安全性領(lǐng)域關(guān)鍵研究項目的全球性非營(yíng)利組織。如今，PRCI在全世界已有75個(gè)成員，其中包括全世界最大的35家管道公司，他們運營(yíng)著(zhù)超過(guò)70%的油氣輸送管道系統。PRCI能夠規定并實(shí)施所需的研究項目，以保證這些油氣管道的安全性和完整性，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

PRCI的使命是合作開(kāi)展相關(guān)的創(chuàng )新性應用研究，不斷提高全球能源管道系統的管理水平。具體目標有：

1.PRCI致力于研究項目的知識轉移，重點(diǎn)是確保管道公司的易用性和相關(guān)性；

2.PRCI監管研究項目的執行情況，以保證研究達到目標；

3.PRCI提供了一個(gè)合作研究的平臺，此平臺建立了各成員單位的參與機制，有利于各項目的協(xié)作研究、統一領(lǐng)導和專(zhuān)業(yè)知識的拓展。

4.確定，并適時(shí)制定創(chuàng )新、重大變革、前瞻性措施（例如：確立管道全壽命周期的可靠性，應對管道威脅，并發(fā)展成為研究方向的引領(lǐng)者）

5.確保休斯敦技術(shù)開(kāi)發(fā)中心（TDC）的可持續性。

目標1

PRCI致力于強化將各項目研究結果面向所有成員單位甚至全行業(yè)進(jìn)行知識轉移。為了實(shí)現這一目標，PRCI開(kāi)展了很多項目以幫助成員單位和全行業(yè)了解和應用研究結果。2016年，PRCI舉辦了一系列網(wǎng)絡(luò )研討會(huì )，以交流最終研究成果，探討各成員如何應用這些研究成果。此后，共召開(kāi)了18次研討會(huì )，會(huì )議主題涵蓋了包括外腐蝕直接評價(jià)的驗證到應用人為因素提高安全性等等。通過(guò)PRCI網(wǎng)站https://www.prci.org/Research/Webinars.aspx可以訪(fǎng)問(wèn)所有網(wǎng)絡(luò )研討會(huì )信息，這些信息對會(huì )員是免費的，非會(huì )員則要支付一定的費用。大量的知識和應用案例對于確保知識轉移和應用十分有益。

PRCI的另外一個(gè)舉措是發(fā)起建立了虛擬技術(shù)研發(fā)中心（VTDC）。VTDC將努力運用PRCI已開(kāi)展及正在開(kāi)展的各項研發(fā)計劃，以便于使用的格式儲存數據，以供未來(lái)使用。VTDC數據庫重點(diǎn)關(guān)注內部檢測和無(wú)損檢測技術(shù)，內部檢測數據與現場(chǎng)缺陷驗證數據的對比信息將是VTDC數據庫的一個(gè)重要方面。這是PRCI首次采用綜合方式來(lái)理解詳細的工具數據并利用這些信息來(lái)改善工具、流程和人員。PRCI過(guò)去通過(guò)研究提供了高質(zhì)量的檢測數據，但現在我們需要探索新的方法來(lái)繼續為行業(yè)提供有用的工具和解決方案。VTDC將可以充分利用PRCI已經(jīng)開(kāi)展的和正在開(kāi)展的各類(lèi)研究項目，并以容易獲取的格式存儲數據，以便將來(lái)利用。

目標2

為該組織確立統一的研究目標（Research Objectives，RO），以協(xié)助推動(dòng)我們的研究方案，并確保我們解決石油和天然氣管道行業(yè)面臨的關(guān)鍵挑戰。

這些RO為PRCI成員在統一和合作研究框架下開(kāi)展研究提供了指南，側重于技術(shù)轉讓、成果實(shí)施以及基于關(guān)鍵行業(yè)驅動(dòng)因素的廣泛應用成果。

以下列出的是PRCI執行委員會(huì )審批的RO，作為將要開(kāi)展的研究項目的指南：

開(kāi)發(fā)和（或）驗證能夠描述管道材料特性的技術(shù)及分析流程，以達到開(kāi)展管道完整性評價(jià)的良好精度。

開(kāi)發(fā)和改善能夠可靠地檢測、量化和描述可能影響管道完整性的內檢測技術(shù)。

開(kāi)發(fā)、評價(jià)和改善無(wú)損檢測技術(shù)及數據分析方法，以便能夠確定條件并評估管道、設施、管道或設施外部或上方的相關(guān)基礎設施的完整性。

通過(guò)降低不確定性提高適用性評價(jià)方法的精度。確定、解釋和改善適用性評價(jià)的關(guān)鍵指標，包括建立與PRCI系統任何成分的設計、施工或完整性評價(jià)相關(guān)聯(lián)的適應性評價(jià)模型。

開(kāi)發(fā)、展示并驗證在役設施的修復系統。確定修復系統的有效壽命和安全操作條件。

開(kāi)發(fā)、展示并驗證侵入監測和巡檢技術(shù)，加強對第三方活動(dòng)、地面移動(dòng)和可能會(huì )影響管道基礎設施的干擾情況的檢測。

開(kāi)發(fā)、展示并驗證監測、定位、計量、量化和減緩泄漏的工藝流程和技術(shù)，減少碳氫化合物生產(chǎn)、儲存和運輸基礎設施中的泄漏，包括泄漏和排放。

提高運營(yíng)效率、靈活性和可用性，包括生產(chǎn)和交付基礎設施（包括液體泵站和天然氣壓縮機站以及所有存儲系統）所有點(diǎn)的流量測量功能、準確度、流量特性和貿易交接。

目標3

PRCI的基石之一是我們是發(fā)展完善、通力合作的團體。確定挑戰后，PRCI成員緊密合作，制定所需的解決方案解決迫在眉睫的問(wèn)題。我們營(yíng)造了良好的環(huán)境，讓管道行業(yè)的專(zhuān)業(yè)人員能夠發(fā)展、提高他們的技能：PRCI擁有4000多名志愿者，便于為管道安全性和完整性方面的眾多世界領(lǐng)導者提供信息。這些關(guān)系是充分利用PRCI成員資格并加強管道安全性的關(guān)鍵部分。PRCI還為管道專(zhuān)業(yè)人員提供了許多發(fā)展其領(lǐng)導技能的機會(huì )。這是發(fā)展管道行業(yè)未來(lái)領(lǐng)導者的重要組成部分。在整個(gè)研究項目小組，技術(shù)委員會(huì )領(lǐng)導者或協(xié)會(huì )領(lǐng)導者及志愿者能夠學(xué)習關(guān)于該行業(yè)和PRCI的關(guān)鍵技能，并加強理解。

PRCI每年舉辦一次研究交流會(huì )，對我們的研究計劃以及如何應用所研發(fā)的知識進(jìn)行分析。研究交流會(huì )為會(huì )員及其員工提供了許多機會(huì )，讓他們了解已完成的研究以及如何將其付諸實(shí)踐。今年的會(huì )議將于2018年3月6日和7日在佛羅里達州的邁阿密舉行。我們誠邀您參加會(huì )議。

目標4

在我們制定研究方案時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵方面就是試圖確定未來(lái)的關(guān)鍵挑戰并期望在我們的研究中取得巨大飛躍。PRCI有能力開(kāi)展研究，為行業(yè)帶來(lái)重大變化。這一研究領(lǐng)域將探索下一代技術(shù)，例如，使用人工智能來(lái)運行、維護和修復管道系統，或者如何確定最低級別的泄漏并提供自我修復技術(shù)以確保缺陷不會(huì )造成損害。我們如何使用納米機器人技術(shù)來(lái)檢測和修復管道缺陷？未來(lái)的管道將采用哪些替代材料？在管道施工中如何利用智能傳感器技術(shù)？PRCI必須協(xié)助該行業(yè)探索新技術(shù)，以期解決我們今天面臨的挑戰，但這意味著(zhù)要研究如何將這些技術(shù)應用于管道行業(yè)之外的其他行業(yè)。

目標5

TDC是能源管道行業(yè)為解決其面臨的關(guān)鍵問(wèn)題而做出重大貢獻而取得的成果：確保重要的全球管道系統的安全性和完整性。隨著(zhù)我們繼續為零事故而不懈努力，TDC將在行業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。TDC為該行業(yè)提供了獨立的第三方網(wǎng)站，以充分了解當前工具的能力，并指導開(kāi)發(fā)實(shí)現零事故行業(yè)目標所需的新技術(shù)。

自2012年創(chuàng )建PRCI管道知識庫以來(lái)，PRCI一直在逐步建立獨特的世界級管道樣本清單，以支持技術(shù)開(kāi)發(fā)。TDC目前擁有1600多個(gè)測試樣本，支持管道研究的發(fā)展。TDC及其樣本清單將成為了解和改進(jìn)當前檢測和完整性評估技術(shù)，推動(dòng)管道完整性管理新技術(shù)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵所在。由于該網(wǎng)站用于新技術(shù)的評估和開(kāi)發(fā)，因此，為業(yè)界提供這樣一個(gè)機構所帶來(lái)的效益已經(jīng)并將繼續實(shí)現，為以前在役管材的集中存放提供了一個(gè)場(chǎng)所（其中，全球管道實(shí)時(shí)特征/缺陷對于PRCI研發(fā)方案和行業(yè)非常重要），并為行業(yè)贊助的研討會(huì )提供了支持。

TDC正在進(jìn)行的研究包括PRCI資助的研發(fā)項目和通過(guò)行業(yè)聯(lián)合倡議而由成員資助的工作或獨立開(kāi)展的工作。正在進(jìn)行的PRCI資助的研究包括以下項目：

檢測和判別幾何異常中的金屬損失、裂縫和劃傷的ILI系統的性能評估（MD-1-13）

使用絞車(chē)在兩個(gè)24英寸拉伸測試管柱上開(kāi)始測試。已經(jīng)架設了兩個(gè)在線(xiàn)檢測工具，并計劃在2018年1月運行另外兩個(gè)工具。本研究的結果將使運營(yíng)商加強對ILI系統檢測和判別復雜機械損傷特征的能力的理解。這將有助于指導ILI技術(shù)的進(jìn)一步研究并改進(jìn)評估方法和算法。

液體應用中難以檢測管道的無(wú)損檢測工具的評估（NDE-1-7）

已在6英寸測試回環(huán)道中圓滿(mǎn)完成測試，測試結果目前正在由參加試驗的技術(shù)提供商進(jìn)行審查。該環(huán)道為項目提供了各種流動(dòng)限制和管道配置，模擬了“無(wú)法清管”的管道。NDE-3-2項目《使用高分辨率無(wú)損檢測設備對難以檢測的管道選定評估區域進(jìn)行完整性評估》也使用相同的設置來(lái)完成類(lèi)似的測試。這項研究將通過(guò)提供智能清管和其他NDE工具的量化性能評估，幫助運營(yíng)商管理難以檢測的管道。

用于液體耦合技術(shù)的PRCI ILI性能測試環(huán)道的開(kāi)發(fā)（NDE-4-2）

12英寸液體測試環(huán)道的建造和試運行已經(jīng)完成。通過(guò)將ERW管道樣品納入環(huán)道設計中來(lái)，初次使用環(huán)道進(jìn)行ERW縫焊評估（IM-3-1）項目測試。計劃于2017年12月進(jìn)行更多測試。該工具可用于測試液體耦合ILI工具的性能，以檢測和判別陸地和海洋管道的完整性威脅。

管溝中材料特性設備和技術(shù)的驗證（NDE-4-8）

TDC提供了承包商必需的管道樣品和測試場(chǎng)地，以使用標準金相分析設施驗證管道強度和韌性估算的工具或技術(shù)。這項工作將持續到2017年，最終結果將提交給監管機構，這是證明新技術(shù)是否適合在該領(lǐng)域使用的最后一步。

雖然幾乎所有PRCI項目都適用于全球市場(chǎng)，但確實(shí)有一些讓中石油和該地區其他運營(yíng)商特別感興趣的項目。就全球而言，由于石油和天然氣管道環(huán)焊縫失效后果嚴重，因而其完整性令人們非常擔憂(yōu)。這也是中石油面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰。該項目的研究目標是描述和總結ILI MFL技術(shù)在檢測與管道環(huán)焊縫有關(guān)的缺陷方面的適用性，并評估和驗證ILI工具用于檢測和確定環(huán)縫焊接缺陷大小的性能。

研究目標是討論MFL、EMAT、UT或其他ILI技術(shù)在管道環(huán)縫焊接缺陷方面的適用性。分析內容包括有限元建模、環(huán)焊縫余高對信號的影響以及缺陷位置/寬度/深度。牽拉試驗和場(chǎng)地挖掘將用于類(lèi)型確定和尺寸量化。將通過(guò)評估方法研究、性能測試、模擬和水壓測試開(kāi)展評估程序，評估結果將用于確定和評估管道環(huán)縫缺陷，并可能影響維護程序的制定。該項目是一項為期多年的項目，計劃于2018年完成。

另一個(gè)相關(guān)項目是ILI針孔腐蝕評價(jià)項目（PRCI項目NDE-1-9）。本項目的研究目的是研究漏磁技術(shù)在檢測油氣管道針孔缺陷方面的適用性。MFL信號可能受到針孔直徑、深度、位置等因素的影響，并將通過(guò)牽拉試驗進(jìn)行研究，并將通過(guò)現場(chǎng)開(kāi)挖驗證和抽樣分析創(chuàng )建批量模型。另外將從MFL軌跡、采樣頻率、磁場(chǎng)強度等方面對比檢測性能。

據報道，近來(lái)，“針孔腐蝕”和“安裝盜油閥門(mén)”是導致油氣管道失效的重要原因。根據第九屆EGIG報告，2013年針孔缺陷的5年平均故障頻率為每1000公里每年近0.105次。在2010年至2015年期間，據報告，由針孔泄漏引起的美國重大事故的次數高達131次（石油管道=101，天然氣=30）。針孔可能由典型的腐蝕造成，如微生物腐蝕（MIC），或由第三方活動(dòng)導致，如安裝盜油閥門(mén)。

針孔導致的泄漏已給許多管道公司造成了風(fēng)險。由于很難通過(guò)監測和巡查來(lái)檢測，小泄漏會(huì )導致嚴重后果：如果泄漏持續很長(cháng)一段時(shí)間，土壤和地下水供應有可能會(huì )受到嚴重污染。通過(guò)提高管道針孔特征的檢測率，可以大大提高中國管道的安全性。

該研究將為運營(yíng)商提供檢測和管理針孔缺陷的指導方針。該項目對于中國和全球管道的完整性至關(guān)重要。該研究計劃于2018年完成。

總結

PRCI在確定能源管道行業(yè)面臨的問(wèn)題方面發(fā)揮著(zhù)領(lǐng)導作用，并且正在諸多領(lǐng)域開(kāi)展研究，以解決最緊迫的挑戰。PRCI希望繼續擴大成員數量，邀請中國的運營(yíng)商加入并開(kāi)始尋找應對挑戰的解決方案，從而推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。有關(guān)PRCI的更多信息，請訪(fǎng)問(wèn)我們的網(wǎng)站www.prci.org。

《管道保護》2018年第2期（總第39期）