管道陰極保護數(shù)據(jù)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(jiān)測數(shù)據(jù)遠傳技術研究以現(xiàn)有GPS巡檢平臺為基礎,以無線數(shù)據(jù)通訊方式(GPRS)為數(shù)據(jù)傳輸手段,通過陰極保護遠程監(jiān)測終端,實現(xiàn)了對恒電位儀及管道沿線電位的在線監(jiān)控和監(jiān)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(shù)據(jù),配合系統(tǒng)提供的輔助分析工具,可以對陰極保護的狀態(tài)及故障進行評價分析。使得整個陰極保護系統(tǒng)處于最佳的工作狀態(tài)、對保護體最大限度的起到保護作用。

1 研究內(nèi)容

在現(xiàn)有的GPS巡檢系統(tǒng)基礎上實現(xiàn)長輸管道陰保數(shù)據(jù)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(nèi)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(shù)據(jù)接入;3)完成陰極保護監(jiān)測與GPS巡檢系統(tǒng)融合研究;4)建立APDM 的管道數(shù)據(jù)模型;5)系統(tǒng)開發(fā)

系統(tǒng)主要功能包括：恒電位儀及陰極保護樁超限數(shù)據(jù)實時報警、報警信息查詢、恒電位儀監(jiān)測、陰極保護樁監(jiān)測、陰保監(jiān)測報表、陰極保護樁實時定位監(jiān)控等功能模塊。

2 系統(tǒng)設計

通過對系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)了對恒電位儀及陰極保護樁的在線監(jiān)控和監(jiān)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(shù)據(jù),配合系統(tǒng)提供的輔助分析工具,可以對陰極保護的狀態(tài)及故障進行評價分析。

2.1 總體架構設計 為保證系統(tǒng)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(tǒng)采用四層體系架構：界面展示層、控制流轉層、業(yè)務處理層及數(shù)據(jù)存儲層。

2.2 功能設計 陰極保護系統(tǒng)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(shù)據(jù)實時報警、報警信息查詢、恒電位儀監(jiān)測、陰極保護樁監(jiān)測、陰保監(jiān)測報表、陰極保護樁實時定位監(jiān)控。

2.3 數(shù)據(jù)庫設計 本系統(tǒng)采用APDM 管線數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫模型,而是一個數(shù)據(jù)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(xiàn)有要素來修改模型。中石油可根據(jù)自己管線的特點來定義自己的數(shù)據(jù)庫模版,以滿足氣體和液體傳輸管線的需求。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 陰極保護功能子系統(tǒng) 陰極保護子系統(tǒng)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(jiān)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(shù)據(jù)實時報警、報警信息查詢、恒電位儀監(jiān)測、陰極保護樁監(jiān)測、陰保監(jiān)測報表、陰極保護樁實時定位監(jiān)控。

1)恒電位儀及陰極保護樁超限數(shù)據(jù)實時報警

獲取當天恒電位儀及陰極保護樁超限報警數(shù)據(jù),并可通過填寫處理意見或下達巡檢任務對報警數(shù)據(jù)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(shù)據(jù),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(shù)據(jù)進行處理。還可查看已處理的報警數(shù)據(jù)的處理意見。

3)恒電位儀監(jiān)測

以天為單位(從0時到23時)查詢恒電位儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)并用表格和折線展示。

4)陰極保護樁監(jiān)測

以月為單位查詢陰極保護樁的監(jiān)測數(shù)據(jù)并用表格和折線展示。

5)陰保監(jiān)測報表

對陰極保護樁監(jiān)測數(shù)據(jù)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(jiān)測

圖4-4 陰保監(jiān)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(tǒng)的設計與實現(xiàn)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(zhì)量的成果為目標,圓滿的完成了各項工作內(nèi)容。

1)實現(xiàn)了基于UDPSocket的陰極保護樁監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取及基于OPCServer的恒電位儀監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取。

3)實現(xiàn)了基于APDM 數(shù)據(jù)模型以樁為核心的管道巡檢管理模式。

4)通過調(diào)用天地圖云服務,解決了空間背景數(shù)據(jù)的更新問題。

5)實現(xiàn)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(shù)據(jù)進行處理,進一步實現(xiàn)對管道腐蝕速率及腐蝕壽命的預測。