管道阴极保护数据远传技术研究

关 东 郭庆山 刘 晓

中煤航测遥感集团有限公司 陕西 西安 710199

陕西省地理空间信息工程技术研究中心 陕西 西安 710199

0引言

阴极保护监测数据远传技术研究以现有GPS巡检平台为基础,以无线数据通讯方式(GPRS)为数据传输手段,通过阴极保护远程监测终端,实现了对恒电位仪及管道沿线电位的在线监控和监测,用户通过电子地图(GIS),可以随时观察到管道阴极保护的数据,配合系统提供的辅助分析工具,可以对阴极保护的状态及故障进行评价分析。使得整个阴极保护系统处于最佳的工作状态、对保护体最大限度的起到保护作用。

1 研究内容

在现有的GPS巡检系统基础上实现长输管道阴保数据实时的自动检测、采集、上传、分析(含自诊断、杂散电流干扰)、报警、位置展示和巡检指引,形成一套完善的阴极保护自动化管理体系。具体内容：

1)以冀鲁管理处为试点,选择10个阴极保护桩开展科学研究;2)阴保站恒电位仪数据接入;3)完成阴极保护监测与GPS巡检系统融合研究;4)建立APDM 的管道数据模型;5)系统开发

系统主要功能包括：恒电位仪及阴极保护桩超限数据实时报警、报警信息查询、恒电位仪监测、阴极保护桩监测、阴保监测报表、阴极保护桩实时定位监控等功能模块。

2 系统设计

通过对系统架构、功能模块的设计,建立具有天津天然气管道特色的输油管道阴极保护监测系统,实现了对恒电位仪及阴极保护桩的在线监控和监测,用户通过电子地图(GIS),可以随时观察到管道阴极保护的数据,配合系统提供的辅助分析工具,可以对阴极保护的状态及故障进行评价分析。

2.1 总体架构设计 为保证系统的实施与推广能够完全融合,本方案在技术架构的设计上采用MVC模式的设计架构。系统采用四层体系架构：界面展示层、控制流转层、业务处理层及数据存储层。

2.2 功能设计 阴极保护系统功能设计主要包括以下几个功能模块：恒电位仪及阴极保护桩超限数据实时报警、报警信息查询、恒电位仪监测、阴极保护桩监测、阴保监测报表、阴极保护桩实时定位监控。

2.3 数据库设计 本系统采用APDM 管线数据模型,用于存储、收集和管线有关的信息。APDM 并不是一个综合的包含所有方面的数据库模型,而是一个数据库模版,各管道公司通过它可以从模型的核心元素开始,并通过添加要素或提炼现有要素来修改模型。中石油可根据自己管线的特点来定义自己的数据库模版,以满足气体和液体传输管线的需求。

3 系统实现

3.1 阴极保护功能子系统 阴极保护子系统是本项研究的重点,可为用户提供阴极保护桩和恒电位仪的实时监控及报警、输油管道的腐蚀预测等功能。

恒电位仪及阴极保护桩超限数据实时报警、报警信息查询、恒电位仪监测、阴极保护桩监测、阴保监测报表、阴极保护桩实时定位监控。

1)恒电位仪及阴极保护桩超限数据实时报警

获取当天恒电位仪及阴极保护桩超限报警数据,并可通过填写处理意见或下达巡检任务对报警数据进行处理。

2)报警信息查询

获取恒电位仪及阴极保护桩超限和掉线的历史报警数据,并可通过填写处理意见或下达巡检任务对未处理的报警数据进行处理。还可查看已处理的报警数据的处理意见。

3)恒电位仪监测

以天为单位(从0时到23时)查询恒电位仪的监测数据并用表格和折线展示。

4)阴极保护桩监测

以月为单位查询阴极保护桩的监测数据并用表格和折线展示。

5)阴保监测报表

对阴极保护桩监测数据进行查询并以报表的形式在界面中展示,同时可对报表进行文件输出。

图4-2 报警信息查询

图4-3 阴极保护桩监测

图4-4 阴保监测报表

6)管线腐蚀预测

通过管线名称查询管线的属性信息并在表格中展示,可查看管线的详细信息,并可通过输入管线的“计算失效压力”、“屈服压力”、“管段许用应力”、“名义壁厚”计算出管线的腐蚀速率和腐蚀寿命。

图4-6 管线腐蚀预测

5 总结

5.1 总结 该系统的设计与实现虽然时间紧,任务重,但项目组全体成员均克服了各种困难,始终以高标准、严要求将工作做精做细,以高质量的成果为目标,圆满的完成了各项工作内容。

1)实现了基于UDPSocket的阴极保护桩监测数据的获取及基于OPCServer的恒电位仪监测数据的获取。

3)实现了基于APDM 数据模型以桩为核心的管道巡检管理模式。

4)通过调用天地图云服务,解决了空间背景数据的更新问题。

5)实现了对阴极保护桩及恒电位仪的实时超限及掉线报警,并可对报警数据进行处理,进一步实现对管道腐蚀速率及腐蚀寿命的预测。