Стаття

Аналіз технічних рішень для забезпечення безпеки трубопровідного транспорту газу на великих промислових об’єктах

Сергій Павловський, Володимир Бугай
Анотація

Метою цього дослідження було забезпечення підвищення надійності та безпеки експлуатації газових трубопроводів шляхом детального аналізу сучасних технічних рішень, інноваційних технологій та ефективних методів контролю. Проаналізовано сучасні технічні та організаційні рішення для забезпечення безпеки трубопровідного транспорту газу на промислових об’єктах. Встановлено, що найвищу ефективність демонструє поєднання автоматизованих систем контролю, застосування корозійностійких матеріалів і сегментації мереж за допомогою аварійних засувок. Проаналізовано технічні характеристики основних матеріалів труб: зокрема, аустенітна нержавіюча сталь витримує до 2,5 мегапаскалів при температурі +120°C, що робить її придатною для магістральних газопроводів; поліетилен (PE100) забезпечує експлуатацію при тиску до 1,0 мегапаскаля і температурі +40°C, що підходить для підземного газопостачання. Також розглянуто типи сенсорів, зокрема газоаналізатори метану з точністю ±2 частинки на мільйон і часом реакції до 5 секунд, що особливо ефективно для полімерних труб. Узагальнено досвід використання інтелектуальних приладів для внутрішньотрубної діагностики, здатних виявляти механічні дефекти без зупинки транспортування. Окрему увагу приділено застосуванню безпілотних літальних апаратів: мультикоптери з тепловізорами і крилаті дрони з лазерним сканером дозволяють оперативно обстежувати важкодоступні ділянки протяжністю до 50 км. Зроблено висновок про необхідність інтеграції цих рішень у комплексну систему технічного обслуговування. Отримані результати можуть бути використані для розробки та впровадження сучасних комплексних систем безпеки на промислових об’єктах, що сприятиме зменшенню аварійності та підвищенню надійності газотранспортної інфраструктури

Завантажити статтю

Отримано 10.02.2025

Доопрацьовано 18.04.2025

Прийнято 02.06.2025

https://doi.org/10.63341/pdogf/1.2025.50
Сторінки 50-60

ЦИТУВАТИ

Pavlovskyi, S., & Bugai, V. (2025). Analysis of technical solutions for ensuring the safety of pipeline gas transport at large industrial facilities. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, 25(1), 50-60. https://doi.org/10.63341/pdogf/1.2025.50

Використані джерела

  1. Ahari, J.S., Shirazi, L., Saleh, A.R., Bahadoran, F., Salooki, M.K., Sadi, M., & Esfandyari, M. (2025). Strategies for reducing gas flaring in refineries: Cost-effective solutions for pollution mitigation. Process Safety and Environmental Protection, 198, article number 107155. doi: 10.1016/j.psep.2025.107155.
  2. Amaechi, C.V., Reda, A., Kgosiemang, I.M., Ja’e, I.A., Oyetunji, A.K., Olukolajo, M.A., & Igwe, I.B. (2022). Guidelines on asset management of offshore facilities for monitoring, sustainable maintenance, and safety practices. Sensors, 22(19), article number 7270. doi: 10.3390/s22197270.
  3. Aromoye, I.A., Lo, H.H., Sebastian, P., Abro, G.E.M., & Ayinla, S.L. (2025). Significant advancements in UAV technology for reliable oil and gas pipeline monitoring. Computer Modeling in Engineering & Sciences, 142(2), 1155-1197. doi: 10.32604/cmes.2025.058598.
  4. Askarzadeh, T., Bridgelall, R., & Tolliver, D. (2024). Monitoring nodal transportation assets with uncrewed aerial vehicles: A comprehensive review. Drones, 8(6), article number 233. doi: 10.3390/drones8060233.
  5. Bęben, D., & Steliga, T. (2023). Monitoring and preventing failures of transmission pipelines at oil and natural gas plants. Energies, 16(18), article number 6640. doi: 10.3390/en16186640.
  6. Bin, J., Bahrami, Z., Rahman, C.A., Du, S., Rogers, S., & Liu, Z. (2022). Foreground fusion-based liquefied natural gas leak detection framework from surveillance thermal imaging. IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence, 7(4), 1151-1162. doi: 10.1109/TETCI.2022.3214826.
  7. Cameron, K., Lewis, A., Montalvã, D., & Herfatmanesh, M.R. (2023). In-service performance of emergency shutdown valves and dependent operational relationships in the offshore oil and gas industry. Petroleum, 9(4), 613-620. doi: 10.1016/j.petlm.2023.06.004.
  8. Chen, C., Li, C., Reniers, G., & Yang, F. (2021). Safety and security of oil and gas pipeline transportation: A systematic analysis of research trends and future needs using WoS. Journal of Cleaner Production, 279, article number 123583. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.123583.
  9. Chen, J., Wang, Y., Liu, H., Luo, X., He, L., Lü, Y., Lu, L., & Li, X. (2022). A novel study on bypass module in self-regulated pipeline inspection gauge to enhance anti-blocking capability for secure and efficient natural gas transportation. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 108, article number 104850. doi: 10.1016/j.jngse.2022.104850.
  10. Chohan, I.M., Ahmad, A., Sallih, N., Bheel, N., Ali, M., & Deifalla, A.F. (2023). A review on life cycle assessment of different pipeline materials. Results in Engineering, 19, article number 101325. doi: 10.1016/j.rineng.2023.101325.
  11. Da Silva, Y.M.R., Andrade, F.A.A., Sousa, L., de Castro, G.G.R., Dias, J.T., Berger, G., Lima, J., & Pinto, M.F. (2022). Computer vision based path following for autonomous unmanned aerial systems in unburied pipeline onshore inspection. Drones, 6(12), article number 410. doi: 10.3390/drones6120410.
  12. De Leon, A.C.C., da Silva, Í.G., Pangilinan, K.D., Chen, Q., Caldona, E.B., & Advincula, R.C. (2021). High performance polymers for oil and gas applications. Reactive and Functional Polymers, 162, article number 104878. doi: 10.1016/j.reactfunctpolym.2021.104878.
  13. Donohue, S.S., Suski, M., & Chen, C. (2021). Fire protection and life safety design in data centers. In G.P.E. Hwaiyu (Ed.), Data center handbook: Plan, design, build, and operations of a smart data center (pp. 533-550). Hoboken: John Wiley & Sons. doi: 10.1002/9781119597537.ch28.
  14. El-Borhamy, K., Elgarahy, A.M., Maged, A., & Kharbish, S. (2022). Evaluating the safe disposal of hydrocarbons present in the oil and gas plants prior to the periodic maintenance operation on the occupational safety and health. Frontiers in Scientific Research and Technology, 4(1). doi: 10.21608/fsrt.2022.142172.1064.
  15. EN 15001-1:2023. (2023). Gas infrastructure – gas installation pipework with an operating pressure greater than 0,5 bar for industrial installations and greater than 5 bar for industrial and non-industrial installations – Part 1: Detailed functional requirements for design, materials, construction, inspection and testing. Retrieved from https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/23eacb24-64ee-4c9f-bae5-9bccf206e9c4/en-15001-1-2023.
  16. Eso, A., & Eseosa, O. (2022). Real-time effective monitoring and control in oil and gas industry using SCADA technology as a management tool. Journal of Alternative and Renewable Energy Sources, 8(2), 22-38. doi: 10.46610/JOARES.2022.v08i02.004.
  17. Fidalgo-Valverde, G., Menéndez-Díaz, A., Krzemień, A., Riesgo-Fernández, P., & Sierra, A.L.M. (2024). Environmental risk assessment in coal mining with methane degassing. MATEC Web of Conferences, 389, article number 00039. doi: 10.1051/matecconf/202438900039.
  18. Gharbia, M., et al. (2022). Building code compliance for off-site construction. Journal of Legal Affairs and Dispute Resolution in Engineering and Construction, 15(2), article number 04522056. doi: 10.1061/JLADAH.LADR-856.
  19. He, Y., Liu, Z., Guo, Y., Zhu, Q., Fang, Y., Yin, Y., Wang, Y., Zhang, B., & Liu, Z. (2024). UAV based sensing and imaging technologies for power system detection, monitoring and inspection: A review. Nondestructive Testing and Evaluation. doi: 10.1080/10589759.2024.2421938.
  20. ISO 14001:2015. (2015). Environmental management system – requirements with guidance for use. Retrieved from https://www.iso.org/standard/60857.html.
  21. ISO 45001:2018. (2018). Occupational health and safety management system – requirements with guidance for use. Retrieved from https://www.iso.org/standard/63787.html.
  22. Kutsenko, L., Kalinovsky, A., Sukharkova, E., Bordiuzhenko, S., & Zhuravskij, M. (2023). Determination based on the Nusselt method heat flow from surface rotation. Problems of Emergency Situations, 37(1), 348-368. doi: 10.52363/2524-0226-2023-37-25.
  23. Li, B., Wu, S., Zhang, L., & Qu, Z. (2024). Strength and tightness analysis of wellhead flange connections considering ultrahigh-pressure conditions. Ocean Engineering, 307, article number 118245. doi: 10.1016/j.oceaneng.2024.118245.
  24. Menon, S.K., Kumar, A., & Mondal, S. (2025). Advancements in hydrogen gas leakage detection sensor technologies and safety measures. Clean Energy, 9(1), 263-277. doi: 10.1093/ce/zkae122.
  25. Nasser, A.H.A., Ndalila, P.D., Mawugbe, E.A., Kouame, M.E., Paterne, M.A., & Li, Y. (2021). Mitigation of risks associated with gas pipeline failure by using quantitative risk management approach: A descriptive study on gas industry. Journal of Marine Science and Engineering, 9(10), article number 1098. doi: 10.3390/jmse9101098.
  26. Pichugin, S.F., Zima, O.E., & Steblyanko, V.S. (2023). Accidents at oil and gas fields as a factor influencing global environmental security in Ukraine. In O.V. Stepova (Ed.), Ecology. Environment. Energy conservation (pp. 148-157). Poltava: National University “Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic”.
  27. Priyanka, E.B., Maheswari, C., & Thangavel, S. (2021). A smart-integrated IoT module for intelligent transportation in oil industry. International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields, 34(3), article number e2731. doi: 10.1002/jnm.2731.
  28. Reda, A., Shahin, M.A., & Montague, P. (2025). Review of material selection for corrosion-resistant alloy pipelines. Engineered Science, 33, article number 1373. doi: 10.30919/es1373.
  29. Singh, R., Baz, M., Narayana, C.L., Rashid, M., Gehlot, A., Akram, S.V., Alshamrani, S.S., Prashar, D., & AlGhamdi, A.S. (2021). Zigbee and long-range architecture based monitoring system for oil pipeline monitoring with the internet of things. Sustainability, 13(18), article number 10226. doi: 10.3390/su131810226.
  30. Sircar, A., Yadav, K., Rayavarapu, K., Bist, N., & Oza, H. (2021). Application of machine learning and artificial intelligence in oil and gas industry. Petroleum Research, 6(4), 379-391. doi: 10.1016/j.ptlrs.2021.05.009.
  31. Song, C., Xiao, J., Zu, G., Hao, Z., & Zhang, X. (2021). Security region of natural gas pipeline network system: Concept, method and application. Energy, 217, article number 119283. doi: 10.1016/j.energy.2020.119283.
  32. Song, W., Cheng, J., Wang, W., Qin, Y., Wang, Z., Borowski, M., Wang, Y., & Tukkaraja, P. (2021). Underground mine gas explosion accidents and prevention techniques – an overview. Archives of Mining Sciences, 66(2), 297-312. doi: 10.24425/ams.2021.137463.
  33. Swain, A., Abdellatif, E., Mousa, A., & Pong, P.W.T. (2022). Sensor technologies for transmission and distribution systems: A review of the latest developments. Energies, 15(19), article number 7339. doi: 10.3390/en15197339.
  34. Topolski, K., Reznicek, E.P., Erdener, B.C., San Marchi, C.W., Ronevich, J.A., Fring, L., Simmons, K., Fernandez, O.J.G., Hodge, B.-M., & Chung, M. (2022). Hydrogen blending into natural gas pipeline infrastructure: Review of the state of technology. Golden: National Renewable Energy Laboratory. doi: 10.2172/1893355.
  35. Velázquez de la Hoz, J.L., & Cheng, K. (2021). Development of an intelligent quality management system for micro laser welding: An innovative framework and its implementation perspectives. Machines, 9(11), article number 252. doi: 10.3390/machines9110252.
  36. Waqas, M., & Jamil, M. (2024). Smart IoT SCADA system for hybrid power monitoring in remote natural gas pipeline control stations. Electronics, 13(16), article number 3235. doi: 10.3390/electronics13163235.
  37. Yao, J., Liang, W., & Xiong, J. (2022). Novel intelligent diagnosis method of oil and gas pipeline defects with transfer deep learning and feature fusion. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 200, article number 104781. doi: 10.1016/j.ijpvp.2022.104781.
  38. Yusifov, S., Mayilov, R., Gurbanov, A., Sardarova, I., Bagirzade, K., Mammadova, M., Ahmadova, S., & Mahmudova, Z. (2024). Ensuring operational continuity and safety in refineries through a robust emergency shutdown system design and implementation. In R. Silhavy & P. Silhavy (Eds.), Proceedings of 7th computational methods in systems and software 2023: Software engineering methods in systems and network systems (pp. 82-92). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-031-53549-9_9.
  39. Zeng, W., Xue, Y., Sun, Y., Zhao, J., Xie, H., & Ren, T. (2021). Sealing reliability assessment of deep-water oil and nature gas pipeline connector considering thermo-mechanical coupling. Journal of Engineering for the Maritime Environment, 236(1), 196-208. doi: 10.1177/14750902211018394.
  40. Zhang, S., Luo, M., Qian, H., Liu, L., Yang, H., Zhang, Y., Liu, X., Xie, Z., Yang, L., & Zhang, W. (2023). A review of valve health diagnosis and assessment: Insights for intelligence maintenance of natural gas pipeline valves in China. Engineering Failure Analysis, 153, article number 107581. doi: 10.1016/j.engfailanal.2023.107581.
  41. Zishu, J., Haonan, S., Tianxiang, H., Qinglong, L., Xiaojun, L., & Wenxiang, W. (2025). Research on chemical properties of anti-corrosion coatings for natural gas pipelines and economic evaluation of interconnection. Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 61, 137-146. doi: 10.1007/s10553-025-01847-6.