基于网络的石化设备腐蚀案例库的设计与实现

任 帅 王海燕 陈 旭 赵丽君 韩利平 张佐伊

（1. 内蒙古西部天然气股份有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000；2. 内蒙古西部天然气管道运行有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010000；3. 辽宁石油化工大学石油天然气工程学院， 辽宁 抚顺 113001）

0 引言

腐蚀是石化行业中设备失效的重要原因之一。大多数石化工厂操作涉及大量设备和管道，以及各种工艺介质，其中包括易燃烃类，剧毒的气体，强酸或腐蚀剂等。一旦设备故障发生，如工艺介质泄漏，设备爆炸等，往往会给企业和社会带来巨大的损失[1]。如2005年3月21日，山东平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司尿素合成塔爆炸，事故是由于应力腐蚀开裂导致，最终造成4人死亡，32人受伤；2010年1月7日，兰州石化公司316#罐区发生爆炸，其原因是由于罐区底部一出口管线弯头因腐蚀失效导致爆炸，造成6人死亡，6人受伤。纵观世界各国，这种腐蚀事故频繁发生，造成的生命和财产损失已经到了相当严重的程度[2]，由此可见石化行业的防腐工作十分重要。

在石油化工领域，有大量关于腐蚀防护措施和建议的报告，以及对各种材料防腐技术的分析，但这些信息在时间上和空间上都是独立的、分散的，查阅这些资料需要消耗大量时间，因此把其合理的整合到一起，并且提供便捷的查询方式，这样就能提高防腐工作的效率[3]。数据库技术为整合这些信息提供了可能，随着计算机网络技术的发展，建设先进的基于计算机网络技术平台的腐蚀网络数据库已日渐成熟，这样就可以容易地实现授权的数据网上传送、数据修改和管理、数据异地共享[4]。近十年我国建立了许多腐蚀数据库[5-13]，但由于这些数据库运行环境各异，数据库编制软件也不相同，这导致腐蚀信息不能被高效利用。本工作建立的腐蚀案例库正是基于以上思想开发完成，案例库收集了大量石化设备腐蚀案例，并通过Internet实现案例信息的在线共享。

1 石化设备腐蚀案例库系统设计与开发

1.1 系统总体设计

石化设备腐蚀案例库采用的是SQL Server+ASP.NET技术。ASP.NET是目前主流网络开发技术之一，本系统所用的ASP.NET为4.0版本，其具有运行性能好、简易性、灵活性、可管理性等优点，使网络程序开发更倾向于智能化，运行起来与windows下的应用程序一样流畅[14]。案例库数据管理采用的是SQL Server2005数据库，它可以在网络环境下运行，支持B/S的结构体系，用来对存储的数据进行组织、管理和检索。本系统的设计流程如图1所示。

图1 系统设计流程图

通过Visual Studio2010的ASP.NET技术实现系统前台网站建立，系统设计语言采用C#，利用SQL Server 2005建立后台数据库。系统结构采用浏览器/服务器模式（B/S），与客户机/服务器（C/S）结构相比，它大大降低了系统维护和更新成本。B/S模式主要由三部分组成：web浏览器，web服务器，数据库服务器。浏览器是用来登录系统，数据库服务器用于处理数据，Web服务器起到了连接web浏览器和数据库服务器的作用。ASP.NET完成浏览器网页的设计，石化设备腐蚀案例库作为数据库服务器。操作人员可以通过前台发出相关指令，从而对后台数据库中案例进行管理、查询等相关操作。

1.2 案例库设计

在许多情况下，腐蚀事故都没有得到妥善记录,因此，在建立案例库之前应对收集到的腐蚀案例进行分析归纳。先描述腐蚀案例的基本信息，包括案例概况和发生腐蚀的设备名称等，并对腐蚀案例发生的工作环境进行阐述，然后对案例中的设备进行宏观检查，再根据实际情况找出腐蚀介质及腐蚀产物，接着根据分析的数据信息进行综合分析，总结设备腐蚀失效发生的原因，最后得出结论并且提出防止同类腐蚀失效事件发生的建议。因此，本系统把腐蚀案例分为案例基本信息、宏观检查、腐蚀介质、腐蚀产物、综合分析、结论和建议和参考文献7个部分。这7个部分分别又包括若干个小项，具体分类如表1所示。除此之外，我们为每个案例添加了相应的图片，从而辅助案例说明，帮助访问者更好的理解案例。

表1 腐蚀案例分析分类表

1.3 石化设备腐蚀案例库共享系统的设计

系统利用网站发出指令通过web服务器对案例库进行管理和询查，从而实现案例信息网络共享的目的。为了提高系统安全性，本系统采用的安全策略是：把用户分为普通用户和管理员用户，其中管理员用户必须通过账号和密码验证才能对系统进行管理，为了避免SQL注入式攻击，管理员用户密码采用了MD5加密算法；SQL Server2005数据库采用Windows身份验证登录。本系统功能整体框架如图2所示。

图2 系统功能框架

本系统利用ASP.NET技术中的Web Form框架来开发网站，其优点是提供了丰富的服务器控件，从而减少了大量代码的编写，并且支持视图状态，实现显示逻辑和处理逻辑的分离（asp代码和html代码分离）。在开发本系统时，应用到以下几个关键 技术：

（1）为了提高网站维护效率，在开发本网站时，使用了代码封装技术，将功能代码封装到公共类中，公共类包含的方法分别为：GetConnection、MessageBox、ExecSQL、GetDataSet、checkLogin和RandomNum这6个方法，以避免相同代码的重复编写；

（2）本系统实现的搜索功能，主要是应用SQL语句中的Like运算符进行模糊查询；

（3）使用FrameSet框架设计后台管理模块，用于分割视窗，不同框架之间可以交换信息和资料；

（4）使用DataList控件绑定数据并实现分页，转化GridView控件中绑定数据的格式。

1.4 石化设备腐蚀案例库及共享系统的实现

图3是系统的主界面（网站主页）。普通用户无需登录验证，可以直接访问系统查询案例。管理员用户必须通过账号和密码才能登录管理系统维护案例库。为了存储管理员登录信息，在数据库中建立一张管理员表如图4所示。

图3 系统主界面

图4 管理员信息表

登录案例库管理系统后，先通过对某一案例的查询得出结果，不仅可以查看搜索到的案例，还可以点击对应案例尾部的编辑和删除按钮，这样就可以对该案例进行编辑和删除操作，同时，在管理系统中也可以对管理员信息进行添加、修改和删除操作，如图5所示。

图5 管理系统界面

点击主页的案例查询进入案例查询界面，如图6所示。查询方式分为两种：基本查询和高级查询。基本查询可以先选择装置名称，然后输入案例名称关键字查询；高级查询主要以设备名称、材料类型、失效模式和腐蚀介质作为查询条件来查询。

图6 案例查询界面

本系统对数据库的操作是通过ADO.NET实现的。ADO.NET主要包括Connection、Command、DataReader、DataSet和DataAdapter对象。其中SqlConnection对象用于连接后台SQL Server数据库，在这之前需在Web.config文件中配置与数据库连接的字符串，这样可以避免系统转移带来的困难。Command对象用于对案例的查询、添加、删除和修改，这些操作的实现方式都使用SQL语句。具体实现过程如下：

（1）查询案例：调用公共类中的GetDataSet方法，首先将查询的关键语句存储到Session变量中，然后在search.aspx页中执行SQL语句，最后将查询结果绑定到GridView控件，在浏览器中显示出来；

（2）添加、删除和修改案例：调用公共类中ExecSQL方法，首先利用SqlConnection对连接到数据库，发然后使用Command对象的ExecuteNonQuery方法实现相关操作。

2 结语

石化设备腐蚀共享案例库共享系统利用ASP.NET+SQL Server模式建立，在Windows操作环境下运行，其结构采用B/S模式。共享系统分为数据查询和数据管理两个部分，为防腐工作提供了一个高效的操作平台。

系统采用的代码分装、逻辑和表示代码分离、ADO.NET等技术，不仅提高了代码使用效率，还使整个系统结构层次分明，为今后案例库的扩展提供了方便。

SQL Server+ASP.NET模式提供了简易、高效的系统开发途径，而且SQL Server+ASP.NET与Windows操作系统有很高的兼容性，又由于Windows系统为当下主流操作系统，所以这种模式可以应用到更多的领域，为更多领域的数据共享提供便利。