長輸管道完整性安全管理

文/艾軍

長輸管道

目前，國內長輸管道總里程達12萬km。在半個世紀的發(fā)展歷程中，管道安全管理在逐步摸索和發(fā)展的過程中，最終找到了一條適合長輸管道特點的安全管理模式——管道完整性管理。

完整性管理是一種基于風險的管理，通過完整性數(shù)據采集、高后果區(qū)識別、風險評價、完整性評價、維護維修、效能評價六步循環(huán)，實現(xiàn)風險的不斷識別、評價與控制，最終將事故控制在萌芽狀態(tài)，進而實現(xiàn)管道的本質安全。

外部環(huán)境與管道安全管理

管道作為特種設備，具有“涉及生命安全、危險性較大”的一般屬性，即一旦失效，可能會對周圍環(huán)境和人群造成較大危害。但與其他特種設備相比，管道作為“無圍墻”運行的設備，面臨著來自外界因素的各類影響。歐洲天然氣管道事故統(tǒng)計的結果顯示，外部干擾和管道周圍土體移動導致管道失效的次數(shù)占總失效次數(shù)的56.9%，而其中還不包括由于現(xiàn)場焊接環(huán)境問題造成管道現(xiàn)場焊接缺陷，從而導致的失效。外界環(huán)境對管道風險的影響可總結以下三個方面。

管道的現(xiàn)場焊接方面

與鋼管在管廠的制造相比，環(huán)焊縫的焊接質量明顯受到現(xiàn)場環(huán)境的影響。一是現(xiàn)場溫度、濕度、風速、空氣中沙塵含量等，對焊接質量均有不同程度的影響。在不同的地區(qū)施工，當?shù)貧夂驐l件勢必會或多或少地對焊接質量產生不同影響。如南方濕度較大，容易引起焊絲受潮的問題；東北地區(qū)低溫環(huán)境易引起焊道散熱較快，出現(xiàn)裂紋等問題；西部風沙較大易導致焊道表面處理不干凈的問題。這就導致了在不同地區(qū)采用同一技術和同一標準施工，焊縫會出現(xiàn)不同的問題。二是由于現(xiàn)場施工條件的限制，現(xiàn)場焊接不可能攜帶像管廠焊接那樣的大型設備進場。盡管近些年來國內在焊機性能改進方面有了長足的進步，但是其焊接設備性能和焊接工藝方面與鋼管的制造廠商相比仍然有著明顯的差別。甚至在一些極端地質環(huán)境下，只能采用手工焊接，這給現(xiàn)場焊接質量帶來更大的不確定性。

自然環(huán)境對運行的影響

管道投入運行之后，依然受到較大的自然環(huán)境影響。自然與地質因素除了直接導致管道失效外，對管道持續(xù)影響導致管道風險增加的情況也同樣需要引起重視。比如山西地區(qū)管道經過的采空區(qū)地層下陷導致管道應力增加乃至變形的問題，西部地區(qū)管道途徑濕陷性黃土區(qū)受暴雨沖刷管道鏤空和懸管的問題，管道途徑山體滑坡導致管道應力集中的問題，漠大線凍漲溶沉和凍土區(qū)管道沉降的問題等。其次，管道途徑不同區(qū)域的含水率和土壤含鹽量、土壤電阻率等差別較大，導致管道在不同區(qū)域出現(xiàn)不同的腐蝕速率。

人文環(huán)境對運行的影響

除了自然環(huán)境的影響外，管道運行面臨著更為復雜多變的人文環(huán)境。其中第三方損傷是導致管道失效的最重要因素。在美國，即便采用了向公眾公開管道走向信息、管道直呼系統(tǒng)等措施，每年由第三方導致的失效仍占管道失效總次數(shù)的35%左右。除此之外，管道線路大量電氣化鐵路建設，高壓線建設等可能會導致局部管道腐蝕速度異常等。

此外，管道泄漏影響存在巨大差異。對于同一個管道系統(tǒng)在同一個運行狀態(tài)下來說，單位長度內所容納的油品（或天然氣）量是一致的，但是管道泄漏點上下游高程情況等外界因素對管道泄漏量具有較大影響。而管道泄漏點是否位于高后果區(qū)及高后果區(qū)類型和潛在影響區(qū)域內的人文地理環(huán)境，對泄漏后果具有決定性意義。因此，即便在相同泄漏量和相同后果類型下，泄漏后果也有著巨大差異。

綜上所述，外部環(huán)境對管道的安全管理有著舉足輕重的關系，從而給管道管理帶來了巨大的不確定因素和偶然性，這在客觀上就要求管道管理的最佳選擇是基于風險的管理。

強制性法規(guī)對管道保護的新要求

安全生產法和環(huán)保法的實施，將生產運行單位的安全環(huán)保要求推到了一個新的高度?！吨腥A人民共和國特種設備安全法》于2014年1月1日頒布實施。2014年10月30日，國家質量監(jiān)督檢驗總局頒發(fā)了《特種設備目錄》，目錄明確規(guī)定長輸輸油、輸氣管道屬于特種設備。2014年11月22日發(fā)生在山東省青島市的中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特大事故，將管道安全推到了前所未有的高度，使政府、公眾和管道企業(yè)同時意識到管道安全的重要性。2016年11月29日，國家質檢總局聯(lián)合國資委、能源局下發(fā)了《關于規(guī)范和推進油氣輸送管道法定檢驗工作的通知》（國質檢特聯(lián)[2016]560號），文件明確了長輸管道在運行階段開展檢測和評價工作的周期、作業(yè)標準和規(guī)范、人員資質等方面的要求，管道作為特種設備管理進入實質性管理階段。下一步勢必會推行管道的登記、報備管理，屆時將要求管道企業(yè)建立管道各生產建設運行環(huán)節(jié)的質量證明文件和全面的管道技術文檔，而這些文件和數(shù)據的管理給管道數(shù)據管理提出了新的更高要求。

細化到每一根管的管理

特種設備監(jiān)管的主要目標就是掌握特種設備的動態(tài)安全狀況確保特種設備的安全。鋼管制造完成后要經歷運輸、中轉站存儲、運輸?shù)浆F(xiàn)場、布管等環(huán)節(jié)，才能進行現(xiàn)場的焊接。在這一過程中，無法保證同一批次的鋼管能夠在同一個區(qū)域內使用，這就出現(xiàn)了即便相鄰的兩根管子，也可能會出現(xiàn)板材來自不同的鋼廠，管子由不同的管廠生產的情況。從監(jiān)管和質量責任追究的角度來講，管道一旦發(fā)生泄漏，需要知道事故管段的板材生產單位、鋼管制造單位、施工單位等責任主體和運行單位維護操作歷史，而相鄰的鋼管之間這些屬性各不相同，因此要想達到特種設備監(jiān)管的要求，管道信息一定要具體到每一根鋼管和每一道焊縫，針對鋼管和焊縫建立技術臺賬。而實際上內檢測技術的發(fā)展已經將管道本體風險的管理細化到了鋼管管理的水平。

全生命周期管理的要求

數(shù)據模型是為了便于數(shù)據的查詢、展示、應用而建立起來的一種數(shù)據組織方式。目前，管道建設期建立了一套以質量追蹤為主線的數(shù)據模型，通過焊縫編號、鋼管號、鋼卷號等可快速查找每個環(huán)節(jié)的質量證明文件。而物聯(lián)網等技術的發(fā)展，如二維碼，使產品的終身查詢最終更為便捷。但是管道一旦下溝回填，在不開挖的情況下就無法進行身份信息的確認，而隨著防腐層老化、管道標示脫落等，使產品質量追蹤變得幾乎不可能。因此建立管道身份信息永久識別方式至關重要，目前這一工作主要是通過管道身份信息與地面坐標位置進行關聯(lián)、管道身份信息與內檢測數(shù)據關聯(lián)的方式實現(xiàn)的。具體見GB 32167《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》第5.4條數(shù)據對齊相關要求。

數(shù)據一致性的要求

盡管管道在生產制造、現(xiàn)場施工、運營的各個階段都有相關的規(guī)定所需開展的測試內容和要求，但是由于涉及環(huán)節(jié)較多，目前存在著各管道企業(yè)之間管道數(shù)據標準不一致的情況，甚至同一個管道企業(yè)不同的管道建設單位所提供的管道歷史數(shù)據都不統(tǒng)一的問題。這給管道企業(yè)使用這部分數(shù)據帶來極大的難度，同時也使管道監(jiān)管工作面臨巨大困難。為了數(shù)據在各環(huán)節(jié)間流轉的順暢和管理便利，應在國家層面，至少在行業(yè)層面建立統(tǒng)一的數(shù)據移交標準，包括各環(huán)節(jié)數(shù)據移交的內容、格式、形式（電子還是紙質）。因此建立涵蓋管道設計、采購、制管、現(xiàn)場焊接、運營等各管理階段統(tǒng)一的數(shù)據標準，對于管道監(jiān)管和管道安全運營均有重要作用。

新技術帶來的新機遇

管道最大的風險來自于各類外界因素，這給管道的管理帶來巨大的不確定性和偶然性，完整性管理是一種基于風險的管理，是長輸管道管理經過長期實踐而做出的最終選擇。隨著國內安全環(huán)保要求的不斷提升，管道企業(yè)向著更加精細化的方向發(fā)展，這在客觀上要求全生命周期的管理和細化到每一根管的管理。然而挑戰(zhàn)與機遇總是并存的，互聯(lián)網+技術、大數(shù)據思維和相關技術的發(fā)展，給管道管理也帶來了巨大提升的空間。

對互聯(lián)網+模式下的管道保護管理進行預測與展望，分析一下互聯(lián)網+模式下管道管理模式：管道保護業(yè)務可細分為管道宣傳、管道巡護、第三方監(jiān)管幾個部分。

管道宣傳

從風險分析的角度來講，管道面臨的風險大小取決于兩個方面，一是管道危害因素的攻擊強度，這取決于管道的抗損傷能力、管道周圍施工次數(shù)、施工類型、周圍群眾和地方政府的管道保護意識等；二是管道保護的防御能力，這包括巡線頻次、宣傳力度、地面標示設置等。從風險控制的角度來講，原來管道保護提出的人防、技防、物防，都是從防上做文章，也就是提高防御能力。然而采用傳統(tǒng)的宣傳模式，企業(yè)很難將所需宣傳的對象全部找出來，即便全部聯(lián)系到，也很難在后期進行持續(xù)宣傳。

在互聯(lián)網+管理模式下，只需要讓被宣傳人掃描一下二維碼，就可以得到他的關注，并持續(xù)向其傳遞管道保護的相關知識。

為了確保宣傳效果，甚至可以開展公眾號有獎答題活動，將需要宣傳的內容制作成一些簡單問題，只要答對就可以領取一定數(shù)額的紅包，這比傳統(tǒng)模式要有效得多。

管道巡護

在宣傳管道保護的基礎上，企業(yè)甚至可以向有獎巡護的方向發(fā)展。任何人發(fā)現(xiàn)管道上方的異常活動，只要在手機上輕輕一點，就可以將事件上報給管道企業(yè)，領取到企業(yè)發(fā)放的紅包?；蛘咧灰腥嗽敢獍垂艿榔髽I(yè)要求進行巡護，就可以領取一定數(shù)額的紅包，這樣能夠充分發(fā)揮群眾的積極性。

一旦這種模式發(fā)展成熟，巡線業(yè)務甚至可以完全由周邊群眾自由認領，每天都有管道周邊人員在線上提出自己想要巡線的管段和時間，由管道企業(yè)按照有獎問答情況、異常上報情況等擇優(yōu)選擇由誰來巡護。如果需要現(xiàn)場簡單維護，如扶樁等，企業(yè)可以考慮按次懸賞，管理人員甚至連現(xiàn)場都不用去。

第三方監(jiān)管

在運用移動通訊信號定位管道周邊人員的基礎上，更進一步，可以給在管道周圍施工的人發(fā)短信，提示周圍有管道，如果要施工的話需要提前聯(lián)系管道企業(yè)。

互聯(lián)網+管道管理的模式可大幅提升管道管理水平，特別是在區(qū)域化管理模式下，可以預見，互聯(lián)網+管道的結合會越來越緊密。