油氣長輸管道全壽命周期完整性管理

荊曉

摘 要：油氣長輸管道的發(fā)展使得其安全可靠性問題日益突出，對油氣長輸管道進行全壽命周期完整性管理，對管道的安全運行具有十分重要的意義。本文首先分析了國內(nèi)外油氣長輸管道完整性管理的進展和現(xiàn)狀，然后探討完整性管理概念的起源和歷史沿革，最后提出油氣長輸管道全壽命周期完整性管理技術(shù)方法，以保障油氣長輸管道安全、高效運行。

關(guān)鍵詞：油氣管道；完整性管理；全壽命周期

中圖分類號：TE973.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）23-0130-03

Life Cycle Integrity Management of Long Distance Oil and Gas Pipelines

JING Xiao

（Central China Petroleum & Natural Gas Group co.，Ltd. ，Henan Province Henan Zhengzhou 450002）

Abstract： The development of long-distance oil and gas pipelines has made the problem of safety and reliability increasingly prominent. It is of great significance to manage the life cycle integrity of long-distance oil and gas pipelines for the safe operation of pipelines. This paper first analyzed the progress and status quo of integrity management of long-distance oil and gas pipelines at home and abroad， then discussed the origin and historical evolution of the concept of integrity management， and finally put forward the life cycle integrity management technology for long-distance oil and gas pipelines to ensure the safe and efficient operation of long-distance oil and gas pipelines.

Keywords： oil and gas pipeline；integrity management；life cycle

1 研究背景

石油天然氣作為國民經(jīng)濟的“血液”，是我國一次能源使用量僅次于煤炭的重要物質(zhì)，在國民經(jīng)濟建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著越來越重要的作用。輸送石油天然氣的長輸管線，作為國民經(jīng)濟的“血管”，在國民經(jīng)濟發(fā)展過程中也扮演著越來越重要的角色。由于管道送輸具有全密閉、占地少、效率高、能耗低、安全環(huán)保、受惡劣氣候影響小等特點，是石油天然氣最主要的運輸方式，被譽為國民經(jīng)濟的生命線。

油氣長輸管道，雖然有利于國民經(jīng)濟的發(fā)展，方便了人民群眾的生活，但隨著存量的增加和使用期限的延長，其安全問題也日漸突出。僅2013年11月22日發(fā)生于山東省青島市的中國石化東黃輸油管道“11·22”泄漏爆炸事故，就造成了62人死亡、136人受傷、直接經(jīng)濟損失75 172萬元的重大損失。

因此，提升油氣長輸管道的安全管理水平，加快實施油氣長輸管道全壽命周期的完整性管理是尤為必要的，也是刻不容緩的。

2 油氣長輸管道存在的問題

在我國現(xiàn)役的十多萬千米油氣長輸管道中，很多使用期限已經(jīng)超過或接近30年。

據(jù)不完全統(tǒng)計：近30年來，歐洲、前蘇聯(lián)、美國的輸氣管道事故率分別為0.42、0.46次/（10km·a）和0.60次/（10km·a），平均值約為0.5次/（10km·a）；西歐17國輸油管道泄漏事故率2000年為0.25次/（10km·a）。與此對應(yīng)的是：我國四川地區(qū)12條輸氣管道的事故率為4.3次/（10km·a）；東北和華北地區(qū)的輸油管道事故率超過2.0次/（10km·a）[1]。

導(dǎo)致上述差距的主要原因是我國長輸管道管理技術(shù)和方法手段落后。迄今為止，我國長輸管道的管理，除中國石油、中國石化等少數(shù)資金和人員實力較強的中央企業(yè)手段較為現(xiàn)代以外，其他地方企業(yè)大多仍停留在“肩挑人扛”的原始狀態(tài)。存在的問題具體表現(xiàn)在以下幾方面。

第一，進入門檻設(shè)置過低，培訓(xùn)不到位，員工文化技能水平難以適應(yīng)所從事的工作，小馬拉大車。

第二，建設(shè)期管理粗放，重進度、輕質(zhì)量的現(xiàn)象普遍，偷工減料的現(xiàn)象時有發(fā)生，使得埋在地下的隱患（焊縫缺陷、防腐缺陷、管道破損、防腐層損傷等）難以及時發(fā)現(xiàn)并處理。如我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：10km長的管道上，優(yōu)、良、可三個等級的防腐層漏點密度分別為1～2個、2～4個、5～8個，而河南某省管國有企業(yè)不到100km的天然氣管道，第一個強制檢驗周期就發(fā)現(xiàn)了100多個漏點。經(jīng)部分開挖探查，這些漏點大多是施工期間管理不到位、野蠻施工造成的。

第三，管道投用后，依靠沿線當(dāng)?shù)匚幕寄芩讲桓摺⑴嘤?xùn)不到位、安全生產(chǎn)意識缺乏的居住人員巡線，有些管道企業(yè)甚至連專業(yè)的線路管理人員也未配備。GPS/GIS/風(fēng)險評價等現(xiàn)代管理技術(shù)的應(yīng)用更是乏善可陳，管道重要指示性標(biāo)志的“三樁一牌”制作和栽植混亂，難以精確指向管道的位置。

3 完整性管理概念的起源和歷史沿革

國際上油氣管道完整性管理技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代。當(dāng)時，歐美等發(fā)達國家在二戰(zhàn)以后建設(shè)的大量油氣長輸管道已進入老齡期，各種事故頻繁發(fā)生，造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。到了20世紀(jì)80年代，一些從事管道運輸?shù)钠髽I(yè)開始制定并完善管道風(fēng)險評價的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，油氣管道風(fēng)險管理技術(shù)在一些發(fā)達國家迅速得到推廣應(yīng)用。到20世紀(jì)90年代，歐美的許多油氣管道企業(yè)應(yīng)用風(fēng)險管理技術(shù)與完整性管理技術(shù)來指導(dǎo)油氣管道的維護管理工作。

近年來，我國開始研究管道完整性管理技術(shù)，逐步建立了長輸管道完整性檢測評價體系，并于2015年頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》（GB 32167—2015）。2016年10月，國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局、國家質(zhì)檢總局、國務(wù)院國資委和國家安全監(jiān)管總局等五委（局）聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于貫徹落實國務(wù)院安委會工作要求全面推行油氣輸送管道完整性管理的通知》（發(fā)改能源〔2016〕2197號），要求油氣輸送管道企業(yè)加快建立完善油氣輸送管道完整性管理體系。2016年11月23日，國家質(zhì)檢總局、國務(wù)院國資委和國家能源局等三局（委）聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于規(guī)范和推進油氣輸送管道法定檢驗工作的通知》（國質(zhì)檢特聯(lián)〔2016〕560號），明確提出管道企業(yè)要嚴(yán)格落實管道檢驗制度，依據(jù)法律法規(guī)、安全技術(shù)規(guī)范、強制性標(biāo)準(zhǔn)開展壓力管道安裝監(jiān)督檢驗和在役管道定期檢驗等管道法定檢驗工作，推動開展管道完整性管理，不斷提升管道質(zhì)量安全水平。

4 完整性管理技術(shù)和實施

管道完整性管理是指在役管道系統(tǒng)在規(guī)定的運行條件下和服役期限內(nèi)，安全經(jīng)濟地保證管道結(jié)構(gòu)完整，以實現(xiàn)規(guī)定輸送任務(wù)的性能。其包括以下內(nèi)涵：①管道在物理上和功能上是完整的；②管道處于受控狀態(tài)；③管道運營商已經(jīng)并仍將不斷采取有效行動，防止管道失效和事故的發(fā)生。管道完整性與管道的設(shè)計、施工、運行、維護、檢修和管理的各個環(huán)節(jié)過程密切相關(guān)，具有整體性、基于風(fēng)險、全壽命、綜合性、持續(xù)性特點。

經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，發(fā)達國家油氣管道的現(xiàn)代安全管理——管道系統(tǒng)的完整性管理技術(shù)和手段已經(jīng)日臻成熟，逐漸形成了一系列的安全管理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，提供了科學(xué)的安全管理方法和手段，由此大大降低了事故發(fā)生概率，保證了管道的安全運行，節(jié)約了成本費用。

面對我國油氣長輸管道建設(shè)快速發(fā)展和安全管理科學(xué)技術(shù)水平不高的實際，我國應(yīng)該加快推進油氣管道全壽命周期完整性管理技術(shù)的研究和實踐，以提高油氣管道本質(zhì)安全水平，降低事故發(fā)生的概率。具體做法如下。

4.1 制定行業(yè)人員門檻標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)把入口關(guān)

油氣管道企業(yè)，作為危險化學(xué)品輸送和經(jīng)營單位，應(yīng)有一定的用人標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)新技術(shù)的應(yīng)用。其生產(chǎn)管理、安全管理等主要技術(shù)管理崗位，應(yīng)選用油氣儲運、化工、自動控制或相關(guān)專業(yè)大專以上學(xué)歷的人員，一般崗位應(yīng)以高中以上文化程度的人員為宜。人員配備應(yīng)形成高、中、低梯次，即高級工程師、工程師、助理工程師、技術(shù)員梯級配備。

4.2 重視源頭管理

從建設(shè)籌備期開始，重視安全生產(chǎn)管理工作。由于油氣長輸管道大多在野外埋地敷設(shè)，也即隱蔽工程多、不可控干擾因素多，在項目建設(shè)過程中，如果建設(shè)質(zhì)量管控不到位，一旦形成安全隱患，很難及時發(fā)現(xiàn)并治理。因此，在項目建設(shè)方案制定、路由比選確定、設(shè)計單位選擇、設(shè)備材料采購、施工安裝等方面，要把全壽命周期安全放在一定的高度，不能僅僅為了追求進度或節(jié)約投資而降低標(biāo)準(zhǔn)，顧此失彼。

4.3 重視數(shù)據(jù)采集

結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字管理技術(shù)的需要，從項目建設(shè)籌備期開始，全過程重視工程技術(shù)數(shù)據(jù)、資料的收集建檔，特別注意管道路由坐標(biāo)、轉(zhuǎn)角和穿跨越、埋深、管材管件閥門選用、施工焊接、陰保防腐、自動控制等參數(shù)。在項目建設(shè)完成后，要對上述數(shù)據(jù)予以復(fù)核并整合，以求準(zhǔn)確。同時，要繪制竣工圖，規(guī)范設(shè)置里程樁、轉(zhuǎn)角樁、加密樁和宣傳牌等管道標(biāo)識和警示設(shè)施。

4.4 加強在建管道質(zhì)量控制措施

在油氣管道建設(shè)期開展完整性管理工作，對關(guān)鍵點進行必要的質(zhì)量控制，使安全性與經(jīng)濟性更加科學(xué)合理，是實現(xiàn)油氣管道全壽命周期管理最優(yōu)化的步驟。具體如下。

4.4.1 路由和工藝控制。油氣管道路由關(guān)乎著本質(zhì)安全和全壽命周期安全管理水平，因此路由選擇應(yīng)盡量遠離城鎮(zhèn)建成區(qū)、城鄉(xiāng)居民區(qū)、工礦企業(yè)和城鄉(xiāng)規(guī)劃區(qū)。要做到多方案比選，擇優(yōu)確定。在施工技術(shù)管理工作方面，要首先熟悉設(shè)計圖紙和工藝流程，了解工藝管線施工的各個關(guān)鍵步驟及設(shè)計要求，對管道安裝工作從工藝流程上抓起。

4.4.2 管材管件控制。委托第三方專業(yè)公司對重要的管材管件及安全附件進行質(zhì)量控制。開展駐廠檢驗，包括材質(zhì)分析、母材缺陷檢測、壁厚抽查、無損檢測等，提升產(chǎn)品制造質(zhì)量，并加強運輸過程中的質(zhì)量管控，確保進場之前的管材管件質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計要求。

4.4.3 焊接控制。在加強監(jiān)理、監(jiān)督檢驗管理工作的同時，委托第三方綜合檢驗機構(gòu)開展焊接質(zhì)量檢查，包括底片的復(fù)評及現(xiàn)場檢測檢查等，若發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，要求安裝等相關(guān)單位及時整改，并加大處罰力度，確保焊接質(zhì)量。

4.4.4 防腐控制。加強外防腐層施工質(zhì)量管理可有效避免油氣長輸管道運行過程中的外腐蝕。采取的措施包括但不限于進場管道外防腐層破損及質(zhì)量檢測，避免運輸過程中碰撞、摩擦導(dǎo)致的破損；對施工過程中防腐補口黏接性、補扣工藝等，采取必要的檢測手段進行質(zhì)量控制，避免補口過程中造成脫落、黏結(jié)性不足等缺陷。

4.4.5 管體控制。在下溝回填施工過程中，往往受外部環(huán)境和人為因素等影響，造成管體機械損傷、變形等缺陷。管道下溝回填之后，要進行全線變形、防腐層破損點漏磁和陰極保護檢測，以及時發(fā)現(xiàn)施工過程中造成的管體損傷并予以修復(fù)。

4.4.6 雜散電流控制。雜散電流腐蝕是埋地油氣管道最常見的腐蝕之一，對管道全線進行雜散電流干擾源調(diào)查，并在管道安裝之后及時開展雜散電流檢測，對超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的管段要及時采取排流措施。

4.4.7 復(fù)雜地質(zhì)及特殊環(huán)境條件質(zhì)量控制。針對穿越滑坡、泥石流等復(fù)雜地質(zhì)條件及穿越大型河流、水源等特殊環(huán)境的關(guān)鍵管段，應(yīng)采取針對性措施，加強施工、監(jiān)理和檢測的現(xiàn)場管理，尤其是改變敷設(shè)方式時，應(yīng)重點設(shè)計和施工，確保其可靠性，避免因外部環(huán)境和施工工藝等因素導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損傷。

4.5 利用現(xiàn)代技術(shù)，加強日常管理

在役管道要利用現(xiàn)代技術(shù)，逐步實現(xiàn)數(shù)字化管理全覆蓋。利用GPS/GIS、無人機巡線、在線檢測等技術(shù)，實現(xiàn)規(guī)范化、數(shù)字化、立體化、網(wǎng)絡(luò)化、無死角管理[2]。

4.6 實現(xiàn)步驟

認真執(zhí)行《關(guān)于貫徹落實國務(wù)院安委會工作要求全面推行油氣輸送管道完整性管理的通知》（發(fā)改能源〔2017〕2197號）及《關(guān)于全面推行油氣輸送管道完整性管理的通知》（豫發(fā)改能源〔2017〕78號）文件精神，落實《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》（GB 32167—2015）要求，借鑒學(xué)習(xí)發(fā)達國家油氣管道完整性管理經(jīng)驗技術(shù)，在我國油氣管道完整性管理實踐的基礎(chǔ)上，選擇一批如西氣東輸豫北支線、豫南支線、安洛線等條件較好的省內(nèi)地方企業(yè)先行試點，有計劃、有步驟地分期分批逐步推開，利用3～5年的時間，促使河南省油氣管道完整性管理和安全生產(chǎn)管理水平上升到一個新的臺階。

5 結(jié)論與建議

油氣長輸管道完整性管理，作為國際公認的管道安全管理模式，將是我國管道安全管理的重要發(fā)展方向之一。作為重要手段的管道全壽命周期管理、智能管道技術(shù)將在技術(shù)層面提供支撐。結(jié)合建設(shè)期管道完整性管理的要求，建議在以下幾個方面予以關(guān)注。

①加快國內(nèi)、省內(nèi)完整性管理標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)和運行機制的建立。

②進一步重視工程建設(shè)階段，包括規(guī)劃、設(shè)計、采購、施工、投運等全過程的監(jiān)督管理，及時進行數(shù)據(jù)采集和完整性評估。

③盡快建立和完善國家級、省級已建管道和在建管道的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫。以建設(shè)期數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，跟蹤運營期數(shù)據(jù)，對老齡管道進行完整性評估，保證新老管道安全可控。

④從安全完整性、系統(tǒng)完整性、生命周期完整性統(tǒng)籌考慮管道建設(shè)和運營。

⑤積極推進油氣管道全壽命周期數(shù)字化建設(shè)。把數(shù)字化融入路由選擇、設(shè)計、施工等建設(shè)和生產(chǎn)安全管理全過程，解決數(shù)字化采集瓶頸，加快建設(shè)智能管道。

參考文獻：

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