淺議油氣輸送管道隱患成因及治理對(duì)策

楊 軍，盛耀祖，孫芳麗

(中國(guó)石化江蘇油田分公司采油二廠，江蘇金湖 211600)

近年，油田企業(yè)對(duì)標(biāo)進(jìn)行了油氣輸送管道隱患排查重點(diǎn)整治。但管道周邊亂建亂挖亂鉆及老舊管道腐蝕問題依然突出，破壞損害油氣輸送管道及其附屬設(shè)施現(xiàn)象仍然存在，油氣輸送管道風(fēng)險(xiǎn)管控須高度重視。只有對(duì)油氣輸送管道隱患成因進(jìn)行綜合分析，研究治理對(duì)策，做好管控工作，才能確保隱患整治攻堅(jiān)戰(zhàn)的成果得以鞏固。本文以某采油廠為例，分析了油氣輸送管道隱患成因，提出了治理對(duì)策。

1 隱患成因

1.1 腐蝕、斷裂

1.1.1管理原因

a)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。初期設(shè)計(jì)時(shí)，沒有參考或綜合考慮地形地貌因素，造成途經(jīng)地管道應(yīng)力不均和彈性變形等機(jī)械損傷。若管道設(shè)計(jì)參數(shù)中安全系數(shù)選取過小，將會(huì)發(fā)生管道斷裂失效。

b)制造環(huán)節(jié)。目前在用管道大多采用20#鋼，若管材本身制造質(zhì)量出現(xiàn)問題，如表面缺陷、砂眼、裂縫以及壁厚不均勻或圓度不合標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)影響管道運(yùn)行壽命。

c)施工環(huán)節(jié)。管道新建或維修的施工質(zhì)量，將直接影響管道使用壽命。如焊條選用不對(duì)，或焊縫有雜質(zhì)、孔洞或氣泡，易造成焊縫腐蝕；焊接強(qiáng)度不夠，承壓效果差；焊接方法不對(duì)，造成焊口缺陷。

d)操作環(huán)節(jié)。超壓運(yùn)行、操作過快、油品變化等情況，都會(huì)引起管道內(nèi)部壓力變化，流速和壓強(qiáng)出現(xiàn)劇烈變化極易發(fā)生水擊，對(duì)管道造成損害。

e)第三方破壞[1]。由于周邊居民對(duì)油氣管道保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)，或管道走向不明，油區(qū)周邊時(shí)常發(fā)生農(nóng)田耕作、掘地打樁以及違章作業(yè)行為，會(huì)造成管道的機(jī)械損傷甚至破損泄漏。

a)土壤的影響。土壤滑移或松軟塌陷，表面土壤層不穩(wěn)定，使長(zhǎng)輸管道產(chǎn)生很大的軸向、彎曲和剪切應(yīng)力，造成管道的失效[2]。

b)臨近水體的影響。管道附近有持續(xù)水流，極易造成下方基礎(chǔ)掏空，自重和承受應(yīng)力增大，產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)造成管道斷裂或疲勞失效。同時(shí)，臨水管道的水—空氣界面處的腐蝕生銹速度更快，外腐蝕也會(huì)加快。

1.1.3內(nèi)外腐蝕

鋼質(zhì)管道自身存在氧化生銹的過程，輸送原油中含有硫、Cl-和細(xì)菌，油田化學(xué)劑的井口返出物也會(huì)產(chǎn)生一定腐蝕物，加劇腐蝕。土壤對(duì)管道的外部腐蝕，既有化學(xué)腐蝕，又有電化學(xué)腐蝕。土壤種類、性質(zhì)和環(huán)境條件不同，造成的腐蝕程度和腐蝕速度也不同，腐蝕的不均勻性，也會(huì)加劇土壤對(duì)金屬管道的電化學(xué)腐蝕。

1.1.4防腐系統(tǒng)缺損

a)外防腐層缺損。①三管伴熱流程的石油瀝青防腐層，存在吸水率大、耐老化性能差以及不耐細(xì)菌腐蝕等缺點(diǎn)，隨著時(shí)限延長(zhǎng)會(huì)逐漸失效；②打卡、補(bǔ)焊后，破損外防腐層未重新包裹，或挖掘、回填時(shí)作業(yè)不慎使外防腐層受損，會(huì)加劇局部腐蝕。

鋼筋工程專業(yè)分包管理模式探索與研究………………… 屈根喜，張志凱，董立濤，李相東，張明生（6-241）

b)內(nèi)防腐層缺損。①管道內(nèi)防腐施工時(shí)，涂層噴涂薄、不均勻或不連續(xù)等，使涂層粘結(jié)不牢、局部空缺，起不到防護(hù)作用；②輸送油氣中含有雜質(zhì)、固體顆粒對(duì)內(nèi)涂層沖刷、侵蝕，會(huì)造成內(nèi)防腐層受損。

c)陰極保護(hù)系統(tǒng)的失效。①犧牲陽極自身過度消耗或超期服役引起的失效；②對(duì)陽極的使用環(huán)境和情況檢查維護(hù)不到位，尤其是外防腐層及鋼管外壁破損缺陷后，會(huì)造成提前損耗用盡[2]，，腐蝕速度則會(huì)加劇。

1.2 占?jí)骸踩嚯x不足

1.2.1企業(yè)原因

a)設(shè)計(jì)和申報(bào)環(huán)節(jié)。①規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)城建規(guī)劃區(qū)域等因素考慮不周，加之工農(nóng)關(guān)系處理難、投資預(yù)算緊，安全間距的參考僅滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最低要求；②企地聯(lián)系不緊密，未如實(shí)開展管道新、改建施工的設(shè)計(jì)規(guī)劃或?qū)彶閳?bào)批，地方政府在區(qū)域整體規(guī)劃時(shí)未對(duì)油田實(shí)際情況予以統(tǒng)籌考慮。

b)施工建造環(huán)節(jié)。①施工標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不嚴(yán)，對(duì)處于地形特殊、復(fù)雜的地段或與公路平行的局部管段，未通過增加壁厚、敷設(shè)套管等保護(hù)措施來提高安全系數(shù)；②與當(dāng)?shù)鼐用竦男畔贤ú坏轿?、不及時(shí)，先建后壓、臨近搭建等現(xiàn)象屢有發(fā)生。

c)隱患專項(xiàng)整治。油田在油氣輸送管道隱患整治攻堅(jiān)戰(zhàn)期間，雖對(duì)在冊(cè)的重大、較大隱患進(jìn)行了專項(xiàng)治理，很大一部分一般隱患僅通過管控措施和局部性整改削減了風(fēng)險(xiǎn)，暫時(shí)被劃入“治理完成”范圍。

1.2.2地方原因

a)土地歸屬和城鎮(zhèn)發(fā)展。油氣管道用地的不同用途和取得方式，造成管道用地的權(quán)利歸屬不同，導(dǎo)致占?jí)汗艿榔毡榇嬖凇?/p>

b)法律健全和執(zhí)行情況。我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了《石油天然氣管道保護(hù)法》等法律法規(guī)，但是居民的法律和公共財(cái)產(chǎn)意識(shí)較低，且當(dāng)?shù)氐牡胤奖Ｗo(hù)政策對(duì)違法行為較少干預(yù)、制止或懲處，因此對(duì)油氣輸送管道安全運(yùn)行造成威脅。

2 治理對(duì)策

2.1 完善制度標(biāo)準(zhǔn)，明確責(zé)任主體

a)把握油田生產(chǎn)實(shí)際和特點(diǎn)，健全管道巡線、檢測(cè)、保護(hù)等生產(chǎn)管理制度和檢查考核制度；及時(shí)掌握和運(yùn)用相關(guān)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善安全操作規(guī)程，提高運(yùn)行操作安全性。

b)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到投產(chǎn)、運(yùn)行維護(hù)等各環(huán)節(jié)加強(qiáng)油氣輸送管道建設(shè)項(xiàng)目管理，明確責(zé)任分工，細(xì)化工作職責(zé)；健全完善考核指標(biāo)體系，把工作任務(wù)、目標(biāo)層層分解，嚴(yán)格考核兌現(xiàn)，落實(shí)主體責(zé)任。

2.2 加強(qiáng)運(yùn)行管理，做好檢測(cè)評(píng)估

a)規(guī)范施工組織，一一對(duì)接技術(shù)方案和標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)加強(qiáng)使用材料監(jiān)管、施工質(zhì)量監(jiān)督，抓好施工各環(huán)節(jié)質(zhì)量管控。

b)積極開展溫度、壓力等因素對(duì)管線腐蝕速率的影響，合理制定、調(diào)控生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)。重要管線設(shè)置超壓停泵保護(hù)功能，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置排量異常預(yù)警。

c)制定檢驗(yàn)周期，定期開展“薄弱點(diǎn)”檢驗(yàn)和全面檢驗(yàn)，如探傷檢驗(yàn)和壁厚檢測(cè)，提出計(jì)劃性維護(hù)建議；對(duì)管道現(xiàn)有狀況進(jìn)行安全綜合評(píng)價(jià)，開展風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)評(píng)估。

2.3 開展企地共建，加強(qiáng)普法宣傳

a)及時(shí)向地方政府做好風(fēng)險(xiǎn)告知和隱患月度上報(bào)工作，對(duì)接整治困難隱患。管道新建、改建等重大施工項(xiàng)目嚴(yán)格按規(guī)范辦理規(guī)劃報(bào)建手續(xù)，及時(shí)報(bào)送管道建設(shè)選線方案，將管道規(guī)劃建設(shè)和已整改管道納入城鄉(xiāng)規(guī)劃。

b)充分利用多種手段和媒介宣傳《石油天然氣管道保護(hù)法》等法規(guī)條文，增強(qiáng)油田員工和民眾的安全意識(shí)和守法意識(shí)，自覺維護(hù)管道安全，調(diào)動(dòng)大家保護(hù)管道的主動(dòng)性和積極性。

2.4 抓好巡查防護(hù)，提升應(yīng)急能力

a)利用信息自動(dòng)化平臺(tái)，管理區(qū)、班組實(shí)施平臺(tái)“雙監(jiān)控”，對(duì)周邊施工情況及時(shí)制止并密切關(guān)注。同時(shí)針對(duì)腐蝕、占?jí)旱惹闆r，建設(shè)“管線運(yùn)行大數(shù)據(jù)庫”，做到有的放矢。

b)繼續(xù)完善油氣管道警示樁等標(biāo)志標(biāo)識(shí)，做好管道沿線居名的風(fēng)險(xiǎn)告知和應(yīng)急提醒；對(duì)外防腐層破損點(diǎn)及時(shí)修復(fù)，對(duì)管道易碰撞點(diǎn)加裝防護(hù)欄，對(duì)管跨等懸空點(diǎn)增加支撐，對(duì)占?jí)?、安全距離不足管網(wǎng)隱患開展專項(xiàng)治理。

c)結(jié)合管線實(shí)際情況，制定應(yīng)急預(yù)案；加大管理區(qū)、班組日常培訓(xùn)和鍛煉，落實(shí)各段管控節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)班組間群防、群控；充分運(yùn)行應(yīng)急管理平臺(tái)，有效提升廠-管理區(qū)、各應(yīng)急功能組之間綜合協(xié)調(diào)效率。

2.5 加強(qiáng)研究分析，加大科技應(yīng)用[3]

a)加強(qiáng)對(duì)管道泄漏、斷裂成因研究，如腐蝕缺陷、管跨振動(dòng)、涂層磨損等，利用故障樹分析，進(jìn)行多層次模糊綜合評(píng)價(jià)，找出管道薄弱環(huán)節(jié)。借助數(shù)學(xué)建模和電腦模擬，演算出管道失效過程，制定合理的管理方案。

b)加大對(duì)重要管道和敏感區(qū)域管道在線檢漏技術(shù)的運(yùn)用，開展油氣管線防腐不開挖檢測(cè)；充分利用勘探開發(fā)一體化業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)(EDIBC)，完善管道基礎(chǔ)信息數(shù)字化建設(shè)，提升大數(shù)據(jù)應(yīng)用能力。

c)推廣應(yīng)用陰極保護(hù)系統(tǒng)。陰極保護(hù)技術(shù)的原理是向被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面施加一個(gè)外加電流，被保護(hù)結(jié)構(gòu)物成為陰極，使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制。推廣應(yīng)用外加電流陰極保護(hù)、犧牲陽極保護(hù)等技術(shù)，可減緩管道腐蝕速度。

d)推進(jìn)涂層防腐技術(shù)研究。環(huán)氧粉末防腐層是將粉末涂抹在管線外層，通過加熱方式達(dá)到防腐目的；推進(jìn)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，起到隔水防腐效果。

3 結(jié)語

隨著油田發(fā)展，油氣輸送管道越來越多、越來越長(zhǎng)，且由于運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)和地方城鎮(zhèn)建設(shè)等影響，都增加了油氣輸送管道的安全隱患，一旦演變成事故將會(huì)給油田帶來經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面影響。要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展、展現(xiàn)負(fù)責(zé)任的社會(huì)形象，要在制度、責(zé)任、質(zhì)量、防護(hù)、應(yīng)急、研究等方面下大氣力、用深工夫，抓好各環(huán)節(jié)管控，從而確保油氣輸送管道的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。