老舊航油管道安全管理策略研究

謝巍 曾紅兵

中國(guó)航空油料有限責(zé)任公司重慶分公司 重慶 401120

1 研究背景

航油管道輸送是較為安全、高效、經(jīng)濟(jì)的輸送方式，目前，國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)平均每天消耗航油約8萬噸，大部分采用管道輸送，選取79條共1615km在用航油管道統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，投用年限超過20年的有33條共651km，分別占比42%和40%，投用年限最長(zhǎng)的41年，平均投用年限15年。隨著管道投用時(shí)間增加，管道老化故障的安全風(fēng)險(xiǎn)隨之增加，一旦管道發(fā)生泄漏，可能引發(fā)較大的安全事故、環(huán)境污染和社會(huì)影響。目前，各級(jí)安全管理人員對(duì)老舊航油管道的運(yùn)行安全越來越重視，但是，國(guó)內(nèi)對(duì)老舊航油管道安全管理的研究和討論較少，相關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)至今沒有系統(tǒng)的管控措施和解決辦法?？紤]到多數(shù)老舊航油管道無法開展內(nèi)檢測(cè)或者出現(xiàn)過泄漏，根據(jù)應(yīng)急管理部2023年下發(fā)的《老舊管道安全風(fēng)險(xiǎn)排查評(píng)估指南》，本文暫將投用年限超過20年的航油管道視為老舊航油管道進(jìn)行討論。

2 老舊航油管道面臨的困難

2.1 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低

老舊航油管道通常根據(jù)1994版《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)建設(shè)，個(gè)別管道建設(shè)時(shí)甚至沒有專門的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，原標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管道首站沒有“發(fā)送清管器”的要求，因此，老舊航油管道普遍不具備通球清管和內(nèi)檢測(cè)功能，且受管徑和曲率半徑等諸多因素影響，幾乎都不具備升級(jí)改造的條件。為了實(shí)現(xiàn)老舊航油管道的內(nèi)檢測(cè)功能，國(guó)內(nèi)有關(guān)機(jī)構(gòu)和人員做了大量研究，提出了彈性直板清管器、可伸縮機(jī)器人等多種方法和專利技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用中，效果并不理想，甚至出現(xiàn)過清管器卡在管道中無法前進(jìn)的案例。內(nèi)檢測(cè)作為管道完整性管理的重要技術(shù)手段之一，在老舊航油管道中的應(yīng)用遇到了技術(shù)瓶頸。

原標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管道控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能僅要求“宜有泄漏監(jiān)測(cè)”功能，并未要求“定位”。要實(shí)現(xiàn)泄漏定位，主要有靜態(tài)和在線兩種方法。靜態(tài)法通過在管道內(nèi)通入探測(cè)球和機(jī)器人，檢測(cè)管道泄漏位置，具有靈敏、定位準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，只能在停輸狀態(tài)下使用。在線法又分硬件監(jiān)測(cè)法和軟件監(jiān)測(cè)法，硬件監(jiān)測(cè)法如分布式光纖傳感技術(shù)法，具有定位準(zhǔn)確靈敏、能夠監(jiān)測(cè)微量泄漏等優(yōu)點(diǎn)，但必須在管道建設(shè)時(shí)與管道同期敷設(shè)，且造價(jià)昂貴；軟件監(jiān)測(cè)法又分負(fù)壓波監(jiān)測(cè)法、壓力梯度法、瞬變模型法等，主要通過采集管道運(yùn)行過程中的參數(shù)，經(jīng)過分析處理后判定泄漏的大致位置，只能在管道工作狀態(tài)下運(yùn)行，定位準(zhǔn)確性和精度較差，一般只能監(jiān)測(cè)額定流量1%以上的在線泄漏，且對(duì)已經(jīng)發(fā)生的泄漏無法監(jiān)測(cè)。這些方法對(duì)老舊航油管道應(yīng)用效果不理想，也遇到了技術(shù)瓶頸[1]。

2.2 老化腐蝕加劇

老舊管道會(huì)出現(xiàn)腐蝕減薄的現(xiàn)象，分為內(nèi)腐蝕和外腐蝕兩種情況。內(nèi)腐蝕主要包括輸送介質(zhì)對(duì)管道本體的化學(xué)腐蝕和介質(zhì)對(duì)內(nèi)壁的沖刷腐蝕。因航油管道建設(shè)時(shí)內(nèi)壁作了防腐處理，正常情況化學(xué)腐蝕較小，但在內(nèi)防腐破損點(diǎn)，航油中的輕微水份及微量的S元素會(huì)對(duì)管道本體造成腐蝕。此外，受輸送航油長(zhǎng)年沖刷，管道內(nèi)防腐層往往從焊縫處進(jìn)一步脫落，在管道末站過濾分離器一級(jí)濾芯內(nèi)部，往往能發(fā)現(xiàn)大量漆皮。沖刷腐蝕主要出現(xiàn)在管道的彎頭處，以某條投用18年的航油管道為例，在一次定期檢驗(yàn)中，檢測(cè)單位發(fā)現(xiàn)3處內(nèi)壁沖刷腐蝕，最大減薄1.18mm，減薄量達(dá)17%。

外腐蝕主要包括電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕兩類。管道由于使用年限久遠(yuǎn)，外防腐層可能局部受損，統(tǒng)計(jì)某條投用14年的航油管道近三次定檢結(jié)果顯示，2015年共發(fā)現(xiàn)95處外防腐層破損點(diǎn)，2019年又發(fā)現(xiàn)107處破損點(diǎn)，2022年再次發(fā)現(xiàn)87處破損點(diǎn)，從上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來看，該管道外防腐層已處于老化階段。在管道外防腐層破損點(diǎn)，外界環(huán)境中的雜散電流和腐蝕物質(zhì)會(huì)對(duì)管道本體產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。

2.3 周邊環(huán)境復(fù)雜

航油管道服務(wù)于機(jī)場(chǎng)運(yùn)行，通常位于中轉(zhuǎn)油庫(kù)與機(jī)場(chǎng)油庫(kù)之間，管道建設(shè)時(shí)，管道沿線通常屬于城市近郊，可能穿越林地、耕地、河流、村鎮(zhèn)等，雖然地形復(fù)雜，但是人類活動(dòng)相對(duì)少，管道面臨的外部威脅較少。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，老舊航油管道沿線區(qū)域大多已經(jīng)城鎮(zhèn)化，周邊環(huán)境極其復(fù)雜。以某條投用22年的航油管道為例，在總長(zhǎng)約21公里的沿線，先后建成了2條高速公路、3條電氣化鐵路、4條城市軌道交通、5條城市快速干線通道、5條高壓輸變電線路、8條交叉隧道、數(shù)十條機(jī)耕道路和多座制造工廠，人類活動(dòng)極其頻繁，管道面臨第三方威脅顯著加劇。同時(shí)，由于管道建設(shè)時(shí)沒有征地，周邊設(shè)施建成后，管道管理工作還受到土地使用單位較大的影響，管道的巡線、維護(hù)、改造難度越來越大。

2.4 技術(shù)資料缺失

老舊航油管道建設(shè)時(shí)，受信息化水平限制，資料檔案一般為紙質(zhì)件，隨著年限增加，部分資料模糊不清、難以辨認(rèn)。管道建設(shè)時(shí)，項(xiàng)目檔案管理水平高低不一，受到機(jī)構(gòu)變更、人員流動(dòng)、檔案人員配置、工作重視程度、工作專業(yè)性與建設(shè)任務(wù)不匹配等諸多因素影響，管道資料的收集質(zhì)量不一，造成技術(shù)資料不完整[2]。老舊航油管道通常經(jīng)歷過多次遷改，由于當(dāng)時(shí)尚無管道完整性管理的要求，遷改資料與原有資料缺乏統(tǒng)一性，資料查詢難度大。

2.5 管理機(jī)制不完善

對(duì)于輸油管道的使用年限，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，僅《石油化工管道設(shè)計(jì)器材選用規(guī)范》規(guī)定“管道設(shè)計(jì)壽命宜不超過15年”，且不是強(qiáng)制條款。對(duì)于老舊管道的定義，直到2023年，才從國(guó)家層面進(jìn)行了明確，在此之前，僅有少數(shù)幾個(gè)省份作了地方層面的規(guī)定，且規(guī)定不盡相同。對(duì)于管道的全生命周期管理，目前尚未形成統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前，不同地區(qū)的管道監(jiān)管部門仍然不同，有的地區(qū)還經(jīng)歷了多次調(diào)整，管道監(jiān)管體制正處于不斷優(yōu)化完善的過程中。

2.6 機(jī)場(chǎng)保供與安全管理存在矛盾

航油管道承擔(dān)著機(jī)場(chǎng)保供的重要任務(wù)，管道的正常使用關(guān)系著社會(huì)穩(wěn)定，大中型機(jī)場(chǎng)航油資源應(yīng)急供應(yīng)渠道通常運(yùn)量低，不能滿足機(jī)場(chǎng)運(yùn)行需要，管道具有不可替代性，一旦出現(xiàn)異常，決策者必然面對(duì)保穩(wěn)定還是保安全的兩難選擇。

3 對(duì)策及措施

3.1 完善管道全生命周期管理體系

健全管道規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、報(bào)廢全生命周期管理體系，在規(guī)劃方面，充分考慮管道路由周邊土地開發(fā)利用總體規(guī)劃，預(yù)留保護(hù)距離，避免將不相容設(shè)備設(shè)施和廠礦企劃規(guī)劃在路由沿線；在設(shè)計(jì)方面，引入必要的管道保護(hù)技術(shù)，同時(shí)為將來運(yùn)行期可能采取的管道保護(hù)措施預(yù)留接口，適當(dāng)提高管道設(shè)計(jì)安全裕度；在建設(shè)方面，落實(shí)工程質(zhì)量終身責(zé)任制，特別是做好管道建設(shè)項(xiàng)目的防腐層保護(hù)和回填質(zhì)量控制；在運(yùn)行方面，明確管道所屬企業(yè)與沿線相關(guān)單位的管道保護(hù)責(zé)任，提高相關(guān)單位參與管道保護(hù)的積極性，加大管道保護(hù)費(fèi)用投入的監(jiān)管；在報(bào)廢方面，建立健全管道報(bào)廢機(jī)制，從管道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、實(shí)際工況、歷史事故記錄、周邊環(huán)境等方面綜合評(píng)價(jià)，畫出管道使用生命周期圖，提前謀劃管道更新迭代，及時(shí)將不符合安全管理要求的管道退出使用。

3.2 實(shí)施老舊航油管道統(tǒng)籌管理

設(shè)置獨(dú)立的管道管理單位，對(duì)同類型管道進(jìn)行統(tǒng)籌管理，發(fā)揮一盤棋管理優(yōu)勢(shì)，從整體層面布局全國(guó)老舊航油管道管理工作，統(tǒng)一數(shù)據(jù)信息、統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一工作質(zhì)量、統(tǒng)一應(yīng)急力量。發(fā)揮全局管理的信息優(yōu)勢(shì)，綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，提高管道風(fēng)險(xiǎn)研判和預(yù)警能力，實(shí)現(xiàn)資源共享和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

3.3 優(yōu)化現(xiàn)有管道日常管理

按照管道完整性管理規(guī)范，扎實(shí)做好周期性工作，除了開展巡線檢查、參數(shù)測(cè)試、年度檢查、定期檢測(cè)、隱患排查治理等常規(guī)工作外，重點(diǎn)關(guān)注管道周邊企業(yè)生產(chǎn)工藝對(duì)管道運(yùn)行的持續(xù)性影響，關(guān)注周邊環(huán)境變化對(duì)管道穩(wěn)定運(yùn)行的沖擊，關(guān)注土壤電阻率、PH值、含鹽量、雜散電流等變化情況[3]。

4 結(jié)束語

老舊航油管道見證了改革開放以來中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，隨著時(shí)間的推移逐步進(jìn)入了故障高發(fā)期，根據(jù)《指南》，一些老舊航油管道可能被確定為高風(fēng)險(xiǎn)或者較高風(fēng)險(xiǎn)，短期類徹底解決存在的問題、迅速降低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)的難度較大，老舊航油管道的監(jiān)控使用將是一個(gè)難以避免的過程。從短期來看，除了開展管道保護(hù)的常規(guī)工作外，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注管道保護(hù)的新特點(diǎn)、新情況；從長(zhǎng)期來看，應(yīng)統(tǒng)籌現(xiàn)有資源，按照“四個(gè)統(tǒng)一”做好老舊航油管道安全風(fēng)險(xiǎn)管控，將運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制在可接受范圍以內(nèi)；從根本上看，應(yīng)加快完善管道全生命周期管理體系建設(shè)，從根本上厘清管道投用和淘汰機(jī)制，實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行狀態(tài)可控的本質(zhì)安全。