淺談天然氣長輸管網(wǎng)安全運營中存在的問題及對策措施

孔丹丹

山西天然氣有限公司 山西 太原 030000

1 我國天然氣長輸管道發(fā)展現(xiàn)狀

長輸天然氣管道由于輸氣量大、輸送距離長，通常采用高壓大口徑輸送系統(tǒng)。長輸管道擔負著向工業(yè)企業(yè)和城鎮(zhèn)居民提供大量原料和能源的任務，一旦供氣中斷，影響巨大，因此必須確保安全、連續(xù)、可靠供氣。

中國是最早使用管道輸送天然氣的國家，早在1600 年前，四川地區(qū)即開始用木竹鋪設管道輸送天然氣，新中國成立以來，我國天然氣長輸管道建設快速進入工業(yè)發(fā)展階段，1963年第一條近代管道巴渝輸氣管道在四川開始建設并投產(chǎn)，該管道管徑426mm，全長54.7km。進入新世紀以來，天然氣消費市場不斷增加、國家能源結構不斷調(diào)整，促進了我國加快天然氣管道工程建設的步伐，隨著西氣東輸一二三線項目工程、川氣東送工程的相繼建成投產(chǎn)，我國天然氣管道建設事業(yè)迎來了飛速發(fā)展，截止 2019年底，我國長輸油氣管道里程達到13.9萬公里，其中天然氣長輸管道里程達到8.1 萬公里，一次輸氣能力達到 3000 億立方米（1)。

表1 2015～2020年我國天然氣長輸管道建設里程統(tǒng)計表

根據(jù)我國《能源發(fā)展“十三五”發(fā)展規(guī)劃》和《中長期油氣管網(wǎng)規(guī)劃》，2025 年將實現(xiàn)規(guī)劃目標16.3萬公里，2030年將突破20萬公里，天然氣消費市場將進一步擴大，惠及人口將超過7億人，天然氣在一次能源結構中占比將達到20%以上，全國主要地級市、區(qū)縣等居民將受惠于天然氣管道建設，輻射小城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的管道基礎設施也將持續(xù)完善，現(xiàn)代化管網(wǎng)系統(tǒng)不斷趨于成熟。

2 我國天然氣長輸管道面臨的主要安全風險

2.1 管道本體風險

油氣長輸管道本體風險主要有管道腐蝕、焊縫缺陷及其他施工過程中的質(zhì)量問題。

（1）管道腐蝕

管道腐蝕是一種常態(tài)化現(xiàn)象，主要與管道輸送介質(zhì)、土壤情況等有關，包括內(nèi)腐蝕和外腐蝕。內(nèi)腐蝕與管材及輸送介質(zhì)有關，外腐蝕則主要與陰保設施完備率、土壤腐蝕率、雜散電流強度等有關。例如：根據(jù)對某管線的地質(zhì)勘察報告及對所取地表水進行水質(zhì)簡分析試驗提供的數(shù)據(jù)，水對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性；土對混凝土結構和混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性；對鋼結構具有強～中腐蝕性，強腐蝕性占全線的12%，中腐蝕性占全線的88%。

（2）焊縫缺陷

焊縫及其他施工過程中的質(zhì)量問題，以焊縫缺陷為主，主要問題有以下類型：

一是未熔合：焊縫與母材之間或焊縫與焊縫之間沒有完全熔合；二是超差：坡口兩側鋼管的水平誤差不大于 3mm；三是外咬邊：由于焊接參數(shù)選擇不當或操作方法不正確，造成沿根部母材的坡口或凹陷；四是裂紋：在焊接應力等外部因素共同作用下，管道局部地區(qū)金屬受損造成的縫隙；五是內(nèi)凹：焊縫熔透，余高低于母材的現(xiàn)象。

2.2 施工遺留問題

在施工過程中，由于地區(qū)限制，施工單位不按設計圖紙，小范圍進行私自改線，未進行設計變更。后期手續(xù)辦理過程中，出現(xiàn)線路圖紙與實際不符現(xiàn)象，設計院需重新核對現(xiàn)場，出具線路走向圖，無形中推遲項目相關手續(xù)辦理進度。

通過管道探測設備探測沿線高壓管道管位，發(fā)現(xiàn)部分標志樁、轉角樁、穿越樁等設置與工程建設時管線的實際位置不一致或存在偏差，給管線日常巡檢及檢修作業(yè)帶來不確定因素，造成誤判。管道穿越河流、公路、鐵路等穿越地段無穿越樁、警示樁，起不到警示作用。同時，部分還涉及管線穿越處管道埋深不足的問題，尤其是近兩年，洪澇災害頻發(fā)，管線穿越河流段埋深不足，極易造成露管、飄管等現(xiàn)象。

2.3 自然災害風險

天然氣長輸管道面臨的自然災害風險主要有破壞性地震、地質(zhì)災害，常見地質(zhì)災害類型有以下幾類：一是巖土類災害:包括泥石流、地面塌陷、山體滑坡等；二是水利類災害：水毀、水力侵蝕等；三是特殊類土：黃土、膨脹土以及鹽漬土的地質(zhì)損害。例如：2021年全國各省強降雨天氣突增，多地出現(xiàn)洪澇災害，個別地區(qū)甚至還出現(xiàn)百年一遇的洪澇災害，管線穿越河流地段出現(xiàn)裸管、露管、懸空等現(xiàn)象，若應急處置不及時，極易發(fā)生干線泄漏等管道事故。

2.4 第三方施工破壞風險

管道第三方施工是指除管道企業(yè)及其委托方以外的第三方單位或個人在管道周邊進行的可能影響管道安全的各種施工作業(yè)，一般根據(jù)施工類型和規(guī)模分為大型第三方施工和小型第三方施工。

大型第三方施工是指可能威脅管道安全、施工風險高或后果影響嚴重，需要采取工程、監(jiān)護或監(jiān)測等管道保護安全措施，需要采取協(xié)調(diào)避讓管理措施的大型第三方施工。小型第三方施工是指除上述大型施工外，其他符合國家、行業(yè)有關管道安全標準規(guī)范、施工簡單快速、不需要或僅需采取輕型蓋板、U 型槽、水泥硬化等簡單措施，工程本身對管道安全無實質(zhì)影響，但施工過程應重點防控的第三方施工。

2.5 違章占壓

由于管線周邊環(huán)境不斷變化及城市的不大擴張，隨著管線運行時間的增加，部分管線上方不斷形成多處違章占壓，或管線安全范圍內(nèi)，出現(xiàn)違反相關石油天然氣管道保護法的行為，有些建筑物有人員居住，有些建筑物為臨時搭建，但長期存在，嚴重影響管道安全運行及緊急狀態(tài)下?lián)屝迵岆U，且大多為沿線居民私自搭建建筑物占壓，協(xié)調(diào)整改難度大。

2.6 安全管理制度不健全或落實不到位

天然氣長輸管道的安全管理屬于系統(tǒng)性的工作，若沒有健全的管理制度及操作規(guī)程，則難以確保管理的安全性，在管道設計、施工、檢修、維護等方面均容易出現(xiàn)問題。

（1）安全管理制度不健全

工作人員未按相關規(guī)定進行每日巡查及定期巡檢，檢查記錄、日常運行記錄、設備維護保養(yǎng)記錄等基礎運行臺賬，無標準、規(guī)范的記錄臺站，管理混亂，很難起到警示、預警的作用，一旦出現(xiàn)漏氣等突發(fā)事件，不能及時察覺，不能及時進行先期處置，極易引發(fā)次生災害，且事故發(fā)生后也無法追蹤到責任人。

（2）責任落實不到位

部分單位未建立健全全員安全生產(chǎn)責任制，或主要負責人對安全管理不重視，未落實主要負責人職責，造成管理不善，極易引發(fā)事故。例如：管線未按要求開展定期檢測，或者檢測后未根據(jù)檢測結果，進行相關處置。

3 安全運行管理中提出的對策措施

3.1 加強項目建設前期手續(xù)辦理

在項目建設前期，項目手續(xù)應按所經(jīng)政府部門劃分，分人、分類同步進行辦理，避免未批先建等手續(xù)辦理滯后問題。

3.2 項目建設階段安全管理

（1）項目設計階段。工程設計必須符合《輸氣管道工程設計規(guī)范》（GB50251）、《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》（GB50160）等國家有關設計規(guī)范，線路走向圖、總平面布置圖等設計圖紙必須與現(xiàn)場相吻合，不得出具虛假圖紙，不得規(guī)避安全距離不足等周邊設施情況。公司相關部門應對設計情況進行審核、監(jiān)督，對設計的合規(guī)性負管理責任。

（2）施工階段。施工單位必須嚴格按設計圖紙進行施工，施工過程中需要進行變更時，必須經(jīng)設計院出具同意變更的文件后，進行變更。項目部對項目施工及變更情況進行監(jiān)督，對項目變更程序進行審核，確保變更工程的合規(guī)性。由于征地等原因變更工程無法滿足相關設計標準時，必須經(jīng)相關部門對變更工程情況進行研究，協(xié)商制定解決方案。

天然氣長輸管道的建設全過程涉及的部門較多，有項目管理部、招標及法務管理部門以及各單項工程實施監(jiān)管部門、物資采供部等，對工程進行全過程、高效的管理，需各相關部門的積極配合。在工程實施前，科學合理地規(guī)劃項目前期各個環(huán)節(jié)的工作，盡可能留下充足的施工調(diào)試時間。做好施工組織設計及可行性研究，結合近期及遠期規(guī)劃，盡量減少在已建或已運行項目上實施施工作業(yè)。施工過程中嚴密監(jiān)控管道的保護、回填處理、管道試壓、清管干燥等關鍵工序的質(zhì)量，對監(jiān)理的旁站質(zhì)量給予隨機抽查考核，嚴格監(jiān)督隱蔽工程的實施。

（3）采購階段。物資采供部應嚴格按照設計院出具的項目建設所需管材、管件、設備等物資相關設計要求及標準進行采購，物資到貨后，必須項目部及物資采供部共同驗收合格后，并做好驗收記錄，采購物資應符合設計標準。物資采供部對物資出廠資料、驗收記錄等進行統(tǒng)一存檔，不得遺失。

（4）項目驗收階段安全管理。項目完工后，由各相關部門聯(lián)合進行驗收，嚴把質(zhì)量關；

建設項目原則上不允許出現(xiàn)違反《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》（GB50183）中“石油天然氣站場、閥室、放空管區(qū)域布置防火間距”等安全距離不足的情況，線路不得出現(xiàn)楊樹、桐樹等大型深根植物占壓情況。

若驗收過程中出現(xiàn)站場、管線、閥室周邊安全距離不足，大棚占壓、高填方等線路占壓隱患，應做好占壓隱患臺賬，并加強巡查。同時，及時發(fā)文至相關政府部門，組織進行協(xié)調(diào)處理。

3.3 加強運營維護管理

（1）建立各級安全責任制。建立健全安全管理體系，完善安全管理制度并將安全責任落實到人。首先，強調(diào)全員安全生產(chǎn)責任制，每年制定安全管理目標，結合實際情況層層分解、層層落實到每一個基層崗位，同時，加大日常監(jiān)督與考核，確保各項責任有效落實。其次，是強化操作人員的技能培訓，提高操作水平，比如：成立技能培訓部，針對主要負責人、安全管理人員、生產(chǎn)一線人員等分層級、分人群，建立有效的培訓管理制度，確保培訓工作落到實處，取得實效。

（2）加強對管道的日常巡檢。復雜環(huán)境下的活動帶有不可預見性，并會對設施的安全構成威脅，有效的辦法是加強日常巡檢，通過每日檢查，及時發(fā)現(xiàn)管線周邊人員活動及作業(yè)情況，及時制止第三方施工等違規(guī)活動，將問題解決在萌芽狀態(tài)。針對第三方施工，編制切實可行的管道保護方案、施工方案并經(jīng)過專家評審，簽訂安全防護協(xié)議后方可施工，現(xiàn)場施工時做好標示、警戒、圍蔽等措施，安排專業(yè)的巡護人員進行監(jiān)護，確保管道安全。同時，加強管道沿線居民的安全宣傳，著重宣傳天然氣管道危險特性以及相關法規(guī)，增強周邊群眾的安全意識，充分發(fā)揮群眾的力量，取得群防群治的效果。

（3）完善事故應急預案并實行定期演練制度。各管線單位的事故應急預案、現(xiàn)場處置方案是應急搶險工作的基礎，其預案的實效性、可行性尤為重要。在日常管理中，我們發(fā)現(xiàn)雖然某些單位均制定的相應應急預案，并定期進行了演練，但演練效果欠佳，未結合現(xiàn)場實際或有些流于形式，未能對應急預案進行有效檢驗。因此事故應急預案有待完善和細化，演練有待加強。

（4）加強工藝系統(tǒng)的運行維護管理。制定標準化操作程序、標準化維護保養(yǎng)程序，逐步建立天然氣管道、工藝設備的完整性管理體系。定期對站場設施及管線進行檢測、分析、評價，對系統(tǒng)可能存在的風險做評估，并采取有效的措施加以防范。

管道防腐層全線采用三層PE加強級防腐層。將土壤對管道腐蝕的可能性降到最小。建成后定期對陰極系統(tǒng)進行維護保養(yǎng)，確保陰極保護系統(tǒng)設備運行率達到98%的標準要求；定期對管地電位進行檢測分析，識別、測試和減緩雜散電流對管道的影響，確保陰極保護有效率達到100%要求。

3.4 開展管道完整性評估及應用

通過評估管道風險,結合對管道的完整性評價，選擇與之問題相對應的維修手段,將管道中可能存在的隱患部分進行維護、消除,并制定相應的管理目標與程序，通過計劃制定、計劃執(zhí)行、實施總結、監(jiān)督改進四個步驟，將管道存在的風險降到最低。不僅保障了管道的運行安全,還為將管道完整性管理的深入推進做好準備。

根據(jù)《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》的要求，具備條件的管道三年以內(nèi)實施管道內(nèi)檢測，不具備內(nèi)檢測條件的要采取直接評價方法進行完整性評價，對于檢測發(fā)現(xiàn)的管道本體缺陷、防腐層破損等問題優(yōu)先修復。

3.5 創(chuàng)新管道檢測方法

國家公布法令，規(guī)定主干線油氣輸送管道在線檢驗每年進行1次，全面檢驗3-6年進行1次，以便進行運行維護和使用評價。然而國內(nèi)外檢測埋地管道缺陷的主要工作流程仍然是：開挖、剝?nèi)シ栏ū兀?、檢測、包覆、回填，顯然這是一種破壞性檢測方法，而且檢測數(shù)據(jù)的代表性、評估結論的可靠性受開挖（抽樣）點數(shù)及其分布范圍的影響。因此，埋地管道在不開挖、不停輸狀態(tài)下進行檢測成為一個值得深入探討的問題。

4 結束語

隨著天然氣長輸管網(wǎng)建設規(guī)模的不斷擴大，某些地區(qū)自然條件惡劣、人為破壞嚴重等問題，安全形勢不容樂觀，解決管道安全問題不僅需要技術上的創(chuàng)新，更需要管理模式上的根本變革，需要安全管理理念的突破，管道安全管理模式變革勢在必行。因此，在安全管理中，需要對現(xiàn)存的問題進行定期總結分析，認真汲取近年來相關事故案例教訓，制定相應的防治對策，不斷提高管理質(zhì)量，降低可能出現(xiàn)的各種安全問題，保證天然氣長輸管道的運營安全及質(zhì)量。