姚偉

中國石油管道公司

20世紀(jì)90年代以來，油氣管道完整性管理在國際上普遍得到認(rèn)可和推廣應(yīng)用。其內(nèi)涵是 對油氣管道運(yùn)行中面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識別和評價(jià)，通過監(jiān)測、檢測、檢驗(yàn)等各種方式，獲取與專業(yè)管理相結(jié)合的管道完整性的信息，制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對策，不斷改善識別到的不利影響因素，從而將管道運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，最終達(dá)到持續(xù)改進(jìn)、減少和預(yù)防管道事故發(fā)生、經(jīng)濟(jì)合理地保證管道安全運(yùn)行的目的。同時(shí)管道完整性與管道的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維護(hù)、檢修和管理的各個(gè)過程是密切相關(guān)的，目標(biāo)是使管道始終處于安全可靠的服役狀態(tài)和受控狀態(tài)，在物理上和功能上是完整的，可通過適時(shí)采取的行動防止管道事故的發(fā)生。

中國石油管道公司成立于1999年，是目前國內(nèi)唯一擁有建設(shè)、運(yùn)行、科研和技術(shù)服務(wù)等業(yè)務(wù) 的綜合性管道公司。管理運(yùn)營14000公里在役油氣管道，其中包括漠大線、長呼、蘭鄭長、秦沈等新建管道，還包括已經(jīng)運(yùn)行超過40多年的東部老管道，這些老管道普遍處于失效浴盆曲線的事故高發(fā)期，安全壓力較大。多年來，公司認(rèn)真推行管道完整性管理，不斷趨于精細(xì)化和信息化，實(shí)現(xiàn)了從被動式管理到主動式預(yù)防管理的轉(zhuǎn)變，從事后搶修到事前維修的轉(zhuǎn)變，管道的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)得到有效控制，本質(zhì)安全普遍提高，事故發(fā)生率持續(xù)減少，基本實(shí)現(xiàn)了安全平穩(wěn)運(yùn)行。

管道完整性管理實(shí)踐

跨入新世紀(jì)以來，隨著公司管道業(yè)務(wù)的快速增長，管道的管理難度也不斷加大。始建于上個(gè)世紀(jì)七十年代的老管道存在非常嚴(yán)重的管體腐蝕缺陷和大量的焊縫缺陷，近年來發(fā)生了多次螺旋焊縫開裂和腐蝕泄漏事故。新建管道由于穿越了黃土、沼澤、山區(qū)以及多年凍土區(qū)域，滑坡、坍塌、泥石流、凍脹、融沉等自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。加之隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，違章占壓、打孔盜油和第三方施工傷害發(fā)生的頻率顯著增加，嚴(yán)重威脅著管道安全。

2005年，公司首先成立管道完整性管理技術(shù)及體系研究科技攻關(guān)小組，開始了管道完整性管理及相關(guān)技術(shù)的探索與應(yīng)用推廣工作。 2006年， 公司在國內(nèi)首次清晰地提出開展完整性管理工作的6步循環(huán)，即數(shù)據(jù)采集、高后果區(qū)分析、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、完整性評價(jià)、維護(hù)與維修和效能評價(jià)。通過循環(huán)實(shí)施，不斷提高完整性管理效果。編制了中國石油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《管道完整性管理規(guī)范》，明確了開展管道完整性管理的目標(biāo)、內(nèi)容、流程、實(shí)施方式和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及專項(xiàng)技術(shù)，先后在慶鐵線、蘭成渝、澀寧蘭等管道上實(shí)施。

數(shù)據(jù)采集。開展歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)和數(shù)據(jù)更新工作，精確測繪了管道路由，使得管道中心線全面復(fù)測及糾正。通過管道遙感圖像更新，對管道沿線環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查，包括管道兩側(cè)建筑物、人口、河流、鐵路、公路等，提高了對管線基本情況的認(rèn)知，為全面分析歷史事故、環(huán)境、本體缺陷，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的分析評價(jià)奠定了基礎(chǔ)。

高后果區(qū)分析。管道發(fā)生泄漏或者破裂等事故，會對周邊公眾生命安全及其財(cái)產(chǎn)、環(huán)境、社會等造成很大傷害或損失，該區(qū)域即為開展完整性管理的重點(diǎn)區(qū)域。保證高后果區(qū)的安全，則可以避免較大的環(huán)境或人身傷亡事故。通過高后果區(qū)分析發(fā)現(xiàn)，管道周圍人口稠密、活動頻繁，而且無法規(guī)避的區(qū)域較多。如慶鐵線有1/3的管道路由為高后果區(qū)，主要是人口密集區(qū)，穿越河流、鐵路等，該管道已經(jīng)從設(shè)計(jì)時(shí)遠(yuǎn)離人口密集區(qū)變?yōu)椴糠止艿牢挥诔擎?zhèn)中心，管道管理的重點(diǎn)發(fā)生了重大變化。

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。識別出管道潛在風(fēng)險(xiǎn)，明確管理隱患，為事故的預(yù)防提供依據(jù)。公司在現(xiàn)有國際評價(jià)方法的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)了Riskscore定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件，可對管道面臨的各類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化 排序和評價(jià)，從而制定合理措施有效應(yīng)對。自2007年以來，管道公司每年都要對所轄管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別和評價(jià)工作，評價(jià)結(jié)果將直接作為第二年固定資產(chǎn)投資和大修理立項(xiàng)的主要依據(jù)。如公司通過對慶鐵線的風(fēng)險(xiǎn)識別，排序找出了9個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)管段，提出并實(shí)施了針對性的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控方案，實(shí)現(xiàn)了對制造缺陷、腐蝕、第三方破壞、誤操作和設(shè)計(jì)隱患風(fēng)險(xiǎn)等方面受控的目標(biāo)，并采取了改線、更換管體、補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)等多種針對性應(yīng)急方案，極大降低了運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

完整性評價(jià)。通過對管道的剩余強(qiáng)度、缺陷性質(zhì)、發(fā)展速度等開展安全評價(jià)，為制定修復(fù)計(jì)劃和優(yōu)化再檢測周期提供數(shù)據(jù)決策依據(jù)。公司所轄管道的管體缺陷主要是螺旋焊縫和環(huán)焊縫缺陷，而國際上對螺旋焊縫缺陷的檢測與評估一直是空白，傳統(tǒng)的超聲、漏磁等檢測與評價(jià)技術(shù)難以檢測出螺旋焊縫未熔合、未焊透等缺陷，缺陷程度無法分級，針對性修復(fù)也無法進(jìn)行。公司開展科研攻關(guān)并與GE PII公司開展國際合作研究，利用先進(jìn)的三軸高清漏磁檢測技術(shù)，研制完成了螺旋焊縫缺陷檢測信號特征的識別方法、尺寸評定模型，解決了螺旋焊縫信號異常評定缺陷類型和尺寸判定難題，實(shí)現(xiàn)了螺旋焊縫缺陷檢出率超過90%，尺寸評定精度達(dá)到±15%，現(xiàn)場驗(yàn)證符合率達(dá)到100%。經(jīng)過近3000公里管道的應(yīng)用和現(xiàn)場開挖驗(yàn)證表明，該檢測技術(shù)和評價(jià)方法精確可靠，填補(bǔ)了管道螺旋焊縫缺陷檢測與評價(jià)方面在國際空白，為螺旋焊縫缺陷檢測與評價(jià)提供了一種可行、可靠的技術(shù)選擇。

維護(hù)與維修。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果，針對可能存在的威脅制定和執(zhí)行預(yù)防性的風(fēng)險(xiǎn)減緩措施。然后通過效能評價(jià)，發(fā)現(xiàn)管道完整性管理過程中的不足，提高管道完整性系統(tǒng)的有效性和時(shí)效性。在東部管網(wǎng)的大修過程中，科學(xué)的缺陷維修方法和采取碳纖維復(fù)合材料修復(fù)螺旋焊縫的修復(fù)方案，大大提高了管體缺陷修復(fù)的效果，保證了老管道的再利用和安全運(yùn)行。

經(jīng)過廣大科技人員和管理人員的堅(jiān)持不懈努力，公司管道完整性管理得到了較好推行，取得了積極進(jìn)展。

一是建立了完整性管理專業(yè)隊(duì)伍。公司管道完整性管理中心共有研究管理人員18名，專業(yè)涵 蓋完整性管理各個(gè)領(lǐng)域，有博士研究生學(xué)歷的9人，有碩士研究生學(xué)歷的9人，有2人被聘為集團(tuán)公司專家，有8人被聘為高級工程師。加強(qiáng)基層分公司管道完整性管理人力資源的開發(fā)，啟動公司完整性管理人員資質(zhì)培訓(xùn)與取證，實(shí)現(xiàn)三個(gè)等級的管理人員全面受訓(xùn)，全面獲得資質(zhì)，為公司深入開展完整性管理提供了人才和技術(shù)保障。

二是建立了完整性管理標(biāo)準(zhǔn)體系。頒布了系列的完整性管理標(biāo)準(zhǔn)，精細(xì)實(shí)施管道完整性管理六步循環(huán)，逐步實(shí)現(xiàn)管道管理工作的規(guī)范化。規(guī)范了數(shù)據(jù)采集管理流程，建設(shè)管道完整性管理系統(tǒng)（PIS），建立健全公司管道完整性信息。連續(xù)4年開展高后果區(qū)識別和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)工作，實(shí)現(xiàn)了基于風(fēng)險(xiǎn)的管道管理。全面系統(tǒng)開展檢測評價(jià)，努力提高管道的本質(zhì)安全。全面系統(tǒng)地開展內(nèi)檢測、外檢測工作，根據(jù)完整性評價(jià)，有計(jì)劃的開展修復(fù)工作。推動完整性管理的縱深應(yīng)用，轉(zhuǎn)變計(jì)劃投資方式，將風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果和完整性評價(jià)結(jié)果作為投資立項(xiàng)的直接和重要依據(jù)。承擔(dān)了《管道完整性管理規(guī)范》、《管道延壽推薦作法》等國家標(biāo)準(zhǔn)的編寫工作。

三是完整性管理技術(shù)與國際接軌。公司與GEPII進(jìn)行國際合作，成功突破了螺旋焊縫缺陷檢測與評估這一世界難題，獲得世界管道行業(yè)最高級別的獎項(xiàng)——美國機(jī)械工程師協(xié)會（ASME）頒發(fā)的“全球管道獎”。公司與ASME（美國機(jī)械工程師協(xié)會）簽訂合作協(xié)議，連續(xù)成功承辦了兩屆國際管道年會，并且定期邀請ASME高級顧問開展管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)。公司加入了PRCI（國際管道研究協(xié)會），并承擔(dān)了 “管道環(huán)焊縫缺陷內(nèi)檢測與評價(jià)技術(shù)研究”（編號NDE-1-6）的研究工作。公司還多次派出代表團(tuán)參加IPC 國際管道會議，在2012年9月卡爾加里管道會議上，公司技術(shù)人員撰寫文章22篇，占入選論文總數(shù)的5.9%。申報(bào)了ISO國際標(biāo)準(zhǔn)《管道完整性管理規(guī)范》（ISO-19345），獲得ISO TC67 SC2工作組投票通過，這是我國石油管道行業(yè)第一次承擔(dān)ISO標(biāo)準(zhǔn)的編寫工作。

四是有效提升公司整體管理水平。實(shí)現(xiàn)了管道完整性管理覆蓋率100%，實(shí)現(xiàn)了100%高后果區(qū)識別和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，內(nèi)外檢測全面展開并趨于常規(guī)化，管道管理已經(jīng)由事后應(yīng)對管理向事前預(yù)防管理轉(zhuǎn)變，完整性管理成果被廣泛的應(yīng)用于計(jì)劃和大修理項(xiàng)目的投資計(jì)劃、工藝運(yùn)行和應(yīng)急管理，促進(jìn)了公司整體管理水平的提高。

管道完整性管理面臨的挑戰(zhàn)

當(dāng)前管道完整性管理的推廣應(yīng)用迎來了前所未有的機(jī)遇，同時(shí)也面臨新的挑戰(zhàn)。新建管道向著高等級鋼、大口徑、高壓力方向發(fā)展，管道所經(jīng)過區(qū)域環(huán)境呈現(xiàn)多樣化、復(fù)雜化，高后果區(qū)呈增加態(tài)勢，違章占壓、打孔盜油、第三方施工傷害屢禁不止，提升管道安全迫切需要全面推行完整性管理。但制度保障、關(guān)鍵技術(shù)儲備、設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)以及觀念素質(zhì)等方面還不能夠完全適應(yīng)形勢的要求。

1、推行完整性管理缺乏有效的制度保障。管道安全監(jiān)管存在政府多頭管理、職能交叉重疊沖突等問題。如國家層面有公安部牽頭的部際聯(lián)席會議制度統(tǒng)籌全國油氣田及輸油氣管道安全保護(hù)工作，但《石油天然氣管道保護(hù)法》又明確規(guī)定國務(wù)院能源主管部門主管全國管道保護(hù)工作。又如，《特種設(shè)備安全法》規(guī)定，長輸管道的 生產(chǎn)（包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、修理）、經(jīng)營、使用、檢驗(yàn)、檢測的安全監(jiān)督管理部門為特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門，而《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》則規(guī)定安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門負(fù)責(zé)油氣長輸管道安全監(jiān)督管理綜合工作，對新建、改建和擴(kuò)建長輸管道的建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行安全條件審查。管道完整性管理作為國際公認(rèn)的預(yù)防事故的科學(xué)方法，至今還未形成國家標(biāo)準(zhǔn)，已影響推廣工作的開展。

2、新建管道完整性管理開展深度不夠。新建管道如果從設(shè)計(jì)、工程建設(shè)一開始不能很好嚴(yán)格把關(guān)、控制質(zhì)量、收集資料，就會給日后運(yùn)行帶來很大問題。如漠大線、蘭鄭長、秦沈線等管道均存在不達(dá)標(biāo)焊縫問題。部分新建管道水壓試驗(yàn)中發(fā)生過爆管，證明存在不符合要求的管材；部分新建管道的防腐層補(bǔ)口質(zhì)量存在問題，甚至有未補(bǔ)口環(huán)焊縫；管道回填造成管道凹坑缺陷、防腐層損傷等；管道光纜埋深不足，光纜被挖斷現(xiàn)象多發(fā)。建設(shè)期遺留的管道占壓和周邊居民補(bǔ)償糾紛，給管道管理和日常維護(hù)帶來了很多問題；新建管道資料移交困難，存在難以及時(shí)向地方政府提交管道資料的不合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)；三樁一牌普遍不符合要求；水工保護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，施工質(zhì)量參差不齊，保護(hù)效果受到影響。上述問題給推行完整性管理帶來不利影響。

3、老管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺失影響工作開展。部分老管道建于70年代，原始記錄多為紙質(zhì)數(shù)據(jù)，缺失較多，特別是管道歷史改造和運(yùn)維數(shù)據(jù)記錄不全，缺少對環(huán)境、人口、地質(zhì)等數(shù)據(jù)的系統(tǒng)采集 和整合，以及對本體、環(huán)境等事故可能性評估，為完整性工作帶來困難。有些管道存在斜接彎頭、變形、內(nèi)突物、收發(fā)球裝置不健全，管道內(nèi)積物過多、無法清管、焊接缺陷等問題，缺少可用的檢測技術(shù)。無法開展內(nèi)檢測發(fā)現(xiàn)管道本體的缺陷，控制泄漏也就無從談起。

4、關(guān)鍵技術(shù)儲備積累不足亟待開發(fā)。主要表現(xiàn)在以下六個(gè)方面：一是焊縫缺陷檢測及評價(jià)技術(shù)方面。包括天然氣管道裂紋性缺陷的檢測技術(shù)、液體管道環(huán)焊縫缺陷的檢測及評價(jià)技術(shù)、基于應(yīng)變的凹坑評價(jià)技術(shù)、各類內(nèi)檢測設(shè)備及技術(shù)的驗(yàn)證和評價(jià)方法、管道附加應(yīng)力的檢測監(jiān)測和評價(jià)等還有待進(jìn)一步研究突破。二是高鋼級管道進(jìn)行焊接控制和在役維搶修方面。國內(nèi)還沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用何種焊接工藝和方法應(yīng)對在役管道的搶修焊接是一個(gè)急需解決的難題，特別是焊縫缺陷的維修、凹坑的評價(jià)修復(fù)、管體的應(yīng)變疲勞等都同低強(qiáng)度鋼有著本質(zhì)的不同。三是不可內(nèi)檢測管道的壽命評估和安全控制方面。老管道建設(shè)時(shí)所使用的彎頭、變形和結(jié)蠟等問題影響了管道的可通過性，使得不清管狀態(tài)下的缺陷檢測與評估技術(shù)需求更加急迫。四是凍土管道運(yùn)維技術(shù)方面。當(dāng)前在高寒地區(qū)運(yùn)行工藝、線路管理、管道維搶修、凍土災(zāi)害監(jiān)測、陰極保護(hù)等方面的技術(shù)還處于積累總結(jié)階段，特別是對低溫地區(qū)的線路管道設(shè)計(jì)、施工技術(shù)等還需要更深入的研究以提高本質(zhì)安全。五是泄漏監(jiān)測和安全預(yù)警技術(shù)方面。公司所研發(fā)的基于壓力波原理的液體管道泄漏監(jiān)測技術(shù)雖然成功應(yīng)用，但對于復(fù)雜工況下和天然氣管道的泄漏監(jiān)測仍處于研究和試用階段。針對偶然的第三方傷害和蓄意破壞，如何在第一時(shí)間進(jìn)行預(yù)警并準(zhǔn)確定位，仍需要大量的經(jīng)驗(yàn)積累和完善。六是缺陷修復(fù)方面。針對老管道螺旋焊縫缺陷開裂問題，三軸高清漏磁檢測技術(shù)和缺陷信號特征分析找到了大量缺陷，需要盡快開發(fā)在不具備徹底換管條件下對較長螺旋焊縫缺陷在線修復(fù)技術(shù)，從而提高管道的使用壽命和可靠性。

5、部分工程設(shè)計(jì)和建設(shè)施工標(biāo)準(zhǔn)滯后。由于不同的責(zé)任主體對標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識和要求不同，標(biāo)準(zhǔn)往往成為業(yè)主、合同承包方等多方的妥協(xié)物。存在標(biāo)準(zhǔn)或者技術(shù)指標(biāo)相對滯后，要求偏低，標(biāo)準(zhǔn)空缺等都會嚴(yán)重影響管道本質(zhì)安全。如：環(huán)焊縫的焊接質(zhì)量是保證管道運(yùn)行安全的根本，目前卻缺少對焊縫焊接關(guān)鍵指標(biāo)的要求和驗(yàn)證，部分要求偏低。正常的X65鋼的抗沖擊功在200J附近，可標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定達(dá)到35J就可以滿足要求，偏差太大，不易于質(zhì)量控制和對其可靠性的評估。地質(zhì)災(zāi)害設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低。在管道選線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避開不安全的區(qū)域和環(huán)保區(qū)域，對無法避讓或預(yù)測的運(yùn)營期間可能發(fā)生的其他問題應(yīng)采取應(yīng)對措施。但目前部分設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)偏低，如油氣輸送管道穿越大中型河流洪水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于國內(nèi)鐵路公路部門，也低于歐美一些國家標(biāo)準(zhǔn)，俄羅斯甚至要求對重要河流穿越采用一用一備。由于缺乏明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，造成部分重要閥室距離河流較遠(yuǎn)，未能避開重大地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，甚至部分管道選擇在山區(qū)陡峻斜坡地段橫坡敷設(shè)，在不穩(wěn)定河谷地段反復(fù)穿插并長距離敷設(shè)，沒有盡可能繞開高含冰凍土及沼澤區(qū)域，為管道安全埋下了隱患。完整性管理需要精確的管道數(shù)據(jù)作為風(fēng)險(xiǎn)識別和評估的基礎(chǔ)，管道建設(shè)期缺少規(guī)范的數(shù)據(jù)采集和驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，造成部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)不準(zhǔn)或缺失。如工程施工數(shù)據(jù)和內(nèi)檢測里程數(shù)據(jù)很難匹配，管道位置和設(shè)計(jì)資料偏差等都影響對管道的認(rèn)知。

6、完整性管理隊(duì)伍建設(shè)亟待加強(qiáng)。由于管道完整性管理不同于傳統(tǒng)的管道管理，對相關(guān)人員要求具備一定的風(fēng)險(xiǎn)、材料、力學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識，并熟悉管道工藝和日常管理，需要一支管道完整性評估和專業(yè)工程師隊(duì)伍。目前工程師專業(yè)化培養(yǎng)和考核方面存在許多不足，對所從事專業(yè)缺少系統(tǒng)的認(rèn)知，數(shù)量、素質(zhì)等還遠(yuǎn)不能適應(yīng)管道完整性管理業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。對新建設(shè)管道評估發(fā)現(xiàn)，提高建設(shè)單位和施工人員完整性管理意識，對提升施工質(zhì)量和管道本質(zhì)安全有重要意義。同時(shí)，也要不斷提升企業(yè)管理者的意識，充分認(rèn)知完整性管理的理念和價(jià)值，增強(qiáng)開展完整性管理的緊迫感，從要我干變?yōu)槲乙�干，真正�?shí)現(xiàn)從被動式管理到主動式預(yù)防管理的轉(zhuǎn)變。◢

（作者：中國石油管道公司總經(jīng)理）

2014年第6期（總第19期）