康葉偉1 　左莉2 　郭正虹1 　徐華天1 　陳洪源1

1.中國石油管道科技研究中心油氣管道輸送安全國家工程實驗室

2.河南化工職業(yè)學(xué)院

油氣管道的廢棄是管道全生命周期管理的重要環(huán)節(jié)，管道服役年限達到上限或者繼續(xù)輸送油氣的效益遠低于輸送成本且管道沒有其他潛在用途時，廢棄使用是不可避免的選擇。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，管道途經(jīng)環(huán)境發(fā)生了巨大變化， 一些管道路由區(qū)域日漸被生活區(qū)覆蓋，一旦發(fā)生事故，產(chǎn)生的經(jīng)濟損失和社會影響巨大，管道的廢棄處理成為日漸突出的問題。與國外相比，我國有關(guān)管道廢棄的研究、實踐較少，尚未形成系統(tǒng)科學(xué)的管道廢棄處理技術(shù)體系和標準規(guī)范，廢棄處理技術(shù)研究基本處于空白。

1 國外現(xiàn)狀

1.1 加拿大

據(jù)艾伯塔省能源和公用事業(yè)委員會EUB統(tǒng)計，截至1994年4月，加拿大約17 000 km管道已經(jīng)廢棄。其中3 600 km是孤立的長輸油氣管道， 大部分是168.3 mm口徑以下的集輸管道[1]。

DNV的文獻研究重點從管道廢棄環(huán)境保護與土地利用、地質(zhì)災(zāi)害、工程及標準規(guī)范等四個方面進行了總結(jié)。其中，環(huán)境和土地利用方面主要介紹了管道廢棄時的殘留污染物檢測、環(huán)境保護標準、風(fēng)險評估、管道可能形成的導(dǎo)流效應(yīng)、管道材料的分解、管道殘留物的清理方法、廢液的處理、管道材料的處理、生態(tài)敏感區(qū)域的管道廢棄、水體下的管道廢棄等問題的相關(guān)背景和文獻研究情況；地質(zhì)災(zāi)害方面重點分析了地質(zhì)災(zāi)害因素對管體暴露、破裂和崩塌的影響；工程方面主要對廢棄管道的外表面腐蝕和結(jié)構(gòu)完整性問題進行了介紹，然而學(xué)術(shù)界的有關(guān)研究很少[1]。

目前，加拿大在油氣管道廢棄方式的選擇依據(jù)、廢棄過程中必要的處理環(huán)節(jié)、廢棄后的維護以及油氣管道廢棄基金設(shè)立與管理方面均已形成較完善的做法，但并未解決全部問題。例如，管道腐蝕機理及其對廢棄管道的影響，管道清洗清潔度標準，凍土區(qū)管道凍脹對管道暴露率的影響等方面尚待深入研究。

1.2 美國

1.2.1 管理層面

美國對跨州及跨國的管道廢棄，需要向聯(lián)邦政府提出申請，并由聯(lián)邦政府的相關(guān)部門進行監(jiān)管；對州內(nèi)的管道廢棄，需要向州政府的相關(guān)機構(gòu)提出申請，并由州進行政府監(jiān)管。

長期以來，美國管道公司廢棄管道的做法是就地廢棄，這對管道公司有利，一方面可以繼續(xù)擁有閑置管道；另一方面減少了維護、付稅的責(zé)任。因輸氣管道可能存在多氯聯(lián)苯（PCBs）、天然放射物（NORMs）等對環(huán)境和人體健康危害嚴重的污染物，故這類輸氣管道的廢棄需要進行特別處理。當就地廢棄輸氣管道時，針對PCBs美國環(huán)境保護署有一系列要求：對于管徑為4英寸（1 英寸=25.4 mm）及以下尺寸的管道，若PCBs含量大于50 ppm，管內(nèi)不含自由流體，在設(shè)有公共服務(wù)通知程序（one-call系統(tǒng)）或者使用加固漿體填充50% 管道容積后，并且管道末端進行了封堵，可以就地廢棄；對于任意口徑的管道，不論PCBs含量是多少（但管道不得含有自由流體），只要在最后一次輸送天然氣后，管道進行了一次或多次溶劑清洗，清洗后95%或者更多的溶劑被回收，最終的溶液分析表明PCBs含量小于50 ppm或者管道用加固漿體填充至少50%管容后， 并且管道末端實施了密封，可以就地廢棄；對于PCBs含量小于50 ppm 且不含自由流體的任何口徑的輸氣管道，都可以就地廢棄。

對于就地廢棄輸氣管道的NORMs污染物問題，美國要求在地面和管壁進行NORM測試，如果在地表的輻射量級超過可接受水平，管段需要移除或者進行相應(yīng)處理。大多數(shù)情況下，管道回填后不會產(chǎn)生超標的自然輻射，但可能管壁上的NORMs 水平超標，影響就地廢棄管道未來的開挖活動或者其他應(yīng)用，在這種情況下，管段應(yīng)該清理或者填充漿體，以限制未來被利用的可能。

1.2.2 市場層面

20世紀70年代，美國絕大多數(shù)管道的回收由管道建設(shè)單位實施，且回收后的管道基本作為廢料銷售，回報率低。之后，一些管道被從枯竭的油田移至其他地方繼續(xù)使用，而多數(shù)空置管道則簡單地留在原地。在這種情況下，出現(xiàn)了管道回收與再利用公司，逐漸發(fā)展并最終形成了經(jīng)濟型的無害管道移除與恢復(fù)方法。這些公司進行諸如涂層清除，管道拉直、去凹坑，氣焊端口的斜面化及切割等修復(fù)工作，在廢舊管道的再利用中獲利[2]。例如，美國俄克拉荷馬州1920年建設(shè)的管徑8.5125英寸的管道，因油田原油枯竭，1928年管道開挖、改造后用于德克薩斯州一個新發(fā)現(xiàn)油田的原油輸送；2007年德克薩斯州油田枯竭，管道被管道回收公司收購， 因大部分管道除少許磨損外，壁厚完整，腐蝕少， 回收企業(yè)基于利益最大化原則，將其賣給一家墨西哥銅廠用于運輸泥漿，只有30英里管道拆除回收， 用船運至越南用于輸水管道[3]。在美國，像這樣改造再利用的管道案例很多，其中一個重要原因是可以避免閑置管道的維護成本：保持管道路權(quán)，繼續(xù)信號維護的成本是高昂的，美國許多州對這樣的財產(chǎn)征收從價稅、教育稅、鄉(xiāng)村稅和州稅。

此外，美國在油氣管道廢棄處理方面仍在不斷探索。考慮到就地廢棄對管道途經(jīng)土地的擁有者或者使用者存在安全隱患，土地擁有者、州法律制定者、管理者正尋求結(jié)束常用的就地廢棄方式。未來，管道公司可能會被要求拆除廢棄的管道，至少管道公司會被要求識別主要的管道財產(chǎn)，并在管道廢棄前獲得土地擁有者的許可。

1.3 其他國家

泰國石油管理局：目前完成陸上油氣管道廢棄處理指南草案的編制，其可選擇的廢棄方式有3 種：再利用、就地廢棄、移除，并規(guī)定了每種方式的原則性要求。在管道引發(fā)地面下沉和清洗殘留物方面，草案要求采用最佳可行技術(shù)，規(guī)定了就地廢棄管道清洗應(yīng)該達到的清潔度指標，要求沖洗管道后的水中油/脂的濃度小于15 ppm。該指南草案也對相關(guān)的環(huán)境保護和廢棄管道的后期監(jiān)測進行了規(guī)定，其中環(huán)境保護必須考慮土地業(yè)主和當?shù)毓芾聿块T的建議、管內(nèi)殘留物清洗、廢棄物處理、地面沉降、土壤沖蝕、導(dǎo)流效應(yīng)等[4]。

拉脫維亞：2010年捷克CEPS a.s.管道服務(wù)公司承接了該國的一條直徑700 mm、長150 km的原油管道的封存業(yè)務(wù)。1.9×104桶原油殘留在停運管道中，但運營者并沒有被免去維護管道安全和功能完整的責(zé)任，2010年管道運營者決定退役封存該管道。整個工程開始實施時，CEPS a.s.公司首先通過帶壓封堵技術(shù)將管道分為6個區(qū)段，每一段安裝臨時收發(fā)球筒，發(fā)射清管器排干管內(nèi)原油；其次，為了避免閑置管道穿孔造成水體和土壤污染，進一步對管道污染物進行了組合清洗（清管列車與水溶液相結(jié)合）。最終清洗水樣的檢測結(jié)果表明，揮發(fā)性有機化合物濃度為1 mg/L，遠低于當?shù)貥藴室�求�?0 mg/L；清洗完成后，為了在管道內(nèi)表面制造耐腐蝕環(huán)境，又進行了化學(xué)鈍化處理，最后充入氮氣封存。由于管道未來還計劃再次啟用，因此保留了陰極保護系統(tǒng)。管道清洗水溶液含有烴類物質(zhì)， CEPS a.s.通過分離表面油污及生物降解的方式在數(shù)周內(nèi)完成了1 850 m3的污水處理[5]。

科威特：在廢棄管道移除方面形成了規(guī)范的作業(yè)流程，包括：對廢棄原油或者其他烴類管道的現(xiàn)場考察；在提供必要的排水系統(tǒng)的情況下開挖管道，識別要移除的廢棄管道；搭建臨時收集原油、油污水的臨時坑及相應(yīng)的管道；安裝臨時收發(fā)球桶；物理隔離管道，排液/排氣，管道清洗，確保管內(nèi)清潔并沒有烴類物質(zhì)和有毒氣體；在需要的部位進行管道帶壓開孔，釋放受阻氣體；將管道冷切割為12 m的管段，回收處理；拆除所有相關(guān)的閥、支撐結(jié)構(gòu)、陰極保護裝置和管道附件。對于在瀝青路下或油湖（oil lakes）下的管道不需要移除，就地廢棄，但要求安裝標識、盲板、通風(fēng)管及防撞護欄。

2 國內(nèi)發(fā)展

我國由于管道建設(shè)起步較晚，涉及管道報廢處置的業(yè)務(wù)需求相對滯后。隨著我國第一批70年代開始大規(guī)模建設(shè)的、以“八三管道”為代表的長輸管道陸續(xù)退役或即將退役，報廢油氣管道的處置業(yè)務(wù)需求越來越大。加之國家對環(huán)境保護要求越來越嚴格，新管道建設(shè)和老管道報廢處置掛鉤等，科學(xué)、安全、經(jīng)濟、高效地處置報廢油氣管道迫在眉睫。

自《石油天然氣管道保護法》2010年10月1日生效以來，我國一些輸油氣企業(yè)和部分省市相關(guān)部門對管道廢棄的備案和基本要求進行了指導(dǎo)性規(guī)定，但對如何進行廢棄管道的安全處理并無具體技術(shù)細節(jié)規(guī)定。例如，《上海市石油天然氣管道竣工測量圖、事故應(yīng)急預(yù)案和管道停止運行、封存、報廢備案程序及要求》對報廢管道拆除和不拆除兩種情況需要備案的材料進行了規(guī)定，若報廢的管道不立即拆除，則須在備案材料中詳細說明對該管道的安全防護措施；若及時對報廢管道進行拆除，則僅需說明拆除方案及地形地貌恢復(fù)情況；中石化《油氣管道輸送安全管理規(guī)定》對批準報廢的油氣管道，規(guī)定應(yīng)對管道內(nèi)的油氣進行徹底清理后，再對管道進行報廢處理，但對如何徹底清理并無指導(dǎo)。

目前，受青島11•2事件影響，各大型管道企業(yè)的管道廢棄處置工作推進迅速。中油管道分公司2014年初結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)資料的調(diào)研和公司以往報廢管道處置經(jīng)驗，制定并發(fā)布了專門針對陸上報廢長輸油氣管道處置的企業(yè)標準《報廢油氣管道管理與處置規(guī)程》。該標準雖然明確了管道掃線的有關(guān)指標、職責(zé)分工，細化了報廢管道處置的流程，但仍不夠深入，有關(guān)管道廢棄處置的國外行業(yè)實踐和中石油的最新研究成果尚未納入標準中。此外，中國石油化工集團公司2014年12月出臺了《中國石化長輸管道報廢管理實施細則（試行）》，該細則主要規(guī)定了管道的判廢依據(jù)，但對廢棄處置沒有具體內(nèi)容。

3 管道廢棄相關(guān)標準

加拿大標準CSA Z662-07《油氣管道系統(tǒng)》規(guī)定，應(yīng)基于當前和未來的土地利用以及潛在的安全風(fēng)險和環(huán)境破壞（地面下陷、土壤污染、地下水污染、沖刷、導(dǎo)管效應(yīng)）評估，實施就地廢棄一段管道或者全部移除的決策。對就地廢棄的管道，要求：清空管內(nèi)介質(zhì)，吹掃或者清洗管道抑或吹掃、清洗兩者兼用，物理上隔離與其他系統(tǒng)的連接，加蓋、堵塞或采用其他有效的方式密封廢棄管道。同時，還要求管道運營企業(yè)維護廢棄管道的記錄信息，包括就地棄置管道的位置、長度，實際埋深等信息。

美國ASME B31.4-2006《石油、無水氨及醇類液體管道輸送系統(tǒng)》規(guī)定，有關(guān)油氣管道廢棄的條款內(nèi)容比CSA Z662-07少，并且沒有涉及環(huán)境保護、廢棄后的記錄維護等內(nèi)容，僅對就地廢棄的管道進行了一般性要求，如物理隔離、介質(zhì)置換與清洗、管道兩端密封。

美國ASME B31.8-2006《氣體傳輸和分配管道系統(tǒng)》規(guī)定，運營企業(yè)應(yīng)制定設(shè)施廢棄的操作和維護流程規(guī)劃，具體包括：廢棄設(shè)施從供氣源隔離，就地廢棄設(shè)施應(yīng)用惰性材料吹掃內(nèi)部氣體，并進行末端密封。此外，還規(guī)定在確定廢棄設(shè)施不含液態(tài)氫的情況下，可以用空氣置換氣體，但要求置換后不能存在易燃混合物。

英國IGEM/TD/1/Ed. 5-2010《高壓氣體傳輸管道和相關(guān)設(shè)施》規(guī)定，對不再用于氣體運輸?shù)墓艿馈⒐芏位蛘呦嚓P(guān)的設(shè)施資產(chǎn)應(yīng)停止運行，在清除管內(nèi)危險液體的情況下，通過再利用、拆除或者留在原地的方式處理，應(yīng)考慮公眾安全、環(huán)境保護、未來的土地利用、法律職責(zé)與義務(wù)、公司實際困難和資金問題、管道維護需求等因素選擇不同的處理方式。該標準還規(guī)定了停止運行資產(chǎn)需要采取的措施，主要包括：拆除所有地面設(shè)施以及部分埋地管道，清理管內(nèi)可燃氣體、蒸汽或者殘留物，物理隔離廢棄管道，合適條件下填充無害材料加固，特別是對處于穿越公路和鐵路或者地面沉降敏感區(qū)域的大口徑管道。但考慮實際條件和經(jīng)濟因素，填充處理方式僅限于少部分埋地管道。在注漿填充大口徑管道不現(xiàn)實的情況下，可充入氣體，并永久密封閥門和填充點，進行必要的泄漏檢測，定期進行壓力測試，必要時重新打壓。此外，該標準對就地廢棄的管道要求保留標識，并永久維護記錄。

英國標準BS 8010-2004《管道實用規(guī)程》對陸上管道的廢棄進行了原則性規(guī)定，要求管道廢棄前進行物理隔離，清空并清理管內(nèi)介質(zhì)，確保廢棄管道內(nèi)無有害物質(zhì)殘留，所有開口加封蓋密封；對易受地面沉降影響或者重載荷的區(qū)域，廢棄管道應(yīng)填充合適的材料；就地廢棄不能確保安全的管道，需要拆除，并且所有地面設(shè)施應(yīng)拆除到地下900 mm深度范圍。

澳大利亞標準AS 2885.3-1997《天然氣和液態(tài)石油管道》規(guī)定，當廢棄管道時，要求編制廢棄計劃，并需獲得批準。廢棄計劃的決策和實施要與標準規(guī)定的廢棄流程保持一致。管道廢棄時的原則性要求包括：與所有烴類源物理隔離，用不易燃燒的液體置換管內(nèi)烴類及蒸汽，同時要求置換液體的處理符合相關(guān)的環(huán)境和安全要求；當就地廢棄獲得批準時，廢棄管道應(yīng)確保地面下沉和土壤或者水源污染的風(fēng)險最小，必要時考慮注漿；當采取移除方式廢棄管道時，管段的移除要符合所有相關(guān)的安全和環(huán)保要求；管道相關(guān)的地上設(shè)施應(yīng)全部拆除；就地廢棄管道還應(yīng)進行現(xiàn)場測繪，識別廢棄管道的位置，并將相關(guān)記錄對公眾開放。

綜上可見，多數(shù)標準規(guī)定了應(yīng)該基于當前和未來的土地利用以及潛在的安全風(fēng)險和環(huán)境破壞，評估實施就地廢棄一段管道或者全部移除的決策，并對就地廢棄管道需要采取的主要處理措施給出了要求，主要包括殘留物清理、物理隔離和末端封堵。

油氣管道的廢棄是一個綜合性問題，廢棄方式的選擇應(yīng)基于詳細的現(xiàn)場評估、管道企業(yè)的特殊關(guān)注以及不同技術(shù)和環(huán)境因素的考慮加以決策。典型的廢棄方式包括管道移除和就地廢棄， 然而，對于一些大口徑管道，單一的廢棄方式并不科學(xué)，往往需要采取移除和就地廢棄的組合方式。其中，在管道廢棄時的環(huán)境與技術(shù)方面，重點需要考慮土地利用管理、地面沉降、土壤和地下水污染、管道清洗、穿越水體、土壤侵蝕、公共設(shè)施與管道交叉、導(dǎo)流效應(yīng)、管道相關(guān)附件、廢棄后的監(jiān)測以及廢棄成本等相關(guān)問題[1,6]。

4 案例分析

4.1 就地廢棄

加拿大Manito管道1971年投用。由于運行不經(jīng)濟，決定將其中21 km延伸管道清洗后就地廢棄。首先用氮氣推動多個清管器清除管內(nèi)液體，并在低位管道的地方安裝排液孔，清洗一周后查看最低點的排液情況，如果發(fā)現(xiàn)積液，則繼續(xù)用清管器清洗，直至無殘留物存在。因管道埋深超過1 m，且口徑小，管道腐蝕破裂產(chǎn)生的地面沉降可以忽略。但是，為了避免管道穿孔，產(chǎn)生導(dǎo)流效應(yīng)，在一些可能產(chǎn)生導(dǎo)流的部位用聚氨酯泡沫填塞管道。此外，對交通流量大的公路、鐵路交叉段，Manito公司對管道進行灌漿處理；對鄉(xiāng)村二級公路，則不灌漿，只是需要時充沙加固。1997年完成管道的廢棄處理，之后公司對管道路權(quán)周圍的可能環(huán)境污染進行了必要的監(jiān)測，包括飛機巡線，濕地監(jiān)測，查看是否有碳氫化合物跡象，每年定期檢測管道沿途濕地的水樣[7]。

4.2 組合廢棄

美國密歇根州某原油管道長17英里，其外徑762 mm，于20世紀70年代早期建成。為了避免對管道沿途居民和環(huán)境敏感區(qū)的環(huán)境和人員安全產(chǎn)生威脅，美國環(huán)保局于20世紀90年代使用油污染法案基金對煉廠管道和儲罐進行拆除，并將有關(guān)處理后的現(xiàn)場轉(zhuǎn)移給密歇根州環(huán)境質(zhì)量部，隨后密歇根州環(huán)保質(zhì)量部組織整體廢棄工作。廢棄計劃實施前， 環(huán)保質(zhì)量部召集各個利益相關(guān)方進行廣泛討論，制定方案，選擇施工方并簽訂合同，開始廢棄工作。

整個廢棄工作從環(huán)境較不敏感的地區(qū)、交通便利處和地勢較高的地方開始，施工點共設(shè)計了33 處，以方便工人接近管道以及管道附屬的地下設(shè)施。在管道排空管內(nèi)原油，清洗管道作業(yè)完成后， 施工方原計劃通過盲板封堵管道兩端的方式直接廢棄，因為廢棄管道不可能成為污染物遷移的途徑或者需要填充材料注漿處理。但是，在咨詢當?shù)乩�益相關(guān)方的意見后，最終97%的管道注漿，小于1% 的管道未注漿就地廢棄，約2%管道物理移除。管道完成灌漿后，施工方對土地進行了回填并且壓實所有施工通行處的土壤，對表層土壤進行了合理的恢復(fù)。由于最初施工選址的科學(xué)合理，恢復(fù)工作較容易，只有少數(shù)區(qū)域進行了特別處理[8]。

5 總結(jié)

油氣管道的廢棄是一個綜合性問題，需要綜合環(huán)境保護需求、土地利用需求、管道沿途地質(zhì)環(huán)境條件以及當前可行的技術(shù)條件確定合理的廢棄方式，并且不同的廢棄方式采用的廢棄處理技術(shù)也不同。通過對國外油氣管道廢棄的研究發(fā)展現(xiàn)狀、標準規(guī)范、廢棄考慮因素以及典型案例進行梳理，分析了油氣管道廢棄處理的管理原則， 廢棄方式?jīng)Q策依據(jù)，關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)及相應(yīng)的技術(shù)措施，從而為我國制定油氣管道的廢棄處理標準，并形成配套處理技術(shù)提供參考。◢（轉(zhuǎn)自《油氣儲運》2015年第2期，經(jīng)作者同意，對內(nèi)容做了補充修改。）

參考文獻（[1]—[8]略）

作者簡介：康葉偉，高級工程師，1977年生，2007年博士畢業(yè)于南開大學(xué)計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)主要從事大型儲罐在線檢測技術(shù)、管道檢測及廢棄處置技術(shù)研究。

電話：0316-2078479；Email：ywkang@petrochina. Com.cn

《管道保護》2015年第3期（總第22期）