董紹華 王東營 費(fèi)凡 安宇

中石油北京天然氣管道有限公司

1 引言

當(dāng)前，我國正處于社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展階段， 城鄉(xiāng)建設(shè)步伐很快，部分在役管道建設(shè)時期沿線人口稀少，但有些現(xiàn)已發(fā)展成為人口密集地區(qū)，如建于上世紀(jì)七十年代的東北八三管道就屬于這種情況。按照管道沿線地區(qū)分類，人口稀少的地區(qū)為一類地區(qū)，市區(qū)中心地帶為四類地區(qū)，屬于高風(fēng)險區(qū)域。一些管道由于占壓等情況也使管道地區(qū)級別升級，對在役管道的安全管理提出了挑戰(zhàn)。本文從管道風(fēng)險管理出發(fā)，借鑒國外管道公司升級管理的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)經(jīng)驗(yàn)，對管道地區(qū)等級升級問題進(jìn)行系統(tǒng)研究，得出我國管道升級的必要條件，提出了管道地區(qū)等級升級需要采取的措施，為進(jìn)一步推進(jìn)管道地區(qū)等級升級管理提供科學(xué)依據(jù)。

2 國外管道地區(qū)升級管理

CSA Z662-2007《加拿大管道輸送系統(tǒng)》的規(guī)定：由于人口密度的增加或地區(qū)發(fā)展而要改變管道地區(qū)等級時，這些地區(qū)的管道應(yīng)當(dāng)滿足更高等級要求或進(jìn)行工程評價，滿足地區(qū)等級變化后的管道， 應(yīng)當(dāng)要求不改變最大操作壓力。不能滿足地區(qū)等級變化的管道，應(yīng)當(dāng)盡快更換管道或者根據(jù)最大運(yùn)行壓力，對地區(qū)等級變化的要求計(jì)算修正操作壓力。為了確定等級更改引起的變化，管道運(yùn)營企業(yè)應(yīng)當(dāng)每年檢查地區(qū)等級變化的管道，且應(yīng)當(dāng)保存這些檢查和采取任何糾正措施的記錄。

ASME B31.8-2010 《輸氣管道系統(tǒng)》的規(guī)定：如果地區(qū)等級發(fā)生變化，必須對泄露監(jiān)測和巡護(hù)方式迅速采取調(diào)整措施，根據(jù)新的地區(qū)等級降低MAOP，確保不超過設(shè)計(jì)壓力，同時滿足18個月期限的要求。對地區(qū)等級升級地區(qū)的風(fēng)險，不僅要考慮第三方活動損傷，還要考慮巡線頻率、陰極保護(hù)狀態(tài)及人口沿線居住增加的根源等。當(dāng)人口密度增加時，首先考慮最大容許操作壓力和環(huán)向應(yīng)力，壓力變化應(yīng)考慮管道周邊建筑物的影響范圍，對于超過40% SYMS的管道應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測管道周邊人口變化情況。

美國聯(lián)邦法律CFR49 192部分規(guī)定：監(jiān)管機(jī)構(gòu)對管道升級采取許可證制度，由危險化學(xué)品運(yùn)輸委員會負(fù)責(zé)，當(dāng)收到天然氣管道運(yùn)營商的申請后，審查該申請是否符合管道安全，若符合則可頒發(fā)管道可以升級使用的特別許可證。

3 地區(qū)等級升級條件

3.1 管道設(shè)計(jì)情況

管道地區(qū)等級劃分是管道設(shè)計(jì)系數(shù)、閥室間距等關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，管道地區(qū)等級越高，管道壁厚越厚，閥室間距越短。但是，國內(nèi)外管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如《輸氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50251-2003）、《天然氣管道系統(tǒng)》（ASME B31.8-2010）、《石油與天然氣工業(yè)-管道輸送系統(tǒng)》（ISO 13632-2000）、《油氣管道系統(tǒng)》（CSA Z622-2012）等對地區(qū)等級的劃分主要根據(jù)設(shè)計(jì)時期的管道通過區(qū)域的人口密度，而沒有考慮到管道運(yùn)行過程中人口密度的增加。

3.2 管道常規(guī)維護(hù)措施升級

管道所處地區(qū)級別升高后，因設(shè)計(jì)、管材和施工等已然固定，所以其常規(guī)維護(hù)措施不能是簡單的隨著地區(qū)級別的升級而改變。需要在綜合分析管道所處地區(qū)級別不同時常規(guī)運(yùn)行維護(hù)的差異的同時，還要考慮管道諸多不能改變的因素（如材質(zhì)、壁厚、焊縫形式等），合理制定管道常規(guī)維護(hù)手段，包括內(nèi)檢測和外檢測周期及檢測內(nèi)容等。

3.3 管道地區(qū)升級管理系統(tǒng)

建立專門的油氣管道所處地區(qū)升級管理系統(tǒng)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)管道經(jīng)過地區(qū)級別的變化自動升級管理信息，并將上述研究內(nèi)容反映在管理數(shù)據(jù)庫中。為了更加直觀反映出地區(qū)級別的變化細(xì)節(jié)（諸如人類活動、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、自然環(huán)境因素等），還應(yīng)創(chuàng)建相應(yīng)的管道地理信息系統(tǒng)。

3.4 不允許升級的情況

通過對國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和失效風(fēng)險的研究，地區(qū)等級升級管段中如果出現(xiàn)以下任意一種，該管段的地區(qū)等級不允許升級，必須采取換管或降壓運(yùn)行的措施。

（1）地區(qū)等級由1級或2級直接上升為4級；

（2）升級地區(qū)管段因多種原因一直未能開展內(nèi)檢測，也未進(jìn)行壓力試驗(yàn)，管道缺陷情況不掌控；

（3）升級地區(qū)管段的各種資料、記錄嚴(yán)重缺乏，特別是缺乏打壓記錄、無損檢測資料、管材資料等，情況不明。

（4）30年管齡的老管道，且事故或泄漏情況多發(fā)。

（5）管道周邊環(huán)境復(fù)雜，200米范圍內(nèi)存在多處仍在使用的化工、危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存設(shè)施。

（6）經(jīng)過專業(yè)化工程技術(shù)評估或綜合風(fēng)險評估后，不宜進(jìn)行升級的管道。

4 升級管段的完整性管理

（1）確定最大容許工作壓力（MAOP）。允許地區(qū)等級升級的管段可按照當(dāng)前運(yùn)行壓力或設(shè)計(jì)壓力運(yùn)行，不得超過現(xiàn)有MAOP。

（ 2 ） 實(shí)施完整性管理計(jì)劃。將高后果區(qū)（HCA）的地區(qū)等級升級管段納入完整性管理方案（PIM）。

（3）開展密間隔電位測量（CIPS）。在管段允許升級后的1年內(nèi)，需要對該管段進(jìn)行密間隔電位測量（CIPS），公司可根據(jù)需要， 以適當(dāng)?shù)臋z測周期定期對地區(qū)等級升級管段進(jìn)行密間隔電位測量，該檢測周期最大不超過7 年。

（4）開展涂層狀況檢測。在管段允許升級后的1年內(nèi)，對每段特別許可管段進(jìn)行直流電壓梯度測試（DCVG），以確定管道防腐層狀況，并對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行修復(fù)。

（5）開展應(yīng)力腐蝕開裂直接評估。在管段允許升級后的1年內(nèi)，應(yīng)對該管段進(jìn)行應(yīng)力腐蝕開裂直接評估（SCCDA）或使用適用于SCC的評估方法，如裂紋檢測評估等。

（6）定期開展內(nèi)檢測及確定檢測周期。須按照管道完整性管理的要求開展在線內(nèi)檢測，檢測周期不超過8年，使用±0.5％精度的變形檢測器。

（7）編制管道及涂層修復(fù)報(bào)告。在管段允許升級后的1年內(nèi)，須向公司提交DCVG、CIPS、ILI 以及SCCDA評估結(jié)果和整改措施的書面報(bào)告。

（8）加強(qiáng)第三方活動及交叉作業(yè)的管理。管理人員須至少提前14天上報(bào)公司作業(yè)計(jì)劃。有關(guān)地區(qū)升級段現(xiàn)場交叉施工及開挖情況，須在2個工作日內(nèi)上報(bào)公司。

（9）開展高后果區(qū)評估。根據(jù)管道完整性管理的相關(guān)要求，管理人員應(yīng)定期開展HCA評估， 周期和評估內(nèi)容保持不變。

（10）加強(qiáng)巡線管理。應(yīng)將地區(qū)升級管段作為日常巡線管理的重點(diǎn)，增加GPS巡檢點(diǎn)，密切關(guān)注該管段的有關(guān)作業(yè)活動和異常情況并及時上報(bào)。

5 結(jié)束語

管道地區(qū)等級與公共安全相關(guān)， 青島“11.22”原油管道泄漏爆炸事故給管道安全管理敲響了警鐘，我們必須高度重視、切實(shí)加強(qiáng)管道地區(qū)等級升級管理工作。

（1）對管道地區(qū)等級的科學(xué)確定問題。管道設(shè)計(jì)單位應(yīng)與市政規(guī)劃緊密結(jié)合，使管道設(shè)計(jì)與市政規(guī)劃無縫對接，有效提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，及時修改完善設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)。

（2）將信息化手段與管道地區(qū)等級升級管理有機(jī)結(jié)合。對于等級上升較快的地區(qū)，掌握其發(fā)展的全過程數(shù)據(jù)，做好管道建設(shè)、運(yùn)維數(shù)據(jù)信息的保存和應(yīng)用。目前國內(nèi)在這方面還很薄弱，必須得到重視和加強(qiáng)。

（3）管道地區(qū)等級升級管理要與公共安全保護(hù)意識相結(jié)合。引導(dǎo)全社會提高對管道安全重要性的認(rèn)識，針對管道運(yùn)輸具有高壓、易燃易爆、有毒有害、點(diǎn)多線長的特點(diǎn)，要把地區(qū)等級升級帶來的重大風(fēng)險和隱患的防治放在第一位，落實(shí)到公共安全管理的各項(xiàng)活動之中。

（4）等級升級地區(qū)要更加重視應(yīng)急預(yù)案和演練。推行“一風(fēng)險源一預(yù)案”的制度，科學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)急預(yù)案，在地區(qū)等級升級產(chǎn)生的高后果區(qū)內(nèi)做到“一區(qū)一案”。

（5）深化管道完整性管理的實(shí)施。既要重視升級管段的管理，又要重視管道日常內(nèi)外檢測、預(yù)防性維護(hù)管理，不斷使用新技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)管道風(fēng)險，建立以預(yù)防性維護(hù)為主的完整性管理體系，加大完整性評估力度，全面提升管道安全管理水平。◢

（作者：董紹華，髙級工程師，1972年生，2001年博士畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）油氣儲運(yùn)工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事管道安全評價、完整性管理、科技開發(fā)與信息化管理工作。）

《管道保護(hù)》2015年第4期（總第23期）