《管道安全保護》編輯部：10年前，國家標準《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50251―2015）正式發(fā)布和實施。這部標準總結(jié)我國天然氣管道工程建設(shè)實踐經(jīng)驗，參考有關(guān)國際標準和國外先進標準，在廣泛征求各方面意見，開展多項專題研究的基礎(chǔ)上進行了修訂完善，為國內(nèi)隨后開展的大規(guī)模天然氣管道工程建設(shè)提供了重要遵循依據(jù)。2016年，編輯部曾經(jīng)有幸采訪了標準的主要起草人諶貴宇（時任中國石油集團工程設(shè)計有限責任公司西南分公司副總工程師），請他向讀者介紹了標準的起草過程和核心內(nèi)容。今天我們又邀請到諶總的同事、中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司油氣管道室副總設(shè)計師楊汗青，與大家分享標準實施10年來，管道工程建設(shè)領(lǐng)域取得的喜人成就和相關(guān)的思考建議。

郵箱：guandaobaohu@163.com。

簡介

編輯部：楊總，您好！今年10月1日是《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》GB 50251―2015實施十周年。您作為規(guī)范主編單位從事管道專業(yè)的副總設(shè)計師，在十周年前夕，請您向讀者介紹一下規(guī)范發(fā)布以來我國天然氣管道發(fā)展和標準使用的一些情況。

楊汗青：主編好。國家標準《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》GB 50251于1994年制定，歷經(jīng)2003年和2015年兩次修訂。30多年來，在管道設(shè)計單位、建設(shè)單位和運行單位的共同努力下，老一代管道設(shè)計工作者嘔心瀝血，使該標準不斷完善，對我國輸氣管道建設(shè)發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。特別令人欣慰的是，在GB 50251―2015規(guī)范實施近十年的過程中，我國輸氣管道建設(shè)發(fā)展迅速，天然氣長輸管道總里程從2014年的5.9萬千米增長到當前的12.8萬千米，管道建設(shè)水平進一步提高，展現(xiàn)了以下突出成就和發(fā)展趨勢。

（1）以國家管網(wǎng)集團公司為主體正在加速構(gòu)建和完善“五縱五橫”為骨干管網(wǎng)的全國性天然氣管網(wǎng)，互聯(lián)互通基本完成。加之全國天然氣儲氣庫配套快速建設(shè)，使天然氣的輸配可在全國范圍內(nèi)靈活調(diào)度，我國經(jīng)濟發(fā)展中心區(qū)域和中心城市的天然氣供應(yīng)安全可靠性顯著提高。

（2）首次建成管徑D1422 mm、管材L555、設(shè)計壓力12 MPa和10 MPa的中俄東線天然氣管道。還建設(shè)了陜京四線、西氣東輸三線東段和中段、西氣東輸四線等高鋼級、大口徑輸氣管道，以及正建設(shè)和設(shè)計中的川氣東送二線、長春—石家莊D1422 mm等輸氣管道。推動自動焊技術(shù)快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，推動設(shè)計選線原則和設(shè)計理念更新。同時，在無損檢測方面，以全自動超聲檢測（AUT）、相控陣超聲檢測（PAUT）、X射線數(shù)字成像檢測為代表的數(shù)字化檢測技術(shù)在這一時期得到廣泛應(yīng)用。

（3）安全、環(huán)保及合規(guī)性要求成為管道工程設(shè)計和建設(shè)考慮的首要因素。管道設(shè)計不再是單純滿足建設(shè)方的需求，還要符合運行單位對投產(chǎn)后安全保護的要求。各級政府相關(guān)職能部門和相關(guān)單位對管道線路路由和站場選址的意見，以及各專業(yè)咨詢機構(gòu)從環(huán)境影響、安全、礦產(chǎn)壓覆、文物調(diào)查、地災(zāi)、地震、防洪、雷電、水保、節(jié)能、職業(yè)衛(wèi)生、社會穩(wěn)定性等方面開展調(diào)查和預(yù)評價工作結(jié)論，都成為了管道設(shè)計過程中必須剛性執(zhí)行的要求。

（4）數(shù)字化設(shè)計和移交在管道建設(shè)中廣泛應(yīng)用，智能管道和智慧管網(wǎng)正在成為天然氣長輸管道的技術(shù)發(fā)展方向。過去十年，長輸管道站場數(shù)字化設(shè)計從單個專業(yè)的三維設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)槿珜�業(yè)協(xié)同的三維設(shè)計方式；管道線路工程數(shù)字化設(shè)計從基于CAD技術(shù)的繪圖設(shè)計進化為以數(shù)據(jù)+GIS+三維技術(shù)為基礎(chǔ)的多專業(yè)協(xié)同化設(shè)計方式，同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)交付標準和數(shù)字化交付技術(shù)也得到了長足發(fā)展。數(shù)字化設(shè)計成果為管道建設(shè)過程中向后續(xù)環(huán)節(jié)移交，保障了物資采購和倉儲管理、施工管理的提質(zhì)增效，為建設(shè)階段的管道數(shù)字孿生體構(gòu)建和移交提供了基礎(chǔ)。

另外，為了滿足智能管道和智慧管網(wǎng)建設(shè)對于“全面感知”層面的要求，長輸管道工程建設(shè)不斷研發(fā)以“空天遙感與智能巡檢技術(shù)”“應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測技術(shù)”“分布式光纖傳感技術(shù)”等為代表的新技術(shù)，并在不同的工程項目中得到應(yīng)用和走向成熟。

（5）完整性管理要求貫穿長輸管道設(shè)計和建設(shè)過程。在管道工程設(shè)計的不同階段，除按照GB 50251開展管道中心線兩側(cè)各200 m范圍內(nèi)地面建筑物的識別、統(tǒng)計，并進行地區(qū)等級劃分工作外，按照GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》開展輸氣管道潛在影響區(qū)域內(nèi)的特定場所識別和對高后果區(qū)的識別也是管道線路設(shè)計工作的重點之一。此外，對天然氣長輸管道建設(shè)階段識別的位于高后果區(qū)的管段，在強度試壓、風(fēng)險消減措施等方面除滿足GB 50251的相關(guān)條款以外，也按照GB 32167的要求剛性執(zhí)行。

（6）GB 50251―2015實施近十年來，標準編制組非常重視標準使用情況調(diào)查，結(jié)合標準編制組收到的問題咨詢看，標準的使用情況總體良好。同時，為促進國際技術(shù)交流、合作與經(jīng)驗分享，根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部安排將《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》GB 50251―2015翻譯為英文版，此項工作計劃2025年完成，俄文版的翻譯工作正在申報中。

編輯部：《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》下一步是否打算進行修訂完善，您有何建議。

楊汗青：該規(guī)范目前仍有良好的指導(dǎo)作用，現(xiàn)尚無修訂計劃。但從《石油天然氣管道保護法》的要求來看，結(jié)合管道技術(shù)發(fā)展、利益相關(guān)方的協(xié)調(diào)性以及相關(guān)單位在標準使用過程中所反饋的情況，下一步規(guī)范修訂完善還是很有必要的，并建議重點考慮以下幾個方面。

（1）作為全文強制性工程建設(shè)規(guī)范，《輸氣管道項目規(guī)范》目前處于征求意見階段。GB 50251―2015修訂過程中需要根據(jù)該規(guī)范相關(guān)條款和內(nèi)容予以相應(yīng)修訂和細化。

（2）隨著自動焊技術(shù)的全面推廣應(yīng)用，線路管道的選線原則需在標準中補充。隨著無損檢測技術(shù)的進步，可記錄的無損檢測方法和要求需在標準中補充，研究討論取消不可記錄的手動超聲波（UT）檢測方法。

（3）在管道地區(qū)等級劃分和強度設(shè)計系數(shù)方面，需補充完善與GB 32167《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》的協(xié)調(diào)性相關(guān)內(nèi)容。

（4）在管道力學(xué)分析方面，標準給出了一些計算公式，如第5.1.4條輸氣管道徑向穩(wěn)定性校核，下步修訂時可討論研究是否也可采用有限元法進行校核等。

（5）標準規(guī)定不全的需補充完善，如標準中無輸氣站排污池通氣管防爆區(qū)域劃分規(guī)定，需討論研究補充規(guī)定；第4.5.2條第1款，未給出桿（塔）起算點，需補充說明；討論研究補充數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化移交等方面規(guī)定。

（6）標準理解方面，需在條文說明中進一步說明，如第5.1.2條，強度設(shè)計系數(shù)F是否考慮了管材壁厚最負偏差；第5.3.3條，是否冷彎管也要采用此公式計算。

GB 50251―2015作為國家標準，適用于各類投資主體，有的公司基于本標準的規(guī)定編制了詳細的企業(yè)標準，在使用過程中提出的問題，規(guī)范主編單位都已做了詳細記錄。今后還需要各相關(guān)單位繼續(xù)提出問題和意見，將作為規(guī)范修訂工作重要的依據(jù)和考量。

編輯部：當前氫氣管道尤其是天然氣管道摻氫輸送是業(yè)內(nèi)的熱點之一，您對此有何看法？天然氣管道摻氫對管道安全和保護有何影響？

楊汗青：氫能作為一種清潔的新能源載體，被視為人類的戰(zhàn)略能源發(fā)展方向之一。管道作為氫能產(chǎn)業(yè)體系中的中間環(huán)節(jié)，連接的是上游氫能生產(chǎn)端和下游的氫能消費端，輸氫管道的發(fā)展將取決于生產(chǎn)端和消費端的發(fā)展和需要。在輸氫管道標準、管道安全和保護方面：

（1）與氫氣管道設(shè)計相關(guān)的HG/T 22821《氫氣管道設(shè)計規(guī)范》和SY/T 7820《輸氫管道工程設(shè)計規(guī)范》等多個行業(yè)標準目前已經(jīng)發(fā)布，國家標準《壓力管道規(guī)范氫用管道》正在征求意見，《氫氣輸送系統(tǒng)技術(shù)要求》《天然氣管道摻氫輸送技術(shù)要求》《輸氫管道系統(tǒng)完整性管理規(guī)范》等一系列國家標準正在制定，氫氣管道的建設(shè)標準體系正在逐步完善。

（2）對于新建的摻氫天然氣管道，設(shè)計者必將會從設(shè)計階段開始嚴格執(zhí)行氫氣管道建設(shè)的現(xiàn)行規(guī)范，從管道材料選擇、強度設(shè)計系數(shù)、管道路由選擇和高后果區(qū)識別、安全系統(tǒng)設(shè)施、放空系統(tǒng)、氫氣泄漏監(jiān)測、施工殘余應(yīng)力控制等各方面確保新建管道的安全性。

（3）對于已建天然氣管道摻氫輸送：由于我國天然氣管道已經(jīng)成網(wǎng)，不同的管道所采用的管道材料、施工質(zhì)量、存在缺陷都不盡相同，如果較高比例的氫氣進入現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)，采用基于性能的管道設(shè)計和評價方法很難做到；如果采用基于規(guī)范的設(shè)計系數(shù)法，將需要天然氣管網(wǎng)降壓運行，帶來的是整個天然氣管網(wǎng)輸配能力的降低。因此，如果要采用現(xiàn)有的天然氣管道摻氫輸送，一個可能的現(xiàn)實選擇是將摻氫比例控制在較低水平（例如10%以下），當然具體的摻氫比例還需要根據(jù)我國天然氣管網(wǎng)的現(xiàn)狀做深入研究。

（4）對于天然氣管道摻氫后對管道安全和保護的影響，摻氫管道會新增氫損傷這一失效原因，需要予以關(guān)注。由于同體積氫的熱值僅為天然氣熱值的約1/3，各種研究結(jié)果均表明摻氫天然氣管道的潛在影響區(qū)域是小于天然氣管道的，也就是說，在管道失效影響因素和失效概率不變的條件下，摻氫天然氣管道的失效影響范圍一般是低于天然氣管道的。但氫氣的點火能極小，泄漏擴散后需要更加嚴密防范點火源。建議管道運行者和管道保護者嚴格按照有關(guān)管道完整性管理等規(guī)范和其他標準開展工作，不必過于高估天然氣管道摻氫后對管道安全和保護的影響。

編輯部：感謝您接受我們的采訪。