董紹華

中國石油大學（北京）管道技術與安全研究中心

新世紀以來，我國管道安全領域取得一批先進技術成果和方法，引進了管道完整性管理，制訂了若干技術標準規范，不斷強化核心競爭力，提升國際化管理水平。但管道重特大事故仍然時有發生，表明我國管道安全保護領域仍然存在盲區和不足。 2013年青島“11·22”輸油管道泄漏爆炸事故，因長期缺乏有效的管道完整性保障措施和方法，未發現管道薄弱環節，多個因素交織到一起，最終損失慘重。事故帶來的啟示是：管道管理者如果提前掌控可能存在的風險點，并對未來發展趨勢做出研判，依據風險大小提前預控，就完全可以將事故隱患消除在萌芽狀態。

值此青島“11·22”事故5周年之際，分析長輸管道安全保護工作所面臨的一些深層次問題，并嘗試提出解決的思路和方法。

1 管道安全保護面臨的難題

1.1 管道路權權益問題矛盾突出

一是管道稅收利益矛盾。現行稅收體制規定管道公司注冊地為納稅地，導致管道所穿越的大部分地區提供了土地卻不能享有稅收貢獻，政府還要承擔安全風險，影響了地方保護管道的積極性。

二是管道建設與地方發展的矛盾。特別是土地資源緊張的地區，管道通過路權與地方城鄉建設往往產生嚴重沖突。管道建設規劃沒有真正納入地方土地利用總體規劃和城鄉建設規劃，融合度不高，管道周邊土地規劃利用管理混亂。

三是管道臨時用地與補償不到位的矛盾。管道敷設屬于臨時用地，但運行期一般要50年左右，因保護管道安全，需要對管道上方土地限制使用，但沒有給土地使用人應有的補償，造成雙方利益沖突。

四是管道運行引發作物減產的矛盾。輸油管道加熱溫度較高、天然氣管道內部溫度較低，引起管道上方農作物生長節律紊亂，一些地區出現減產，引發群眾不滿情緒。

五是地方政府對管道安全性缺乏正確認識。“11·22”事故發生后，地方政府部門普遍重視了管道安全管理，但又對安全問題存在恐懼心理，有的對管道建設不支持不歡迎，不愿承擔管道保護的領導責任，有的隨意要求管道搬遷改線，新建管道路由選擇成本越來越高并更加困難。

1.2 管道安全技術面臨的難題

（1）第三方防范技術

對打孔盜油和施工挖掘損壞仍以人防為主。ONE-CALL系統尚未建立，社會參與度低。預警預報技術沒有實質性突破，北斗衛星、遙感技術、無人機巡線技術仍然處于局部應用和適用發展階段，不能完全代替人工巡線。光纖第三方入侵技術仍然存在誤報率高、靈敏度低、光纖振動信號微弱等情況。基于大數據的第三方防范技術、基于視頻的第三方影像識別技術還處于研究階段。

（2）高鋼級管材焊縫安全

隨著X80級以上高鋼級管道的應用，以及在役老舊管道越來越接近失效的高發期，管道環焊縫開裂成為失效的主要因素。貴州晴隆“6·10”管道事故證實高鋼級管道運行存在一定風險，需要研究復雜應力狀態下高鋼級焊縫容許的應力、應變極限狀態，以及焊接的金相組織結構、焊接工藝熱處理、焊縫的最大失效抗力等多因素耦合的問題，盡快建立焊縫內檢測數據與無損檢測射線圖像的表征關系，找出存在的缺陷。

（3）老舊管道檢測困難

目前我國油氣長輸管道已突破13萬公里，約60%服役時間超過20年，進入事故多發期。老舊管線存在不同程度腐蝕、裂紋、應力集中等缺陷。應力狀態長期處于交變載荷環境，有的處于河谷地帶、大江大河穿跨越等地段。目前高清內檢測技術難以有效量化焊縫的體積型和裂紋型缺陷，并且清管受到諸多條件限制。

（4）天然氣管道泄漏監測

天然氣管道泄漏監測方法較多，各有利弊。數據分析法主要依據scada采集的數據，以及流量計溫度、壓力、流量等數據找出泄漏的位置，缺點是定位精度低、反應慢。次聲原理法屬于微弱信號范疇，加之環境噪聲的影響，加大了對泄漏信號提取的難度，影響了泄漏監測與定位，小泄漏的判斷定位難度較大。負壓波法要求較大的壓力降，適用于大泄漏或突發泄漏。音波（聲波）法因其波長短、頻率高等自身特點，衰減速度比較快，長距離很有可能檢測不到信號。天然氣泄漏監測技術亟待完善提高。

（5）管道大數據深度挖掘

大數據的應用案例相對較少，僅限于在管道風險分析、內檢測等方面的初步探索，還沒有實質性應用。管道系統大數據的形成還處于起步階段。如何提升模型的適用性和針對性，有效應用于管道運行管理及評估，把各環節產生的數據、信息系統等集成于一體還有待攻關。

（6）地區等級風險評價和管控

有些在管道建設期人口稀少的地區，現在已變成人口稠密的市區中心地帶。根據中國石油所屬22個地區分公司的初步調查，地區等級升級點達到9 800多處。管道沿線地區等級升級的情況越來越多，對在役管道的安全管理提出了挑戰，必須采取風險控制措施應對地區升級帶來的一系列問題。我國目前缺乏地區等級升級的風險評價標準和管控措施，政府和企業對地區升級管控均有顧慮，一旦標準出臺，對企業風險管控目標的落實是一個挑戰。

（7）智慧管道成果尚不能滿足需求

智慧管道突出特點是管道數據深度挖掘與智能化決策支持。目前國內智慧管道建設均處于數據采集和存儲階段，缺乏深度分析和決策支持應用，基于大數據的管道泄漏監測和預警、災害預警、腐蝕控制管理仍然屬于空白，基于大數據的決策支持平臺尚未建立，制約著智能管網的應用需求。

2 管道安全保護的保障措施

（1）建立完善政企合作機制和地企利益紐帶。一是建立管道保護聯席會議制度和警企安全聯防制度。二是推動建立分稅制和土地補償機制。三是從源頭加強油氣管道規劃設計，與地方城鄉規劃以及其它專項規劃的統籌銜接。 四是按照后建服從先建的原則，及時處理占壓和安全距離不足等隱患。

（2）建立第三方安全技術防范體系。盡快以省為單位建立ONE-CALL系統，發展第三方預警預報技術群，研究位置大數據、影像識別、人工智能等技術的應用。

（3）加強地區等級和高后果區管理。做好完整性評估，盡快制定管道地區等級升級風險管控技術規程和行業標準，盡快出臺高后果區不同控制管理區域的相關標準。

（4）開發油氣管道安全保障關鍵技術。重點研究超聲裂紋檢測、電磁控陣、壓電超聲、電磁感應、電磁渦流技術等，管道內檢測逐漸由傳統金屬損失檢測向管道應力、管道裂紋、管道焊縫識別等非損傷型缺陷檢測方向轉變。

（5）開展智慧管道決策支持技術與平臺研究。重點是管道運維大數據的數據融合處理技術、多源異構數據模型的構建、基于大數據的智慧管道業務決策支持模型和關鍵設備診斷及決策支持平臺、決策支持技術的開發以及智慧管道安全狀況的深度分析等，滿足大數據時代隨機樣本向全體數據轉變、精確性向混雜性轉變、因果關系向相關關系轉變的理念。

（6）開展人工智能技術的研究。重點包括第三方人工智能巡護、無人機巡檢智能化、人工智能應急決策支持、設備故障診斷人工智能化、管道地質災害智能控制與預防，以及管道的風險評價與完整性評價的人工智能交互等方面。

作者：董紹華，博士，教授，博士生導師，第五屆國家安全生產專家組成員，國家質檢總局特種設備壓力管道技術委員會委員、 NACE 國際完整性技術專家委員會主席、北京石油學會理事兼石油應用與儲運專業委員會主任，現任中國石油大學（北京）管道技術與安全研究中心主任。