董紹華  譚春波 周永濤 王聯(lián)偉

中石油北京天然氣管道有限公司

摘要：管道完整性管理的實施已經(jīng)成為國際、國內(nèi)管道管理水平的風(fēng)向標(biāo)，也是管道企業(yè)傳統(tǒng)管理模式向現(xiàn)代管理模式轉(zhuǎn)變的重要內(nèi)容，，本文詳細(xì)了國內(nèi)外管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀和內(nèi)容，對國際上普遍采用的管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)ASME B31.8S-2001（氣體管道）和API1160（液體管道）進行了比較，重點分析了標(biāo)準(zhǔn)的針對性和適用性，介紹了中石油管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)的研究工作和取得的成果，提出了迫切需要加強完整性支持性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，加強標(biāo)準(zhǔn)的宣貫工作，進一步提出了我國管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向和目標(biāo)。關(guān)鍵詞：管道 完整性管理  標(biāo)準(zhǔn)  研究

1. 前言

管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)是實施管道完整性管理的重要指導(dǎo)性文件，跟蹤和研究國內(nèi)外完整性管理的標(biāo)準(zhǔn)是目前管道企業(yè)的重要任務(wù)，一方面檢索適合于企業(yè)自身管理和技術(shù)發(fā)展特點的標(biāo)準(zhǔn)，另一方面是深入研究如何等同采標(biāo)或修改采標(biāo)，為己所用，第三方面就是編制自身需要的標(biāo)準(zhǔn)，研究標(biāo)準(zhǔn)而言，針對上述不同方法具有重要意義。

我國目前管道企業(yè)已對管道完整性管理體系進行了跟蹤研究，并在一些管道的管理中借鑒國際經(jīng)驗，嘗試實施完整性管理并取得一些經(jīng)驗。對完整性管理標(biāo)準(zhǔn)進行研究有利于全面系統(tǒng)地實施管道完整性管理，保證油氣管道的安全可靠性和管理的經(jīng)濟性。

本章重點介紹國內(nèi)外目前的標(biāo)準(zhǔn)情況，以及我國實施管道完整性管理所制訂的標(biāo)準(zhǔn)情況，從而進一步說明標(biāo)準(zhǔn)工作的長期性和可持續(xù)性，通過不同標(biāo)準(zhǔn)的比對，得出了不同管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)的適用性，進一步提出了迫切需要加強完整性支持性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，加強標(biāo)準(zhǔn)的宣貫工作，進一步提出了我國管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向和目標(biāo)。

2 國際管道完整性管理系列標(biāo)準(zhǔn)

管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)包括完整性管理的核心標(biāo)準(zhǔn)，即說明管道完整性管理的定義、內(nèi)容，職責(zé)、流程等相關(guān)工作內(nèi)容，還包括完整性管理相關(guān)的支持性的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如腐蝕評價、強度評價、檢測、監(jiān)測等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等，它們與核心標(biāo)準(zhǔn)共同構(gòu)成管道完整性管理的標(biāo)準(zhǔn)體系。國際管道完整性管理實施比較早，且比較成熟，已經(jīng)形成了一套完整的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、規(guī)章制度。以管道完整性管理手冊為依托，形成了較完善的標(biāo)準(zhǔn)支持體系，其中較有影響的標(biāo)準(zhǔn)文件介紹如下。

2.1 完整性管理標(biāo)準(zhǔn)

(1) ASME B31．8 S一2001輸氣管道系統(tǒng)完整性管理。

(2) API l160—2001有害液體管道完整性管理。

2.2 管道完整性評估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1) ASME B31．G 確定腐蝕管線剩余強度手冊。

(2) NACE RP一0502—2002管道外腐蝕檢測與直接評價標(biāo)準(zhǔn)(ECDA)。

(3) NACE—T0340內(nèi)腐蝕直接評估技術(shù)(ICDA)。

(4) DNV—RP—F101腐蝕管道缺陷評價標(biāo)準(zhǔn)。

(5) API 579管道安全評價、幾何機械損傷評價標(biāo)準(zhǔn)。

2.3管道完整性檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1) NACE RP0102—2002管道內(nèi)檢測的推薦實踐標(biāo)準(zhǔn)。

(2) API 1163管道內(nèi)檢測系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。

(3) NACE pub 35100—2000管道內(nèi)檢測(報告)。

(4) ASNT ILI—PQ一2003管道內(nèi)檢測員工資格。

(5) API RP 580基于風(fēng)險的檢測。

(6) API RP 581基于風(fēng)險的檢測—— 基本源文件。

2.4管道完整性管理修復(fù)與維護技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1) API 570—1998管道檢驗規(guī)范——在用管道系統(tǒng)檢驗，修理，改造和再定級。

(2) API RP 2200-1994石油管道、液化石油管道、成品油管道的修理。

2.5其他完整性管理標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)或規(guī)定

(1) 風(fēng)險管理程序標(biāo)準(zhǔn)(草案)-1996。

(2) 美國聯(lián)邦法典第49部-運輸。

a.第191部分——天然氣和其他氣體的管道運輸年度報告、事故報告以及相關(guān)安全條件報告。

b.第192部分——天然氣和其他氣體管道運輸?shù)穆?lián)邦最低標(biāo)準(zhǔn)。

c.第194部分——陸上石油管道應(yīng)急方案。

d.第195部分——危險液體的管道運輸。

(3) 關(guān)于增進管道安全性的法案(美國HR．3609)。

(4) ASNI／ASNT無損檢測人員資格評定導(dǎo)則。

(5) API RP 1120—1995液體管道維修人員的培訓(xùn)與認(rèn)證。

(6) API 1129—1996危險性液體管道系統(tǒng)完整性的保證措施。

(7) API RP 1162—2003管道操作者的公共注意項。

3 國際氣體管道和液體管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)的比較

3.1 ASME B31．8S-2001和API 1160標(biāo)準(zhǔn)比較

美國標(biāo)準(zhǔn)《ASME B31．8S-2001 Managing Integrity Sys tem Of Gas Pipeline 》(《ASME B31．8S-2001 輸氣管道完整性管理》)和《API 1160 Managing System Integrity for Hazardous Liquid Pipelines》(《API1160 危險液體管道系統(tǒng)的完整性管理》)，分別針對氣體輸送管道和有害液體管道系統(tǒng)的完整性管理的過程和實施要求進行規(guī)定。

ASME B31.8S-2001比API ll60 發(fā)布時間晚(這在ASME B31．8S的前言中已有聲明。由于ASMEB31．8S是在借鑒API 1160和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定的。因此，如果撇開管理對象的區(qū)別，單從對管道完整性管理論述的全面性和完善性而言，ASME- B31．8S-2001 更具有代表性，因而在業(yè)界的影響似乎更大。

ASME B31．8S-2001 輸氣管道完整性管理的標(biāo)準(zhǔn)，是對《ASME B3 1．8 Gas Transmission and Distribution Piping System》（《ASME B31．8天然氣輸氣管道與配氣管道系統(tǒng)》)的補充，目的是為管道系統(tǒng)的完整性和完整性管理提供一個系統(tǒng)的、廣泛的、完整的方法。ASME B31．8S-2001已得到ASME B31標(biāo)準(zhǔn)委員會和ASME技術(shù)規(guī)程與標(biāo)準(zhǔn)委員會的首肯，并在2002年被批準(zhǔn)為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。

3.2  ASME B31．8S-2001標(biāo)準(zhǔn)的特點

(1) ASME.B31.8S-2001 管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)是一種過程標(biāo)準(zhǔn)，為管道系統(tǒng)完整性管理提供了一個系統(tǒng)的、貫穿管道整個壽命周期的過程方法。管道的完整性管理始于管道合理的設(shè)計、選材和施工，內(nèi)容涉及管道設(shè)計、施工、運行、監(jiān)控、維修、更換、質(zhì)量控制和通信系統(tǒng)等全過程，并通過信息反饋，不斷完善管道的完整性。

(2) ASME.B31.8S-2001 管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)引入了風(fēng)險概念，反映了當(dāng)前管道安全管理從單一安全目標(biāo)發(fā)展到優(yōu)化、增效、提高綜合經(jīng)濟效益的多目標(biāo)趨向。

(3)  ASME.B31.8S-2001管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)是一種系統(tǒng)管理體系規(guī)范。它不是單純的、具體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而是建立在以眾多基礎(chǔ)的、單一的技術(shù)規(guī)范以及相關(guān)研究成果基礎(chǔ)之上的一種綜合的管道管理規(guī)范體系。

4 國內(nèi)管道完整性管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范成果

國內(nèi)管道的安全評價與完整性管理始于1998年，主要是應(yīng)用在輸油管道上。對于這一先進的管道管理模式和管理理念，國內(nèi)管道運營公司正努力引進和消化。在陜京線(天然氣管道)和蘭成渝管道(成品油管道)已根據(jù)國際先進經(jīng)驗試行實施管道的完整性管理模式，并取得了許多成果和經(jīng)驗，完整性管理的標(biāo)準(zhǔn)初步形成了配套體系，但國家約束的法律、法規(guī)方面尚未形成體系。目前完整性管理的標(biāo)準(zhǔn)主要是通過研究、消化、吸收國際上的先進經(jīng)驗和做法，并結(jié)合國內(nèi)管道運營的實際提出相應(yīng)的管理措施和規(guī)范，最終形成具有本國特色的管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)體系。

4.1國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范

國內(nèi)目前已初步形成了管道完整性管理的標(biāo)準(zhǔn)體系，已有的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)可列舉如下：

(1) GB50316—2000工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范。

(2) GB50251—94輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范。

(3) GB50253—2003輸油管道工程設(shè)計規(guī)范。

(4) SY0007—1999鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕控制工程設(shè)計規(guī)范。

(5) GB11345—89鋼質(zhì)管道超聲波無損檢測方法。

(6) CJJ95—2003城鎮(zhèn)燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程。

(7) SY／T6477—2000含缺陷油氣輸送管道剩余強度評價方法，第1部分：體積型缺陷。

(8) SY／T6151—1995鋼質(zhì)管道管體腐蝕損傷評價方法。

(9) SY／T6597—2004鋼質(zhì)管道內(nèi)檢測技術(shù)規(guī)范。

(10) SY／T6553—2003管道檢驗規(guī)范，在用管道系統(tǒng)檢驗，修理，改選和再定級。

(11) SY／6186石油天然氣管道安全規(guī)程。

(12) 石油天然氣管道安全監(jiān)督與管理暫行規(guī)定(國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會17號令)。

(13) SY／T 0023埋地鋼質(zhì)管道交流排流保護技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(14) SY／T 0087鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕與防護調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)。

(15) SY／T 5922天然氣管道運行規(guī)范。

(16) SY／T 4056石油天然氣鋼質(zhì)管道對接焊縫射線照相及質(zhì)量分級。

(17) SY／T 4065石油天然氣鋼質(zhì)管道對接焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級。

(18) GB／T 16805—1997液體石油管道壓力試驗。

(19) Q／SY JSOO54—2005鋼制管道內(nèi)檢測執(zhí)行技術(shù)規(guī)范。

(20) Q／SY JSOO55—2005鋼制管道缺陷安全評價規(guī)范。

4.2中石油管道完整性管理系列規(guī)范成果

為保證管道完整性管理的順利實施，指導(dǎo)完整性管理工作的實踐，中石油編制了《管道完整性管理規(guī)范》。該標(biāo)準(zhǔn)參照SY/T 6648《危險液體的管道完整性管理》和SY/T 6621《輸氣管道系統(tǒng)完整性管理》而編制，對管道完整性管理工作進行了詳細(xì)的規(guī)定，具有較強的可操作性。系列規(guī)范規(guī)定了長輸油氣管道完整性管理的目標(biāo)、原則、要點和工作內(nèi)容。系列規(guī)范適用于長輸油氣管道線路部分的完整性管理。

完整性管理的基礎(chǔ)保障，有組織機構(gòu)和職責(zé)要求，完整性管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與文件體系，為對完整性管理過程進行質(zhì)量控制，應(yīng)建立一整套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和程序文件體系，使管道管理者可以參照使用。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)規(guī)定了完整性管理的工作流程與工作內(nèi)容要求，文件體系應(yīng)細(xì)化到完整性管理活動的職責(zé)分配和具體的技術(shù)方法，使管道管理者可以直接實施，具有很強的可操作性，文件體系可納入QHSE體系進行管理。

為提高數(shù)據(jù)管理與分析的效率，應(yīng)建立專門的完整性管理系統(tǒng)平臺，對風(fēng)險評價與完整性評價需要的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，綜合利用。規(guī)定了培訓(xùn)內(nèi)容，管道完整性管理者應(yīng)具備以下知識（但不限于），并定期開展相關(guān)培訓(xùn)：規(guī)定了建設(shè)期管道的完整性管理要求。

開展管道完整性管理的核心內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集與整合、高后果區(qū)識別、風(fēng)險評價、完整性評價、維修與維護、效能評價，持續(xù)改進和再評價，等6個步驟，這6個步驟是一個持續(xù)循環(huán)的過程，管道的安全狀態(tài)在實施這一循環(huán)過程中不斷得到提高。完整性管理系列規(guī)范包括以下內(nèi)容：

第1部分：管道完整性管理總則

第2部分：管道高后果區(qū)識別與分析規(guī)程；

第3部分：管道風(fēng)險評價導(dǎo)則；

第4部分：管道完整性檢測與評價導(dǎo)則；

第5部分：管道完整性效能評價導(dǎo)則；

第6部分：建設(shè)期管道完整性管理規(guī)范；

第7部分：管道完整性數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)；

第8部分：建設(shè)期管道完整性數(shù)據(jù)收集導(dǎo)則。

4.3 中石油北京天然氣管道公司管道完整性管理規(guī)范成果（1）數(shù)據(jù)收集規(guī)范：

《管道本體數(shù)據(jù)采集和管理規(guī)范》（2）檢測標(biāo)準(zhǔn)：

《鋼制管道內(nèi)檢測執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

《超聲導(dǎo)波檢測操作技術(shù)規(guī)范》

《管道超聲導(dǎo)波檢測及評估技術(shù)規(guī)范》

《管道超聲衍射(TOFD)技術(shù)規(guī)范》（3）監(jiān)測技術(shù)規(guī)范：

《天然氣管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備操作規(guī)程》

《天然氣管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與評價規(guī)范》

《重載車碾壓管道技術(shù)規(guī)范》（4）評價技術(shù)規(guī)范：

《天然氣長輸管道HCA高后果區(qū)評價導(dǎo)則》

《鋼制管道缺陷安全評價標(biāo)準(zhǔn)》

《管道內(nèi)外缺陷認(rèn)定和驗證技術(shù)規(guī)范》

《管橋結(jié)構(gòu)評價規(guī)程》（5）修復(fù)技術(shù)規(guī)范：

《碳纖維復(fù)合材料補強修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)》

《鋼制管道夾具注環(huán)氧修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)》

5  管道完整性管理系列標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容介紹

5.1輸氣管道系統(tǒng)完整性管理 （ASMEB31.8-2001）

該標(biāo)準(zhǔn)適用于采用鋼鐵材料建造的輸送氣體的陸上管道系統(tǒng)。管道系統(tǒng)是指輸送氣體的有形設(shè)施的所有部分，包括：管道、閥門、管道附件、壓縮機組、計量站、調(diào)壓站、分輸站、儲氣設(shè)施和預(yù)制組件。完整性管理的原則和過程適用于所有管道系統(tǒng)。

國際管道研究委員會（PRCI）對輸氣管道事故數(shù)據(jù)進行了分析并劃分成22個根本原因。22個原因中每一個都代表影響完整性的一種危險，應(yīng)對其進行管理。運營公司報告的原因中，有一種原因是“未知的”，就是說，是找不到根源的原因。對其余21種，已按其性質(zhì)和發(fā)展特點，劃分為9種相關(guān)事故類型，并進一步劃分為與時間有關(guān)的3種缺陷類型。這9種類型對判定可能出現(xiàn)的危險很有用。應(yīng)根據(jù)危害的時間因素和事故模式分組，正確進行風(fēng)險評估、完整性評價和減緩活動。

識別危險對管道的潛在影響，數(shù)據(jù)收集、檢查和綜合，風(fēng)險評估，完整性評價，對完整性評價的響應(yīng)減緩（維修和預(yù)防）措施和檢測時間間隔的確定，數(shù)據(jù)的更新、整合和檢查。包括五個方案的編制：質(zhì)量控制方案、變更管理方案、聯(lián)絡(luò)方案、完整性管理程序評價方案和完整性管理實施方案

5.2 危險液體管線系統(tǒng)的完整性管理 （API 1160 ）

該標(biāo)準(zhǔn)適用于原油、成品油管道的完整性管理，但不局限于原油、成品油管道，完整性管理的原則適用于所有管道系統(tǒng)。

該標(biāo)準(zhǔn)特別為管道管理部門提供已經(jīng)工業(yè)實踐證明的管道完整性管理方法。該標(biāo)準(zhǔn)專用于從一個清管裝置到另一個清管裝置之間的管道，但其過程和方法應(yīng)用于所有管道設(shè)施，包括管道站場、庫區(qū)和分輸設(shè)施。對于管道站場、庫區(qū)和分輸設(shè)施，該標(biāo)準(zhǔn)有明確地章節(jié)提供指南。

該標(biāo)準(zhǔn)適用于個人和小組進行管道完整性管理系統(tǒng)的計劃、執(zhí)行和改進。典型的小組應(yīng)包括工程師、運行操作人員、具有特定技能或經(jīng)驗的專家（腐蝕、內(nèi)檢測、管道保護工等等）。該標(biāo)準(zhǔn)的使用者應(yīng)熟悉管道安全規(guī)范（Title 49 CFR Part 195），包括對管道管理部門的有書面的管道完整性管理系統(tǒng)、進行初始評估和定期評估管道完整性等要求。框架包括：

初步的數(shù)據(jù)收集、分析和綜合。確定管道對高影響區(qū)和其它地區(qū)潛在的完整性威脅的第一步是收集有關(guān)潛在危險的信息。管理部門要收集、分析、綜合信息。本單元中，管理部門進行初步的數(shù)據(jù)收集、分析和綜合對于了解管道的狀況并識別對管道完整性構(gòu)成威脅的管段非常必要。進行風(fēng)險評估所需的數(shù)據(jù)有：運行、維護、監(jiān)督記錄、管線設(shè)計、運行歷史、失效模式和對特定管道的特定信息。簡要的介紹了在風(fēng)險分析中有用的數(shù)據(jù)源和常用的數(shù)據(jù)單元，及數(shù)據(jù)分析、綜合方法。對于剛剛開始完整性管理的管理部門，初步的數(shù)據(jù)收集應(yīng)關(guān)注有限的幾類數(shù)據(jù)，以便容易地識別出對完整性構(gòu)成較大威脅的因素。

初步風(fēng)險評估。 本單元中利用收集的數(shù)據(jù)進行管道系統(tǒng)風(fēng)險評估。風(fēng)險評估開始于系統(tǒng)，全面地找出對管道系統(tǒng)或設(shè)施完整性的潛在威脅。識別潛在危險不要局限于已知危險種類，還要去找新的風(fēng)險。通過對前面收集到的信息和數(shù)據(jù)進行完整的評估，風(fēng)險評估程序可以識別特定位置或狀況的位置，或可能導(dǎo)致管道完整性降低的事故的組合事件或狀況。風(fēng)險評估的結(jié)果應(yīng)該包括管道系統(tǒng)上最重要的風(fēng)險的種類和位置。

制定初始評估計劃。 利用初步風(fēng)險評估（或者是審查評估）的結(jié)果，可制定確定最重要風(fēng)險和評估管線系統(tǒng)完整性的方案。這個方案應(yīng)包含完整性評估方法（如內(nèi)檢測或者是水壓試驗）和在風(fēng)險評估中識別的預(yù)防及降低風(fēng)險的方法。對能夠影響高影響區(qū)的管段，初始評估計劃應(yīng)包括對內(nèi)檢測技術(shù)、水壓實驗及其它評估管線完整性的方法，進行評估的時間表，和選擇所用方法的理由。介紹了多種可用的內(nèi)檢測技術(shù)、選擇評估的方法和制定內(nèi)檢測和水壓實驗時間間隔的方法。

檢測或減緩。 本單元執(zhí)行初始評估計劃，對結(jié)果進行評估，對能夠?qū)е鹿艿朗�效的缺陷進行修補。說明如何按照內(nèi)檢測結(jié)果對需要檢查和修理的管段進行排序。說明了對不同類型缺陷進行修補的技術(shù)。

如前所述，風(fēng)險評估可能會發(fā)現(xiàn)以前沒有發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險。如果認(rèn)為挖掘工具對管道是很大的威脅，管理部門可以選擇增加巡邏、增加公眾交流、改善管線標(biāo)志、加強管道占地清理、主動參加當(dāng)?shù)氐挠媱澪瘑T會、提高挖掘者的意識來減少第三方破壞。提供了風(fēng)險控制和減緩活動的手冊。

更新、綜合、分析數(shù)據(jù)。 在完成最初的評估后，管道管理部門已增加和并更新了管線的信息。這些信息被保存并加到數(shù)據(jù)庫里用于支持將來的風(fēng)險評估和完整性評估。此外，隨著系統(tǒng)的持續(xù)運行，更多的運行、維護、檢查和其它數(shù)據(jù)被收集，數(shù)據(jù)庫得到進一步充實和更新而支持完整性管理。

重新評估風(fēng)險。應(yīng)該定期的進行風(fēng)險評估以適應(yīng)新的運行參數(shù)、管道系統(tǒng)設(shè)計的改變（新閥、新更換的管段、修復(fù)工程等）、運行變化（流速的改變、壓力分布），并分析上次風(fēng)險評估后外部變化造成的影響（例如人口遷入到新的地區(qū)）。完整性評估的結(jié)果，例如內(nèi)檢測、水壓實驗，也應(yīng)被納入到下次風(fēng)險評估當(dāng)中。這樣可以保證分析是建立在對管道狀態(tài)了解的基礎(chǔ)上。

修改減緩和檢查計劃。 應(yīng)該把初始評估計劃轉(zhuǎn)變成動態(tài)的完整性計劃，以定期地更新以反映新的信息和當(dāng)前存在的完整性問題。當(dāng)新的風(fēng)險因素和已知風(fēng)險因素的新表現(xiàn)被識別，應(yīng)采取進一步的適當(dāng)?shù)念A(yù)防或減緩行動進行應(yīng)對。此外，新的風(fēng)險評估結(jié)果也應(yīng)被用來建立將來完整性評估的計劃。探討了改進的完整性評估計劃。討論了確定內(nèi)檢測和水壓試驗頻率的方法。

評估審核完整性管理有效性。 管理部門應(yīng)該收集運行信息，定期評估其完整性評價技術(shù)、管道修理活動、及其它預(yù)防和減緩措施的有效性。管理部門還應(yīng)該評估管理系統(tǒng)及支持完整性管理決策的程序的有效性。說明了如何進行效能評估，和審查完整性管理系統(tǒng)。

變更管理。 管道系統(tǒng)和系統(tǒng)所處環(huán)境不是一成不變的。應(yīng)在系統(tǒng)的設(shè)計、運行、維護進行變更實施前對其對管道的潛在風(fēng)險進行評估。還應(yīng)對管道所處環(huán)境的變化進行評估。要把這些變化包括在以后的風(fēng)險評估中。討論對與完整性管理相關(guān)的變化進行管理。

持續(xù)改進管理。完整性管理不是一次就可以完成的。完整性管理是一個監(jiān)視管道狀態(tài)、識別和評估風(fēng)險、采取行動最大可能地降低最主要威脅的一個連續(xù)的循環(huán)。必須對風(fēng)險管理進行周期性的更新和修改來反映管道現(xiàn)在的運行狀態(tài)。這樣管理部門就可以用有限的資源來實現(xiàn)無誤操作、無泄漏的運行目標(biāo)。

5.3  ASME B31.G評價系統(tǒng)

(1) 限制條件

a. 本方法限于可焊接的管線鋼材，如碳鋼或高強度低合金鋼的腐蝕。ASTM A53，A106和A381，以及API 5L（現(xiàn)行的API 5L包括原先API 5LX和5LS確的所有等級）中所敘述的是這些鋼材的典型代表。

b. 本方法只適用于外形平滑，低應(yīng)力集中的管線用管本體上的缺陷（例如，電解或電化學(xué)腐蝕，和磨蝕引起的壁厚損失）。

c. 此方法不宜用于評定被腐蝕的環(huán)向或縱向焊縫及其熱影響區(qū)、機械損害引起的缺陷，如凹陷和溝槽、以及在管子或鋼板制造過程中產(chǎn)生的缺陷，如裂紋、折皺、軋頭、疤痕、夾層等處的剩余強度。

d. 本方法中提出的腐蝕管子留用準(zhǔn)則只以管子在承受內(nèi)壓時保持結(jié)構(gòu)完整性的能力為根據(jù)，當(dāng)管子承受第二有效應(yīng)力（如彎曲應(yīng)力），尤其是腐蝕有舉足輕重的橫向成分時，它不宜作為唯一準(zhǔn)則。

e. 本方法不能預(yù)測泄漏和破裂事故。

(2) 方法與研究程序

廣泛的舊管道試驗，把真實的腐蝕管子加壓爆破是本手冊所述方法的依據(jù)。因為有用過的，且確具腐蝕危險的管子可以利用，拿這種原型的現(xiàn)場樣品就地或在大的原型試驗坑內(nèi)作試驗，就比把這些準(zhǔn)則建立在用機械加工的缺陷進行的純實驗室試驗顯得更為合理。

針對全部缺陷類型安排了數(shù)百次舊管子試驗以確定普遍的缺陷特征。計算腐蝕管材承壓強度的數(shù)學(xué)關(guān)系式就是在試驗積累的基礎(chǔ)上形成的。這些雖屬半經(jīng)驗性的數(shù)學(xué)關(guān)系式，都基于斷裂力學(xué)原理。

斷裂力學(xué)的基本原理是，當(dāng)存在缺陷時，材料抵抗不穩(wěn)定開裂的能力與缺陷尺寸和一個稱為韌性愈大，發(fā)生斷裂前它所能承受的裂紋就愈大。同樣，缺陷愈大，發(fā)生漏泄或破裂時的壓力就愈低。這兩種特性看起來顯而易見，然而它們構(gòu)成了確定有缺陷管子實際強度的斷裂力學(xué)基礎(chǔ)。

1970年和1971年間用數(shù)個規(guī)格的管子作47次壓力試驗。來評估確定腐蝕區(qū)域強度的數(shù)學(xué)關(guān)系式的有效性。試驗管材的直徑從16in.到30in.，管壁厚度從0.312in.到0.375in.。管材的屈服強度從API 5LA-25級的大約25,000psi到5LX X-52級的大約52000psi。

早期試驗建立的數(shù)學(xué)關(guān)系式已根據(jù)以后試驗的成果作了修正，在該標(biāo)準(zhǔn)研究過的材料范圍內(nèi)，就腐蝕缺陷的破裂壓力提供可靠估計。

圖3-1  按預(yù)測破裂應(yīng)力/腐蝕缺陷的拋物線準(zhǔn)則

用腐蝕管子進行的試驗表明，管線管的鋼材都有足夠韌性，而韌性不是一個主要因素。鈍性腐蝕缺陷的破裂受其尺寸和材料流變應(yīng)力或屈服應(yīng)力的控制。

圖4-1顯示了原管道打壓破裂的實際情況與判定管線管腐蝕坑穴能否接受的準(zhǔn)則之間的關(guān)系。這一準(zhǔn)則是，它們應(yīng)能承受等于其規(guī)定最小屈服強度（SMYS）100%的應(yīng)力水平。此圖以一個保守的腐蝕區(qū)域的拋物線剖面假設(shè)為基礎(chǔ)，以最大腐蝕深度與管子壁厚的比值為縱坐標(biāo)，以腐蝕長度除以管子半徑與壁厚乘積的平方根為橫坐標(biāo)。每個數(shù)據(jù)點代表腐蝕管子的一次舊管道試驗，數(shù)據(jù)點旁的數(shù)字是以SMYS百分?jǐn)?shù)表示的破裂壓力下的應(yīng)力。只有3個數(shù)據(jù)點（3次試驗）是在低于100%SMYS的壓力水平上破裂的，這表明，腐蝕缺陷的嚴(yán)重性不大（應(yīng)當(dāng)看到，這3點均被準(zhǔn)則排除）。圖中實線是低于100%SMYS的破裂壓力的區(qū)分線。有許多點處于此線以下，它們無一例外都代表高于100%SMYS的破裂情況。這些高于100%SMYS的事實充分說明，這一準(zhǔn)則是相當(dāng)保守的。

圖中的可接受區(qū)是曲線下方左側(cè)的陰影部分。由缺陷深度和長度決定，落在曲線上方的腐蝕坑穴，按提出的準(zhǔn)則衡量是不可接受的，要降低管道的工作壓力和將腐蝕坑穴去除或修理。

5.4 管道缺陷Rstreng方法

Rstreng（改進的B31G） 是B31G 標(biāo)準(zhǔn)的改進，減少了原標(biāo)準(zhǔn)的保守性，特點如下：

Rstreng是經(jīng)過86根實際腐蝕的管道爆破實驗驗證。

最大允許深度為80%的壁厚深度

流動應(yīng)力等于 MYS + 10kPsi (68.94 MPa)

包含三項傅立葉參數(shù)，算法準(zhǔn)確

假設(shè)一任意面積近似考系數(shù)為 0.85

RSTRENG(Remaining Strength of Corroded Pipe) 按腐蝕底部的形貌實施評價,比B31G更具有準(zhǔn)確性.

RSTRENG (Remaining Strength of Corroded Pipe)是基于有效的腐蝕面積、有效缺陷腐蝕長度，任意腐蝕缺陷均能被評估。

確定腐蝕形貌必須沿著管道長度方向上，進行大量的深度測量，以確定缺陷底部的形貌，缺陷可以是單個缺陷，也可是相互作用缺陷。

該程序考慮將整個缺陷分成若干部分，來預(yù)測相應(yīng)的失效壓力，

在大多數(shù)情況下，RSTRENG(Remaining Strength of Corroded Pipe)預(yù)測最小的失效壓力，要比使用按照整個缺陷面積，整個長度方法的值要小。

5.5 DNV RP-F101 標(biāo)準(zhǔn)(1) 簡介

提出的推薦方法對以下兩種荷載作用下的管道腐蝕缺陷進行評估：a. 只受內(nèi)壓作用。b. 內(nèi)壓與縱向壓應(yīng)力共同作用。

該標(biāo)準(zhǔn)分為兩部分，提出了可供選擇的兩種腐蝕評估方法。這兩種方法的主要區(qū)別在于其安全準(zhǔn)則不同。

第一種方法，是根據(jù)DNV近海標(biāo)準(zhǔn)OS-F101和海底管道系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)來確定的安全準(zhǔn)則。推薦方法遵循并補充了DNV OS-F101標(biāo)準(zhǔn)。特別考慮到缺陷深度的尺寸和材料性質(zhì)的不確定性，使用了概率修正方程（分安全系數(shù)）來確定腐蝕管道的許用操作壓力。

第二種方法是根據(jù)ASD(許用應(yīng)力設(shè)計)標(biāo)準(zhǔn)，計算出腐蝕缺陷的失效壓力（承載能力），此失效壓力需乘以一單獨的使用系數(shù)，該使用系數(shù)是根據(jù)原始設(shè)計系數(shù)而得到的。對于腐蝕缺陷尺寸的不確定性，需用戶自行判斷。

該標(biāo)準(zhǔn)通過對含機械腐蝕缺陷（包括單個缺陷、相互作用的缺陷和復(fù)雜形狀缺陷）的管道，作了超過70次的爆破試驗，得出有關(guān)爆破的數(shù)據(jù)庫和有關(guān)管道材料性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫。另外，通過三維非線性有限元分析得出一更為綜合的數(shù)據(jù)庫。提出了預(yù)測含腐蝕管道剩余強度的準(zhǔn)則，此腐蝕管道含有單個缺陷、相互作用缺陷和復(fù)雜形狀缺陷。

該標(biāo)準(zhǔn)還通過對含機械腐蝕缺陷管道的12次爆破試驗得到的數(shù)據(jù)庫，包括軸向荷載和彎曲荷載的疊加對失效應(yīng)力的影響。也通過對含缺陷管道的三維非線性有限元計算生成更為綜合的數(shù)據(jù)庫。使用了概率的方法修正規(guī)范并確定分安全系數(shù)。(2) 應(yīng)用范圍

該標(biāo)準(zhǔn)所提供的方法適用于有腐蝕缺陷的碳鋼管道（不適用于其它成分的鋼管），海底管道系統(tǒng)DNV近海標(biāo)準(zhǔn)OS-F101已經(jīng)采用此方法進行設(shè)計，對于標(biāo)準(zhǔn)（并不只限于以下這些）ASME B31.4, ASME B31.8, BS8010, IGE/TD , ISO/DIS 13623, CSA Z662-94，當(dāng)安全準(zhǔn)則與設(shè)計規(guī)范有矛盾時，也可采用此方法。

在評估腐蝕管道時，應(yīng)考慮到連續(xù)腐蝕擴展的影響。如果含有腐蝕缺陷的管道還繼續(xù)使用，那么應(yīng)該采取措施阻止腐蝕的進一步發(fā)展或者對腐蝕缺陷采取適當(dāng)?shù)臋z測方法。有關(guān)腐蝕缺陷的連續(xù)擴展該標(biāo)準(zhǔn)沒有討論。

此推薦方法沒有包括所有的情況，具體情況還需采取有目標(biāo)的評估和其它的方法。(3) 適用的缺陷

本文提出的方法適用于評估下列類型的腐蝕缺陷：

母材的內(nèi)部腐蝕。

母材的外部腐蝕。

焊縫上的腐蝕。

環(huán)縫焊接的腐蝕。

相互作用的腐蝕缺陷群。

為了修理磨掉缺陷所形成的金屬損失（假如磨后留下的缺陷是光滑的形狀，并且原始缺陷經(jīng)過適當(dāng)?shù)腘DT方法核實）

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)方法應(yīng)用于焊縫和環(huán)向焊縫的腐蝕缺陷時，應(yīng)該注意，焊縫上沒有將會與腐蝕缺陷相作用的明顯的焊接缺陷或虛焊，焊縫應(yīng)具有一定的韌度。(4) 施加的荷載

內(nèi)壓和軸向、彎曲荷載會影響到腐蝕管道的失效。在該標(biāo)準(zhǔn)推薦方法中，將包括以下荷載（應(yīng)力）的組合和缺陷情況：

內(nèi)壓作用于：單個缺陷、相互作用的缺陷、復(fù)雜形狀缺陷。

內(nèi)壓荷載與縱向壓應(yīng)力組合作用于：單個缺陷。

注：縱向壓應(yīng)力是由軸向荷載、彎曲荷載、溫度載荷等作用產(chǎn)生。(5) 不適用的方面

下列方面不包括在該標(biāo)準(zhǔn)所討論的范圍內(nèi)：

除了碳鋼管道以外的其它材料的管道

管道材料等級超過X80鋼

交變荷載

尖口缺陷（例如：裂紋）

腐蝕和裂紋的組合

腐蝕和機械損傷的組合

由于金屬損失缺陷而形成的機械損傷（例如：劃痕）

焊接造成的缺陷

缺陷深度超過原始管壁厚度的85%（例如：剩余管壁厚度小于原始管壁厚度的15%）

此評估方法只適用于將產(chǎn)生塑性破壞的鋼管。本方法也不適用于將產(chǎn)生斷裂的地方。包括：

轉(zhuǎn)變溫度在操作溫度之上的材料。

材料厚度超過12.7毫米（1/2英寸），除非轉(zhuǎn)變溫度低于操作溫度。

電焊管道的焊接處存在缺陷的管道。

使用搭接焊或電爐平焊而形成的管道。

半鎮(zhèn)靜鋼。

(6) 其它失效模式

其它失效模式，如屈曲、褶皺、疲勞和破裂都需要考慮，這些失效模式在本文中都沒有介紹，可采用其它使用方法。本推薦方法的目的是提供一種簡單的腐蝕管道評估規(guī)范。分析的結(jié)果偏于保守。如果腐蝕缺陷并不適用于本推薦方法，使用者可以考慮其它的方法，以便精確的評估腐蝕管道的剩余強度。這包括詳細(xì)的有限元分析及（或者）全尺寸試驗，但不僅限于這些。5.6  API 579評價標(biāo)準(zhǔn)

(1) 該標(biāo)準(zhǔn)文件中的適用性（FFS）評價規(guī)范已發(fā)展成評價構(gòu)件單一或多重?fù)p害機理導(dǎo)致的缺陷。構(gòu)件的定義為按照國家標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范設(shè)計的承壓部件。設(shè)備被定義成構(gòu)件的組合。因此，該標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的壓力設(shè)備包括構(gòu)件壓力容器、管道和儲存罐罐殼層的所有的壓力容器。對于固定和浮動的頂部結(jié)構(gòu)以及罐底板的適用性（FFS）也包含在標(biāo)準(zhǔn)中。

標(biāo)準(zhǔn)中的適用性（FFS）評價規(guī)范是在假定構(gòu)件是按現(xiàn)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和生產(chǎn)出來。

對沒有按照最初設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和建造的設(shè)備構(gòu)件，標(biāo)準(zhǔn)中的原則可以用來評價實際損害和與最初設(shè)計有關(guān)的竣工情況。這種類型的適用性（FFS）評價將由知識淵博和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計要求方面有經(jīng)驗的專家實施。

描述適用性（FFS）評價規(guī)范文件的每一節(jié)包括說明規(guī)范的適用性和局限性的一段。分析規(guī)范的局限性和適用性在相關(guān)的評價級別中說明。

(2) 評價技術(shù)和驗收準(zhǔn)則

適用性（FFS）評價規(guī)范提供了三級評價。在每節(jié)中包括的邏輯框圖圖示了這些評價等級是如何關(guān)聯(lián)的。每個評價等級提供了一種方法，這種方法與安全保守性要求、評價要求的信息數(shù)量、進行評價人員素質(zhì)和問題的復(fù)雜性之間有關(guān)系。如果實際的評價等級不能提供可接受的結(jié)果或者不能給出清晰的程序步驟，專業(yè)人員通常的順序是從一級到三級進行分析（除非由評價技術(shù)直接決定的情況下）。下面描述的是每個評價等級和它指定的用法的綜述。

第一級——這一級別包含的評價規(guī)范目的是提供保守的篩選準(zhǔn)則。保守的篩選準(zhǔn)則利用最小數(shù)量的檢測或構(gòu)件信息。通過現(xiàn)場檢測或工程人員可以進行第一級評價。

第二級——這一級別包含的評價規(guī)范目的是提供更細(xì)致的評價。這種評價產(chǎn)生的結(jié)果比第一級評價的結(jié)果更精確。在第二級評價中，需要和第一級評價要求相似的檢測信息。然而，更多的詳細(xì)計算用于評價中。在進行適用性（FFS）評價時第二級評價一般能夠典型地被現(xiàn)場工程師或有經(jīng)驗和淵博知識的工程專家進行。

第三級——這一級別包含的評價規(guī)范目的是提供一個最細(xì)致的評價。這種評價產(chǎn)生的結(jié)果比第二級評價的結(jié)果更精確。在第三級評價中要求有最詳細(xì)檢測和構(gòu)件信息，和在數(shù)學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的推薦分析如有限元方法。在進行適用性（FFS）評價中一個第三級分析主要由有經(jīng)驗和淵博知識的工程專家使用。5.7 BS 7910 標(biāo)準(zhǔn)

BS 7910是英國燃?xì)忾_發(fā)的金屬結(jié)構(gòu)可接受性的評價標(biāo)準(zhǔn)，主要是為碳鋼和鋁合金焊接結(jié)構(gòu)開發(fā)的，隨著應(yīng)用的擴展，又用于其它金屬和非焊接金屬結(jié)構(gòu)缺陷的分析評價，該標(biāo)準(zhǔn)適合于金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計、建設(shè)、運行全生命周期。

裂紋在I/II/III型和剪切載荷作用下的評估

海洋結(jié)構(gòu)管接頭評估程序

壓力容器和管道斷裂評估程序

結(jié)構(gòu)不對中應(yīng)力分析

缺陷定義

爆破之前泄露評價程序

管道和壓力容器腐蝕評價

斷裂\疲勞\蠕變評價

焊接接頭焊接強度不匹配評價

沖擊功表示管道韌性結(jié)果的使用

可靠性\分安全系數(shù)\實驗次數(shù)和保守系數(shù)

焊縫斷裂韌性的確定

應(yīng)力強度因子方法

確定管道可接受缺陷的LEVEL-1簡化程序

殘余應(yīng)力的計算

疲勞壽命估計的數(shù)值方法

高溫斷裂擴展評價

高溫失效評價程序

6. 關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的思考和建議

根據(jù)完整性管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的特點和要求，結(jié)合國內(nèi)相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀，應(yīng)從以下方面進行更深入的工作。

（1）開展完整性管理對標(biāo)工作

開展完整性管理對標(biāo)，引進、吸收國外管道完整性管理的經(jīng)驗做法，結(jié)合中國的國情，制訂國內(nèi)管道完整性管理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，借鑒做法，引進技術(shù)，用高標(biāo)準(zhǔn)的宣貫和推廣應(yīng)用促進國內(nèi)技術(shù)進步和理念轉(zhuǎn)變。

（2）開展管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)的研究

目的是建立完善的完整性管理系列標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)管道運營公司全面實施管道完整性管理，包括完整性管理的內(nèi)容、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、完整性管理的文件體系、完整性管理的管理模式。

（3）支持性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)

根據(jù)完整性管理的總體要求，全面加強管道完整性管理基礎(chǔ)規(guī)范的研究和完善，尤其要加強對完整性評價技術(shù)、管道風(fēng)險評價規(guī)范研究。

（4）監(jiān)管機構(gòu)要健全完整性管理規(guī)范

長輸管道監(jiān)管的責(zé)任，實現(xiàn)從政府到企業(yè)的多級管理，負(fù)責(zé)管道完整性管理的規(guī)劃，并通過立法加強管道完整性管理，健全各級管道完整性管理的規(guī)程。

（5）加強完整性管理軟件和硬件標(biāo)準(zhǔn)的制訂

組織科研單位和制造企業(yè)進行完整性管理軟件和硬件研究開發(fā)，早形成國產(chǎn)的完整性管理軟硬件產(chǎn)品，并形成完整性軟件和硬件的標(biāo)準(zhǔn)。

（6）鼓勵技術(shù)人員學(xué)習(xí)和使用標(biāo)準(zhǔn)

管道的完整性管理既是一種管理模式、也是一種管理理念，應(yīng)通過各種渠道加強完整性管理人才的培養(yǎng)，特別是鼓勵技術(shù)人員學(xué)習(xí)和掌握國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)。

（7）加強完整性管理數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)的研究

此類數(shù)據(jù)庫是管道完整性管理實施的重要基礎(chǔ)，完善的管道完整性數(shù)據(jù)收集機制、完備的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)是保障管道完整性管理實施的前提，是實施的基礎(chǔ)要素。

參考文獻：

[1].ASMEB31G-1991, Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines 1991

[2].ASME B31.8S-2001 輸氣管道系統(tǒng)完整性管理  美國機械工程學(xué)會  2002年11月

[3].API1160 液體管道完整性管理 美國石油學(xué)會  2003年

[4].孔昭瑞：現(xiàn)代安全理念與油氣管道的安全保障體系，油氣儲運，2001，20（8） 1~4。

[5].董紹華 管道完整性管理體系與實踐  石油工業(yè)出版社 2009.6

[6].董紹華  管道完整性技術(shù)與管理  中石化出版社  2007.1