董紹華 王東營 費凡 安宇

中石油北京天然氣管道有限公司

1 引言

當前，我國正處于社會經濟高速發展階段， 城鄉建設步伐很快，部分在役管道建設時期沿線人口稀少，但有些現已發展成為人口密集地區，如建于上世紀七十年代的東北八三管道就屬于這種情況。按照管道沿線地區分類，人口稀少的地區為一類地區，市區中心地帶為四類地區，屬于高風險區域。一些管道由于占壓等情況也使管道地區級別升級，對在役管道的安全管理提出了挑戰。本文從管道風險管理出發，借鑒國外管道公司升級管理的標準和法規經驗，對管道地區等級升級問題進行系統研究，得出我國管道升級的必要條件，提出了管道地區等級升級需要采取的措施，為進一步推進管道地區等級升級管理提供科學依據。

2 國外管道地區升級管理

CSA Z662-2007《加拿大管道輸送系統》的規定：由于人口密度的增加或地區發展而要改變管道地區等級時，這些地區的管道應當滿足更高等級要求或進行工程評價，滿足地區等級變化后的管道， 應當要求不改變最大操作壓力。不能滿足地區等級變化的管道，應當盡快更換管道或者根據最大運行壓力，對地區等級變化的要求計算修正操作壓力。為了確定等級更改引起的變化，管道運營企業應當每年檢查地區等級變化的管道，且應當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》的規定：如果地區等級發生變化，必須對泄露監測和巡護方式迅速采取調整措施，根據新的地區等級降低MAOP，確保不超過設計壓力，同時滿足18個月期限的要求。對地區等級升級地區的風險，不僅要考慮第三方活動損傷，還要考慮巡線頻率、陰極保護狀態及人口沿線居住增加的根源等。當人口密度增加時，首先考慮最大容許操作壓力和環向應力，壓力變化應考慮管道周邊建筑物的影響范圍，對于超過40% SYMS的管道應重點監測管道周邊人口變化情況。

美國聯邦法律CFR49 192部分規定：監管機構對管道升級采取許可證制度，由危險化學品運輸委員會負責，當收到天然氣管道運營商的申請后，審查該申請是否符合管道安全，若符合則可頒發管道可以升級使用的特別許可證。

3 地區等級升級條件

3.1 管道設計情況

管道地區等級劃分是管道設計系數、閥室間距等關鍵參數設計的重要依據，管道地區等級越高，管道壁厚越厚，閥室間距越短。但是，國內外管道設計標準如《輸氣工程設計規范》（GB 50251-2003）、《天然氣管道系統》（ASME B31.8-2010）、《石油與天然氣工業-管道輸送系統》（ISO 13632-2000）、《油氣管道系統》（CSA Z622-2012）等對地區等級的劃分主要根據設計時期的管道通過區域的人口密度，而沒有考慮到管道運行過程中人口密度的增加。

3.2 管道常規維護措施升級

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

3.3 管道地區升級管理系統

建立專門的油氣管道所處地區升級管理系統及相應的數據庫，根據管道經過地區級別的變化自動升級管理信息，并將上述研究內容反映在管理數據庫中。為了更加直觀反映出地區級別的變化細節（諸如人類活動、基礎設施建設、自然環境因素等），還應創建相應的管道地理信息系統。

3.4 不允許升級的情況

通過對國內外標準規范和失效風險的研究，地區等級升級管段中如果出現以下任意一種，該管段的地區等級不允許升級，必須采取換管或降壓運行的措施。

（1）地區等級由1級或2級直接上升為4級；

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

（3）升級地區管段的各種資料、記錄嚴重缺乏，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。

（5）管道周邊環境復雜，200米范圍內存在多處仍在使用的化工、危險化學品生產、儲存設施。

（6）經過專業化工程技術評估或綜合風險評估后，不宜進行升級的管道。

4 升級管段的完整性管理

（1）確定最大容許工作壓力（MAOP）。允許地區等級升級的管段可按照當前運行壓力或設計壓力運行，不得超過現有MAOP。

（ 2 ） 實施完整性管理計劃。將高后果區（HCA）的地區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，需要對該管段進行密間隔電位測量（CIPS），公司可根據需要， 以適當的檢測周期定期對地區等級升級管段進行密間隔電位測量，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，對每段特別許可管段進行直流電壓梯度測試（DCVG），以確定管道防腐層狀況，并對發現的問題進行修復。

（5）開展應力腐蝕開裂直接評估。在管段允許升級后的1年內，應對該管段進行應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報告。在管段允許升級后的1年內，須向公司提交DCVG、CIPS、ILI 以及SCCDA評估結果和整改措施的書面報告。

（8）加強第三方活動及交叉作業的管理。管理人員須至少提前14天上報公司作業計劃。有關地區升級段現場交叉施工及開挖情況，須在2個工作日內上報公司。

（9）開展高后果區評估。根據管道完整性管理的相關要求，管理人員應定期開展HCA評估， 周期和評估內容保持不變。

（10）加強巡線管理。應將地區升級管段作為日常巡線管理的重點，增加GPS巡檢點，密切關注該管段的有關作業活動和異常情況并及時上報。

5 結束語

管道地區等級與公共安全相關， 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、切實加強管道地區等級升級管理工作。

（1）對管道地區等級的科學確定問題。管道設計單位應與市政規劃緊密結合，使管道設計與市政規劃無縫對接，有效提高設防標準，及時修改完善設計標準和管理標準。

（2）將信息化手段與管道地區等級升級管理有機結合。對于等級上升較快的地區，掌握其發展的全過程數據，做好管道建設、運維數據信息的保存和應用。目前國內在這方面還很薄弱，必須得到重視和加強。

（3）管道地區等級升級管理要與公共安全保護意識相結合。引導全社會提高對管道安全重要性的認識，針對管道運輸具有高壓、易燃易爆、有毒有害、點多線長的特點，要把地區等級升級帶來的重大風險和隱患的防治放在第一位，落實到公共安全管理的各項活動之中。

（4）等級升級地區要更加重視應急預案和演練。推行“一風險源一預案”的制度，科學設計應急預案，在地區等級升級產生的高后果區內做到“一區一案”。

（5）深化管道完整性管理的實施。既要重視升級管段的管理，又要重視管道日常內外檢測、預防性維護管理，不斷使用新技術手段發現管道風險，建立以預防性維護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年博士畢業于中國石油大學（北京）油氣儲運工程專業，現主要從事管道安全評價、完整性管理、科技開發與信息化管理工作。）

《管道保護》2015年第4期（總第23期）