姚偉

中國石油管道公司

20世紀90年代以來，油氣管道完整性管理在國際上普遍得到認可和推廣應用。其內涵是 對油氣管道運行中面臨的風險因素進行識別和評價，通過監測、檢測、檢驗等各種方式，獲取與專業管理相結合的管道完整性的信息，制定相應的風險控制對策，不斷改善識別到的不利影響因素，從而將管道運行的風險水平控制在合理的、可接受的范圍內，最終達到持續改進、減少和預防管道事故發生、經濟合理地保證管道安全運行的目的。同時管道完整性與管道的設計、施工、運行、維護、檢修和管理的各個過程是密切相關的，目標是使管道始終處于安全可靠的服役狀態和受控狀態，在物理上和功能上是完整的，可通過適時采取的行動防止管道事故的發生。

中國石油管道公司成立于1999年，是目前國內唯一擁有建設、運行、科研和技術服務等業務 的綜合性管道公司。管理運營14000公里在役油氣管道，其中包括漠大線、長呼、蘭鄭長、秦沈等新建管道，還包括已經運行超過40多年的東部老管道，這些老管道普遍處于失效浴盆曲線的事故高發期，安全壓力較大。多年來，公司認真推行管道完整性管理，不斷趨于精細化和信息化，實現了從被動式管理到主動式預防管理的轉變，從事后搶修到事前維修的轉變，管道的運行風險得到有效控制，本質安全普遍提高，事故發生率持續減少，基本實現了安全平穩運行。

管道完整性管理實踐

跨入新世紀以來，隨著公司管道業務的快速增長，管道的管理難度也不斷加大。始建于上個世紀七十年代的老管道存在非常嚴重的管體腐蝕缺陷和大量的焊縫缺陷，近年來發生了多次螺旋焊縫開裂和腐蝕泄漏事故。新建管道由于穿越了黃土、沼澤、山區以及多年凍土區域，滑坡、坍塌、泥石流、凍脹、融沉等自然災害時有發生。加之隨著我國經濟的發展和城鎮化建設的加快，違章占壓、打孔盜油和第三方施工傷害發生的頻率顯著增加，嚴重威脅著管道安全。

2005年，公司首先成立管道完整性管理技術及體系研究科技攻關小組，開始了管道完整性管理及相關技術的探索與應用推廣工作。 2006年， 公司在國內首次清晰地提出開展完整性管理工作的6步循環，即數據采集、高后果區分析、風險評價、完整性評價、維護與維修和效能評價。通過循環實施，不斷提高完整性管理效果。編制了中國石油企業標準《管道完整性管理規范》，明確了開展管道完整性管理的目標、內容、流程、實施方式和相關的標準及專項技術，先后在慶鐵線、蘭成渝、澀寧蘭等管道上實施。

數據采集。開展歷史數據恢復和數據更新工作，精確測繪了管道路由，使得管道中心線全面復測及糾正。通過管道遙感圖像更新，對管道沿線環境數據進行了系統調查，包括管道兩側建筑物、人口、河流、鐵路、公路等，提高了對管線基本情況的認知，為全面分析歷史事故、環境、本體缺陷，實現基于數據的分析評價奠定了基礎。

高后果區分析。管道發生泄漏或者破裂等事故，會對周邊公眾生命安全及其財產、環境、社會等造成很大傷害或損失，該區域即為開展完整性管理的重點區域。保證高后果區的安全，則可以避免較大的環境或人身傷亡事故。通過高后果區分析發現，管道周圍人口稠密、活動頻繁，而且無法規避的區域較多。如慶鐵線有1/3的管道路由為高后果區，主要是人口密集區，穿越河流、鐵路等，該管道已經從設計時遠離人口密集區變為部分管道位于城鎮中心，管道管理的重點發生了重大變化。

風險評價。識別出管道潛在風險，明確管理隱患，為事故的預防提供依據。公司在現有國際評價方法的基礎上，自主開發了Riskscore定量風險評價軟件，可對管道面臨的各類風險進行量化 排序和評價，從而制定合理措施有效應對。自2007年以來，管道公司每年都要對所轄管道進行風險識別和評價工作，評價結果將直接作為第二年固定資產投資和大修理立項的主要依據。如公司通過對慶鐵線的風險識別，排序找出了9個高風險管段，提出并實施了針對性的風險預控方案，實現了對制造缺陷、腐蝕、第三方破壞、誤操作和設計隱患風險等方面受控的目標，并采取了改線、更換管體、補強修復等多種針對性應急方案，極大降低了運行風險。

完整性評價。通過對管道的剩余強度、缺陷性質、發展速度等開展安全評價，為制定修復計劃和優化再檢測周期提供數據決策依據。公司所轄管道的管體缺陷主要是螺旋焊縫和環焊縫缺陷，而國際上對螺旋焊縫缺陷的檢測與評估一直是空白，傳統的超聲、漏磁等檢測與評價技術難以檢測出螺旋焊縫未熔合、未焊透等缺陷，缺陷程度無法分級，針對性修復也無法進行。公司開展科研攻關并與GE PII公司開展國際合作研究，利用先進的三軸高清漏磁檢測技術，研制完成了螺旋焊縫缺陷檢測信號特征的識別方法、尺寸評定模型，解決了螺旋焊縫信號異常評定缺陷類型和尺寸判定難題，實現了螺旋焊縫缺陷檢出率超過90%，尺寸評定精度達到±15%，現場驗證符合率達到100%。經過近3000公里管道的應用和現場開挖驗證表明，該檢測技術和評價方法精確可靠，填補了管道螺旋焊縫缺陷檢測與評價方面在國際空白，為螺旋焊縫缺陷檢測與評價提供了一種可行、可靠的技術選擇。

維護與維修。根據風險評價結果，針對可能存在的威脅制定和執行預防性的風險減緩措施。然后通過效能評價，發現管道完整性管理過程中的不足，提高管道完整性系統的有效性和時效性。在東部管網的大修過程中，科學的缺陷維修方法和采取碳纖維復合材料修復螺旋焊縫的修復方案，大大提高了管體缺陷修復的效果，保證了老管道的再利用和安全運行。

經過廣大科技人員和管理人員的堅持不懈努力，公司管道完整性管理得到了較好推行，取得了積極進展。

一是建立了完整性管理專業隊伍。公司管道完整性管理中心共有研究管理人員18名，專業涵 蓋完整性管理各個領域，有博士研究生學歷的9人，有碩士研究生學歷的9人，有2人被聘為集團公司專家，有8人被聘為高級工程師。加強基層分公司管道完整性管理人力資源的開發，啟動公司完整性管理人員資質培訓與取證，實現三個等級的管理人員全面受訓，全面獲得資質，為公司深入開展完整性管理提供了人才和技術保障。

二是建立了完整性管理標準體系。頒布了系列的完整性管理標準，精細實施管道完整性管理六步循環，逐步實現管道管理工作的規范化。規范了數據采集管理流程，建設管道完整性管理系統（PIS），建立健全公司管道完整性信息。連續4年開展高后果區識別和風險評價工作，實現了基于風險的管道管理。全面系統開展檢測評價，努力提高管道的本質安全。全面系統地開展內檢測、外檢測工作，根據完整性評價，有計劃的開展修復工作。推動完整性管理的縱深應用，轉變計劃投資方式，將風險評價結果和完整性評價結果作為投資立項的直接和重要依據。承擔了《管道完整性管理規范》、《管道延壽推薦作法》等國家標準的編寫工作。

三是完整性管理技術與國際接軌。公司與GEPII進行國際合作，成功突破了螺旋焊縫缺陷檢測與評估這一世界難題，獲得世界管道行業最高級別的獎項——美國機械工程師協會（ASME）頒發的“全球管道獎”。公司與ASME（美國機械工程師協會）簽訂合作協議，連續成功承辦了兩屆國際管道年會，并且定期邀請ASME高級顧問開展管道完整性管理標準的培訓。公司加入了PRCI（國際管道研究協會），并承擔了 “管道環焊縫缺陷內檢測與評價技術研究”（編號NDE-1-6）的研究工作。公司還多次派出代表團參加IPC 國際管道會議，在2012年9月卡爾加里管道會議上，公司技術人員撰寫文章22篇，占入選論文總數的5.9%。申報了ISO國際標準《管道完整性管理規范》（ISO-19345），獲得ISO TC67 SC2工作組投票通過，這是我國石油管道行業第一次承擔ISO標準的編寫工作。

四是有效提升公司整體管理水平。實現了管道完整性管理覆蓋率100%，實現了100%高后果區識別和風險評價，內外檢測全面展開并趨于常規化，管道管理已經由事后應對管理向事前預防管理轉變，完整性管理成果被廣泛的應用于計劃和大修理項目的投資計劃、工藝運行和應急管理，促進了公司整體管理水平的提高。

管道完整性管理面臨的挑戰

當前管道完整性管理的推廣應用迎來了前所未有的機遇，同時也面臨新的挑戰。新建管道向著高等級鋼、大口徑、高壓力方向發展，管道所經過區域環境呈現多樣化、復雜化，高后果區呈增加態勢，違章占壓、打孔盜油、第三方施工傷害屢禁不止，提升管道安全迫切需要全面推行完整性管理。但制度保障、關鍵技術儲備、設計和施工標準以及觀念素質等方面還不能夠完全適應形勢的要求。

1、推行完整性管理缺乏有效的制度保障。管道安全監管存在政府多頭管理、職能交叉重疊沖突等問題。如國家層面有公安部牽頭的部際聯席會議制度統籌全國油氣田及輸油氣管道安全保護工作，但《石油天然氣管道保護法》又明確規定國務院能源主管部門主管全國管道保護工作。又如，《特種設備安全法》規定，長輸管道的 生產（包括設計、制造、安裝、改造、修理）、經營、使用、檢驗、檢測的安全監督管理部門為特種設備安全監督管理部門，而《危險化學品安全管理條例》則規定安全生產監督管理部門負責油氣長輸管道安全監督管理綜合工作，對新建、改建和擴建長輸管道的建設項目進行安全條件審查。管道完整性管理作為國際公認的預防事故的科學方法，至今還未形成國家標準，已影響推廣工作的開展。

2、新建管道完整性管理開展深度不夠。新建管道如果從設計、工程建設一開始不能很好嚴格把關、控制質量、收集資料，就會給日后運行帶來很大問題。如漠大線、蘭鄭長、秦沈線等管道均存在不達標焊縫問題。部分新建管道水壓試驗中發生過爆管，證明存在不符合要求的管材；部分新建管道的防腐層補口質量存在問題，甚至有未補口環焊縫；管道回填造成管道凹坑缺陷、防腐層損傷等；管道光纜埋深不足，光纜被挖斷現象多發。建設期遺留的管道占壓和周邊居民補償糾紛，給管道管理和日常維護帶來了很多問題；新建管道資料移交困難，存在難以及時向地方政府提交管道資料的不合規風險；三樁一牌普遍不符合要求；水工保護設施設計標準較低，施工質量參差不齊，保護效果受到影響。上述問題給推行完整性管理帶來不利影響。

3、老管道基礎數據缺失影響工作開展。部分老管道建于70年代，原始記錄多為紙質數據，缺失較多，特別是管道歷史改造和運維數據記錄不全，缺少對環境、人口、地質等數據的系統采集 和整合，以及對本體、環境等事故可能性評估，為完整性工作帶來困難。有些管道存在斜接彎頭、變形、內突物、收發球裝置不健全，管道內積物過多、無法清管、焊接缺陷等問題，缺少可用的檢測技術。無法開展內檢測發現管道本體的缺陷，控制泄漏也就無從談起。

4、關鍵技術儲備積累不足亟待開發。主要表現在以下六個方面：一是焊縫缺陷檢測及評價技術方面。包括天然氣管道裂紋性缺陷的檢測技術、液體管道環焊縫缺陷的檢測及評價技術、基于應變的凹坑評價技術、各類內檢測設備及技術的驗證和評價方法、管道附加應力的檢測監測和評價等還有待進一步研究突破。二是高鋼級管道進行焊接控制和在役維搶修方面。國內還沒有成熟的經驗，應用何種焊接工藝和方法應對在役管道的搶修焊接是一個急需解決的難題，特別是焊縫缺陷的維修、凹坑的評價修復、管體的應變疲勞等都同低強度鋼有著本質的不同。三是不可內檢測管道的壽命評估和安全控制方面。老管道建設時所使用的彎頭、變形和結蠟等問題影響了管道的可通過性，使得不清管狀態下的缺陷檢測與評估技術需求更加急迫。四是凍土管道運維技術方面。當前在高寒地區運行工藝、線路管理、管道維搶修、凍土災害監測、陰極保護等方面的技術還處于積累總結階段，特別是對低溫地區的線路管道設計、施工技術等還需要更深入的研究以提高本質安全。五是泄漏監測和安全預警技術方面。公司所研發的基于壓力波原理的液體管道泄漏監測技術雖然成功應用，但對于復雜工況下和天然氣管道的泄漏監測仍處于研究和試用階段。針對偶然的第三方傷害和蓄意破壞，如何在第一時間進行預警并準確定位，仍需要大量的經驗積累和完善。六是缺陷修復方面。針對老管道螺旋焊縫缺陷開裂問題，三軸高清漏磁檢測技術和缺陷信號特征分析找到了大量缺陷，需要盡快開發在不具備徹底換管條件下對較長螺旋焊縫缺陷在線修復技術，從而提高管道的使用壽命和可靠性。

5、部分工程設計和建設施工標準滯后。由于不同的責任主體對標準的認識和要求不同，標準往往成為業主、合同承包方等多方的妥協物。存在標準或者技術指標相對滯后，要求偏低，標準空缺等都會嚴重影響管道本質安全。如：環焊縫的焊接質量是保證管道運行安全的根本，目前卻缺少對焊縫焊接關鍵指標的要求和驗證，部分要求偏低。正常的X65鋼的抗沖擊功在200J附近，可標準設定達到35J就可以滿足要求，偏差太大，不易于質量控制和對其可靠性的評估。地質災害設防標準低。在管道選線設計時，應避開不安全的區域和環保區域，對無法避讓或預測的運營期間可能發生的其他問題應采取應對措施。但目前部分設防標準偏低，如油氣輸送管道穿越大中型河流洪水設防標準遠低于國內鐵路公路部門，也低于歐美一些國家標準，俄羅斯甚至要求對重要河流穿越采用一用一備。由于缺乏明確的技術標準要求，造成部分重要閥室距離河流較遠，未能避開重大地質災害易發區，甚至部分管道選擇在山區陡峻斜坡地段橫坡敷設，在不穩定河谷地段反復穿插并長距離敷設，沒有盡可能繞開高含冰凍土及沼澤區域，為管道安全埋下了隱患。完整性管理需要精確的管道數據作為風險識別和評估的基礎，管道建設期缺少規范的數據采集和驗收技術標準，造成部分關鍵數據不準或缺失。如工程施工數據和內檢測里程數據很難匹配，管道位置和設計資料偏差等都影響對管道的認知。

6、完整性管理隊伍建設亟待加強。由于管道完整性管理不同于傳統的管道管理，對相關人員要求具備一定的風險、材料、力學等方面的基礎知識，并熟悉管道工藝和日常管理，需要一支管道完整性評估和專業工程師隊伍。目前工程師專業化培養和考核方面存在許多不足，對所從事專業缺少系統的認知，數量、素質等還遠不能適應管道完整性管理業務發展的需要。對新建設管道評估發現，提高建設單位和施工人員完整性管理意識，對提升施工質量和管道本質安全有重要意義。同時，也要不斷提升企業管理者的意識，充分認知完整性管理的理念和價值，增強開展完整性管理的緊迫感，從要我干變為我要干，真正實現從被動式管理到主動式預防管理的轉變。◢

（作者：中國石油管道公司總經理）

2014年第6期（總第19期）