陳建民

中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司

隨著全國(guó)油氣管道隱患整治逐步深入，安全隱患較為嚴(yán)重的部分老管線被停輸封存，所承擔(dān)的原油輸送將由復(fù)線承擔(dān)。復(fù)線需要重新核定管道運(yùn)行壓力，但由于自身?xiàng)l件限制，沒有開展內(nèi)檢測(cè)，管道的腐蝕狀況無法定量描述。采用外檢測(cè)的手段，不能保證檢測(cè)出所有的缺陷。輸送能力究竟下降多少，無法確定。管道提壓輸送存在較大的泄漏風(fēng)險(xiǎn)。在輸送介質(zhì)不變、停輸時(shí)間有限的情況下，開展壓力試驗(yàn)成為核定運(yùn)行壓力的唯一手段。

1 壓力試驗(yàn)可行性分析

GB50253《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50369《油氣長(zhǎng)輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、GB / T16805-2009《液體石油管道壓力試驗(yàn)》及GB 32167-2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》均對(duì)管道耐壓試驗(yàn)有規(guī)定。管道耐壓試驗(yàn)被管道完整性管理作為內(nèi)檢測(cè)、外檢測(cè)之外的又一種試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，直接、簡(jiǎn)單、效果明顯。但由于受管道試壓介質(zhì)置換和停輸時(shí)間限制的影響，以前在國(guó)內(nèi)很少采用。進(jìn)行壓力試驗(yàn)前應(yīng)開展以下工作：

（1）試驗(yàn)管段。主要依據(jù)輸油工藝運(yùn)行參數(shù)，結(jié)合管道壁厚、沿程高差、截?cái)嚅y、穿跨越工程位置等因素確定。首先考慮壁厚小的、輸送壓力大的管線，如出站段管線。其次考慮全線試壓。為減少停輸次數(shù)及便于巡護(hù)人員集中巡護(hù)，可幾段同時(shí)試壓。

（2）風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判。水壓試驗(yàn)通常在新建管道或停輸封存的管道上采用。壓力試驗(yàn)是在運(yùn)行的管道上實(shí)施，有可能出現(xiàn)管道泄漏情況，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。停輸時(shí)間超過有關(guān)規(guī)定會(huì)造成凝管，或不能按期完成輸油任務(wù)。對(duì)此要進(jìn)行分析論證，并采取必要的管控措施。

（3）試驗(yàn)壓力。根據(jù)《液體石油管道壓力試驗(yàn)》規(guī)定，最高試驗(yàn)壓力按設(shè)計(jì)壓力的1.25倍確定。

（4）試驗(yàn)介質(zhì)。根據(jù)《液體石油管道壓力試驗(yàn)》規(guī)定，結(jié)合試驗(yàn)管段沒有經(jīng)過大中河流、人口稠密區(qū)及穿越鐵路（穿越公路管段近期進(jìn)行了改造），最終確定帶油試壓。打壓時(shí)的注入介質(zhì)是站內(nèi)消防水。由于管線停輸后管道內(nèi)充滿原油，因此注水上壓的時(shí)間可控。

（5）泵的選擇。為防止試驗(yàn)過程中管道壓力過大，可依據(jù)試壓管道的管徑和規(guī)定的試壓時(shí)間，選擇排量為4～10m3的小排量注入泵。

2 某原油管線壓力試驗(yàn)

2.1 管道基本情況

某原油管線1996年9月開工建設(shè)，1998年9月建成投產(chǎn)，全長(zhǎng)156km，材質(zhì)為S360、S415螺旋焊縫鋼管，管道防腐為采用石油瀝青玻璃絲布及環(huán)氧煤瀝青，外加電流陰極保護(hù)。全線設(shè)A站、C站、E站。A站—C站段管徑為Φ630，C站—E站段管徑為Φ711。2002年增輸改造新建了B站和D站，輸量達(dá)到每年1800×104噸。迄今已運(yùn)行18年。

自2009年以來，管道多次發(fā)生腐蝕泄漏及幾次爆管，后采取降低輸量和壓力運(yùn)行，本體安全狀況較差。2011年后，企業(yè)加大投入，加強(qiáng)檢測(cè)，重點(diǎn)對(duì)管道補(bǔ)口、淺埋、鋼套管、固定墩、河流穿越段、陰極保護(hù)等存在的問題及缺陷進(jìn)行了較全面的整治，情況有所好轉(zhuǎn)。

2.2 壓力試驗(yàn)綜述

某原油管線壓力試驗(yàn)分布狀況如下圖所示:

2#閥室～C站、3#閥室～D站及4#閥室～E站等3個(gè)管段未安排壓力試驗(yàn)，主要因?yàn)檫@三個(gè)管段均屬于進(jìn)站方向的管段，輸送壓力相對(duì)較低，風(fēng)險(xiǎn)較小。

（1）編制試驗(yàn)、應(yīng)急、特別巡護(hù)及搶修方案，并通過專業(yè)審查。

（2）試壓泵現(xiàn)場(chǎng)安裝連接注入管線（一般注入點(diǎn)選擇在收發(fā)球筒放空點(diǎn)）；巡護(hù)車輛、人員進(jìn)入各自巡護(hù)點(diǎn)；搶修人員、物資（包含處置溢油的物資）、機(jī)具設(shè)備（含封堵設(shè)備）、車輛（含單斗、混凝土破拆用“啄木鳥”）進(jìn)入管線附近并待命；啟動(dòng)試壓泵，逐級(jí)升壓至最高試驗(yàn)壓力，做好試壓記錄；按方案要求穩(wěn)壓至試壓結(jié)束。升壓期間如發(fā)生泄漏，應(yīng)盡快完成搶修并恢復(fù)管道運(yùn)行。

（3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)及泄漏情況見下表。

通過3次壓力試驗(yàn)，最高運(yùn)行壓力由試驗(yàn)前的3.8MPa升至4.5MPa，A站出站可提至4.8MPa。

2.3 特別巡護(hù)

試驗(yàn)期野外及空曠區(qū)域2人/km，重點(diǎn)管段1人/100m，人口密集區(qū)域、重大隱患點(diǎn)設(shè)專人監(jiān)護(hù)。巡線人員試驗(yàn)期間在管道一側(cè)徒步巡護(hù)，不留死角；駐點(diǎn)人員每間隔半小時(shí)對(duì)設(shè)施及管道巡查一次。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)告知

試驗(yàn)前向管道穿越大棚區(qū)、隱患點(diǎn)、占?jí)簢?yán)重等管段沿線印發(fā)告知書，將方案報(bào)備地方管道主管、安全監(jiān)管、環(huán)保部門。

2.5 應(yīng)急搶險(xiǎn)

成立壓力試驗(yàn)應(yīng)急搶險(xiǎn)指揮部，提前聯(lián)系好社會(huì)應(yīng)急資源24小時(shí)待命。一旦試驗(yàn)壓力出現(xiàn)異常變化確認(rèn)管道泄漏，立即停止注入并下達(dá)搶修指令，搶修隊(duì)趕赴泄漏點(diǎn)查看，同時(shí)調(diào)集應(yīng)急資源進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)展開搶險(xiǎn)。

搶修完畢，及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)廢棄物和污染物進(jìn)行妥善處置。

3 問題探討

（1）壓力試驗(yàn)過程可能發(fā)生的泄漏量分析。泄漏量大小與試壓管段的高程差變化、密封結(jié)構(gòu)、缺陷失效形式及試壓泵的排量等4個(gè)因素相關(guān)。具體來說，對(duì)高程差變化明顯的管段，首先要考慮高程變化對(duì)泄漏的影響。試壓管段密封結(jié)構(gòu)屬于完整的一套壓力容器，局部瞬間泄漏，理論上講泄漏量應(yīng)不大于注入量。腐蝕缺陷發(fā)生的泄漏，泄漏量不大。螺旋焊口開裂會(huì)出現(xiàn)泄漏，泄漏量大小取決于進(jìn)入管內(nèi)的空氣量，但埋地環(huán)境下空氣進(jìn)入量有限。試壓泵排量大小與泄漏量密切相關(guān)，使用小排量試壓泵試壓時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理選擇。

（2）壓力試驗(yàn)過程的輸油工藝分析。試壓管段的油品物性對(duì)試壓時(shí)間長(zhǎng)短有重要影響，對(duì)粘度大、凝點(diǎn)高的油品，應(yīng)考慮采取降凝降粘措施。如有條件，可儲(chǔ)備一定數(shù)量的低凝油品用于壓力試驗(yàn)。考慮到搶修人員安全，用于壓力試驗(yàn)的油品應(yīng)不含或少含硫化氫成分。

（3）河流段管道壓力試驗(yàn)分析。依筆者幾十年經(jīng)驗(yàn)看，除地震、泥石流、洪水等自然災(zāi)害影響外，管道穿越河流段發(fā)生泄漏的概率幾乎為零。因?yàn)楹恿鞫喂艿缽脑O(shè)計(jì)、施工等方面要比一般地段的管道高一個(gè)等級(jí)，管道壁加厚，焊接、無損檢測(cè)采用最高等級(jí)。其次，水下管道陰極保護(hù)效果極佳，管道腐蝕很小。第三，對(duì)河流段管道改造取出的舊管道檢查發(fā)現(xiàn)，管體幾乎完好如初。建議對(duì)大中型河流段管道免去壓力試驗(yàn)環(huán)節(jié)，或用水置換油后單獨(dú)試壓。對(duì)穿越小型河流、溝渠等管道，在風(fēng)險(xiǎn)可控情況下，可連同其他段管道一起進(jìn)行整體壓力試驗(yàn)。

（4）穿越鐵路公路管道壓力試驗(yàn)分析。穿越鐵路、公路管道設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)高于一般地段，但陰極保護(hù)效果不如河流段管道，可能存在陰極保護(hù)死角，會(huì)產(chǎn)生局部腐蝕。試壓前應(yīng)對(duì)穿越段整體進(jìn)行管體檢測(cè)和防腐層維修。

（5）解決停輸時(shí)間與試壓時(shí)間矛盾。受油品物性、季節(jié)因素以及輸油生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行的影響，對(duì)停輸時(shí)間會(huì)有不同限制，這與GB 32167-2015規(guī)定的嚴(yán)密性試壓持續(xù)時(shí)間24小時(shí)存在矛盾。可以嘗試“壓力換時(shí)間”，即將試壓壓力從規(guī)定運(yùn)行壓力的1.25倍提至更高一級(jí)，相應(yīng)減少所規(guī)定的試壓時(shí)間。

（6）處理試壓壓力不穩(wěn)定問題。當(dāng)發(fā)生此類問題時(shí)，可能存在管道腐蝕等因素導(dǎo)致微泄漏、截?cái)嚅y不嚴(yán)以及打孔盜油等情況。試驗(yàn)可以繼續(xù)進(jìn)行，調(diào)節(jié)泵排量，穩(wěn)住壓力，達(dá)到規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)。待試壓完成后再查找泄漏原因。

（7）干線截?cái)嚅y能否用于壓力試驗(yàn)。干線截?cái)嚅y一般采用球閥，生產(chǎn)制造工序中有壓力試驗(yàn)環(huán)節(jié)，但試壓時(shí)間有限。根據(jù)球閥結(jié)構(gòu)及所具備的功能分析，能夠承擔(dān)試壓任務(wù)，但前提是管道沒有發(fā)生瞬間泄漏，因?yàn)樗查g泄漏可能造成閥密封損傷。干線截?cái)嚅y可有條件的用于管道壓力試驗(yàn)，且管道試驗(yàn)壓力不宜過高，建議不大于截?cái)嚅y額定壓力的75%。

4 結(jié)論

（1）測(cè)試出了管道輸送能力，實(shí)現(xiàn)了輸量增加。

（2）管道運(yùn)行得到改善，泵的可調(diào)范圍加大，與輸量合理匹配。

（3）為老管線隱患整治提供了支持，降低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

（4）及時(shí)發(fā)現(xiàn)處置了管道本體上存在的嚴(yán)重缺陷及盜油孔閥門。

（5）為老管線推行完整性管理及安全評(píng)估提供了技術(shù)支持。

作者：陳建民， 1985年畢業(yè)于中國(guó)石油管道學(xué)院線路工程專業(yè)，公司管道專家，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事管道工程與管理工作

《管道保護(hù)》2016年第6期（總第31期）