管道完整性管理

摘 要：实践证明通过对管道建设、运营情况的分析,结合管理的需要,从管道可研、设计到建设及运营等方面进行了论述,提出了管网公司开展完整性管理的必要性,并就如何开展完整性管理及完整性管理的内容进行了论述,达到对管道管理的进一步优化、增效、提高综合经济效益的多目标趋向,解决了提高管道运行寿命的目的,为管网公司完整性管理工作的开展提供了决策参考.

关 键 词 ：管道安全；完整性管理；实施内容

中图分类号：P751 文献标识码：A

20世纪70年代,欧美等工业发达国家在二战以后兴建的大量油气长输管道已进人老龄期,各种事故频繁发生,造成巨大经济损失和人员伤亡,如2000年8月,在新墨西哥州的Carlsbad一输气管道由于内腐蚀破坏,导致管子断裂并随后引起爆炸,导致12人死亡.美国率先借鉴风险分析技术来评价油气管道的风险性,逐步发展成为今天的完整性管理技术.并制定了H.R.3609《2002管道安全改进法》等多部涉及管道完整性管理的法律法规,明确规定了管道运营商要在管道高后果区实施管道完整性管理.

1完整性管理的内涵

管道完整性是指管道始终处于安全可靠的工作状态；管道在物理上和功能上是完整的,管道处于受控状态；管道运营商已经采取了措施,并将不断采取行动防止管道事故的发生；管道完整性是与管道的设计、施工、运行、维护、检修和管理的各个过程密切相关的.

2完整性管理的实施内容

管道完整性管理主要包括以下几个方面：（1）拟定工作计划、工作流程和工作程序文件.（2）进行风险分析和安全评价,了解事故发生的可能性和将导致的后果,指定预防和应急措施.（3）定期进行管道完整性检测与评价,了解管道可能发生事故的原因和部位.（4）采取修复或减轻失效威胁的措施.

借鉴国内外完整性管理实践经验,结合管网公司实际情况,有必要开展如下几个方面的工作：

2.1完整性管理制度建设

制度是实施完整性管理的基础.完整性管理的理念需通过管理制度进行贯彻,完整性管理工作内容、流程和要求须通过管理制度进行明确、规范.建设与公司实际情况紧密结合的完整性管理制度,并定期对其进行评价和修订以适应公司情况的变化是开展完整性管理的重要原则之一.

2.2完整性管理平台建设与应用

完整性管理涉及管道本体、防腐、自控、通讯等专业的建设、检查与检测、运行与维护等多个方面,产生的数据类型繁多,数据量庞大.为便于数据的管理和维护,并为适用性评价、风险评价、完整性评价、预防性维护、应急管理等工作的开展提供数据支持,实现事故的提前预控,实现可视化的完整性管理,应在管网公司数字化管道系统内建设功能完善的完整性管理平台.

完整性管理平台的难点不在于平台开发,而在于平台的推广应用.建议在平台建设与应用上采取如下原则：（1）应用界面尽量简洁实用,增加系统存储数据的关联性,便于查找、统计和分析.（2）应与管理流程紧密结合,应尽量通过系统进行相关审批,实现审批的无纸化、网络化.（3）配置便于现场使用的移动终端,实现管道线路和站场数据采集的无纸化、网络化和现场化.（4）采取先试点,后推广的原则.

2.3建设期管道完整性管理

国外在建设期就开展管道完整性管理的理念已有多年,AE在其出版的《管道设计与施工》中,明确要求管道设计路由选择的基本要求是经济成本与管道完整性等,要求结构设计等都要经过风险分析,确认是否安全的环节；国际大型管道项目,依据有关的标准和法规,以完整性管理的理念在设计和建设的不同阶段进行不同范围和不同深度的评估,根据评估结果提出的建议,在设计和建设中落实,以减少项目在运行过程中因设计原因产生的隐患.

首先应在预可研阶段就明确管道的安全管理策略、可接受安全指标和经济投入等基本问题,根据基本策略,按照今后完整性管理需求,即安全、经济的要求确定管径、壁厚、压力、材质、路由等.

在初步设计阶段,应按照完整性管理的思路开展设计,即以管道应少通过高后果区、避免运行中的高风险因素等为基础进行数据采集和设计,设计方案应进行高后果区评价和风险评价,设计方应根据评价结果进行设计更改.

在施工和投产等环节,应考虑对今后管道安全的影响,整个环节应考虑管道的可检测性、可评价性和可维护性.管道内检测、外检测等基线评价应作为新建管道的重要环节.

在整个管道的建设期,开展完整性管理应遵循如下原则：（1）建设期管道完整性管理应贯穿于预可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计、施工、投产试运、竣工验收的全过程.（2）应将完整性管理的理念、要求作为管道建设各阶段技术方案优化、决策的依据之一.（3）风险评价应是建设期管道完整性管理的重要环节.（4）应保证建设期管道数据的真实、准确、完整.

2.4运营期管道本体完整性管理

《压力管道定期检验规则-长输管道》、《石油天然气管道安全规程》等标准和规程要求新建管道应在投产的3年开展基线检测与评价,有学者提出将内检测法的基线评价将作为鉴定管道质量和管体完整性基础状态的重要环节,从而成为管道建设的关键环节.

结合管网公司实际情况,需要尽快开展如下几个方面的工作：（1）干线管道内检测和站场工艺管道的导波检测,全面掌握管道本体状况,为本体完整性管理的开展提供基础.（2）在管道检测的基础上开展管道缺陷评价和缺陷修复工作,并逐步开展管道完整性评价.（3）建立管网公司的管道完整性评价系统,主要包括评价计算所需的高性能计算机和仿真分析软件如ANSYS、ABAQUS等及专业评价软,结合管道实际工况、所面临的风险因素等建立完整性评价模型.

2.5运营期防腐有效性完整性管理

腐蚀是管道面临的主要风险因素之一.据统计,美国在1990-2005年的管道事故中,腐蚀导致的事故占比为22.5%,其中管道内腐蚀占比为12.5%,管道外腐蚀占比为10.3%；1970年～2004年欧洲输气管道事中,腐蚀占总数的15.1%；前苏联1981-1990年期间因腐蚀造成的事故,占全部事故的39.9%,居该国输气管道事故原因的首位. 结合管网公司实际情况,需要尽快如下几项工作：（1）进一步完善腐蚀管理的有关制度和要求,实现防腐数据采集、分析和设施管理的制度化和周期化.（2）开展腐蚀环境调查.（3）尽快开展杂散电流的测试和整治.（4）在典型站场开展管道内腐蚀监测,了解管道内腐蚀情况.（5）在杂散电流干扰严重区域开展腐蚀挂片对比分析研究,以了解、掌握阴保、防腐层、杂散电流等因素对管道腐蚀的影响.

2.6运营期地质灾害和周边环境完整性管理

外力破坏是造成管道失效的重要风险因素.据统计,美国在1990-2005年的管道事故中,外力导致的事故占事故总数的39.6%；1970年至2004年欧洲输气管道事中,由第三方引起的外部干扰约占事故总数的49.7%.

根据管网公司实际情况,建议开展如下几个方面：（1）定期开展第三方破坏、地质灾害风险评价,全面掌控管道沿线的第三方破坏和地质灾害风险,并根据其主要影响因素采取有针对性的措施.（2）定期开展埋深测量和“三桩”纠偏.（3）在地质灾害高风险点开展地质灾害监测试点.

2.7运营期站场设备设施完整性管理

对于站场设备设施来讲,其风险是主要由设计不合理、维修维护不当和误操作等因素导致.因此,建议在已开展建设期站场HAZOP分析的基础上开展如下几个方面的工作：（1）建立站场作业指导书,对站场日常作业进行规范,实现站场所有常规作业只有“规定动作,没有自选动作”.（2）开展站场工艺管道沉降监测和沉降影响评价.（3）开展站场安全仪表安全完整性分级、基于风险的检测和维护方面的研究.

结语

实践证明完整性管理是管道行业行之有效的管理模式,是确保管道安全的重要手段.管道完整性管理反映了当前管道安全管理从单一安全目标发展到优化、增效、提高综合经济效益的多目标趋向.

实践证明,如下几个方面在完整性管理的实施和推广中发挥重要作用：（1）制度是完整性实施的保障,完善的管理制度为完整性管理工作的开展提供了依据和准则.（2）完整性管理平台及其有效使用是完整性管理的重要支撑.完整性管理平台为全面收集、存储、整合管道建设、运营各阶段的涉及完整性管理的各种数据提供了支持；数据的完整性和准确性将直接影响风险评价、完整性评价等结果的可信度和量化程度.（3）有效开展建设期管道完整性管理将能够从本质上保证管道的安全运行,提高管道的可检测性、可评价性和可维护性,为运行期的完整性管理奠定基础.