長輸油氣管道完整性管理技術研究

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我國經濟的發展推動了管道業的大力建設，在管道運行中，由于油氣具有易燃易爆等特點，且腐蝕、自然災害等各種風險都可能導致管道泄漏，引發較大的安全事故，帶來不良的社會影響，所以，管道的安全運輸是煉油與化工企業需解決的一大問題。管道完整性指的是管道的功能處于受控狀態，管道完整性管理指的是對任何影響管道安全運行的因素進行一體化完整，以保證管道的安全運行，通過對管道運行中可能面臨的風險，采取相應的技術進行識別、分析，并制定有效的對策，將風險控制在可接受范圍之內。長輸油氣管道完整性管理技術的應用，有助于提升管道的運行安全，降低風險的發生概率，實現管道的標準化管理。

1煉油與化工企業長輸油氣管道建設及管理現狀

油氣管道運輸的成本比較低，能夠連續性作業，在實際運行中方便管控，已經成為了油氣運輸的重要方式。我國的油氣管道建設起步比較晚，但是發展十分迅速，已經發展成為北油南運、西氣東輸、西油東進、海氣登陸的格局，在很大程度上推動了我國的經濟發展。目前，我國已經發展為世界上最大的油氣進口國之一，人均消費量也不斷上升，消費需求的增加，離不開龐大的儲運設施，我國的油氣骨干管網架構已經形成，但是仍有待完善。管網油氣儲備、運輸能力較低，并且遠遠低于發達國家的發展水平，管道建設存在較大的發展空間。長輸油氣管道在建設存在一定的問題：（1）未實現所有地區供應天然氣，還需提升天然氣管網的覆蓋面積；（2）輸配管網的建設相對較為落后，油氣儲存能力較低，特別是天然氣，儲存能力遠未達到國際水平；（3）管道的安全管理水平較低，存在較大的安全隱患，保障管網的安全運行是當前的一大問題。在煉油與化工企業長輸油氣管道管理中，安全管理問題較為突出。首先，在長距離管線施工中，部分人員存在僥幸心理，缺乏安全意識，沒有做好安全防范措施，導致安全事故頻發。同時，部分管理人員專業水平有待提升，導致管理水平較低。其次，管道安全管理過于形式化，甚至為了趕工期，而忽略了安全管理的重要性。缺乏完善的安全管理制度，導致執行力較低。最后，盜采現象較為嚴重，尤其是開孔盜采，會嚴重影響長輸油氣管道的正常運行，并且對管道安全管理產生較大影響。

2完整性管理技術發展現狀

20世紀70年代，發達國家在二戰后建設的油管存在較大的老化現象，導致事故頻發，在經濟的不斷發展下，能源需求量逐漸增加，亟需建設新管道。針對當下管道存在的問題，如何在合理利用的基礎上建設新管道是備受關注的一大問題。美國30年前為防止破壞管道的行為頒布了《管道安全法》，有關管道企業開始了管道完整性管理技術的研究，但存在一定的局限性，過于注重管道的檢修，未形成完善的體系。進入90年代后，完整性管理技術獲得了發展，人們逐漸意識到管道完整性管理的重要性，一些管道企業開始注重管道的安全、可靠性管理，并提出了管道完整性管理計劃，形成完善的完整性管理體系，在政府、企業、科研機構的合力下，有效推動管道完整性管理技術的發展。當前，國際上比較注重管內檢測，在科技的不斷發展中，建立了相應的評價標準，將研究重點放在體積型缺陷的完整性評價中。由于完整性管理技術是一項系統化技術，其中涉及多項內容，貫穿管道全生命周期的管理，框架較為復雜，所以，國際上并沒有形成統一認識，任何一個管道完整性管理系統都無法適用于所有的管道管理。我國的管道完整性管理技術正處于起步階段，其中最關鍵的內容是管道的可靠性評價，主要采取無損檢測技術，結合定量測量以及定性分析，明確缺陷的位置，預測管道剩余壽命，但是，這樣的安全性評價技術缺乏可靠性分析，未提出具體的措施，存在較大的局限性。在油氣管道業的不斷發展中，我國開始注重安全評價的研究，并取得較好的成果。在完整性管理中，風險評價是非常重要的一部分內容，但在風險評估中存在一定的主觀性和計算誤差，導致無法滿足實際要求。風險管理的主要目的的實現資源的優化配置，將風險控制在可接受范圍內，但我國還需繼續研究，以更好地適應我國的實際情況。我國部分單位由于發展需求已經開展了完整性管理技術的研究，例如，安全評價技術、風險評價技術等，主要以腐蝕危險為主，對體積型缺陷的失效類型進行研究。與發達國家相比，我國的管道安全完整性、系統性等較為落后，應結合實際國情，形成可靠的完整性管理技術，保障管道的安全運行，提升管道管理水平。

3煉油與化工企業長輸油氣管道實施完整性管理的必要性

煉油與化工企業長輸油氣管道開展完整性管理工作已經成為必然。一方面，完整性管理是管道建設的需要。管道運輸對經濟發展有著積極的促進作用，我國與發達國家相比存在較大的差距，若無法從管理層面提升管理水平，則無法滿足管道大力建設的需求；若無法全面了解材料、工藝的安全特性，過于注重經濟效益，則會引發各種安全事故，為了保證管道的安全運行，就需要采取先進的完整性管理技術，提升管道運行水平。另一方面，公眾和國家對管道安全的要求。油氣管道運輸關系著我國的經濟發展，與群眾的利益有著密切關系，一旦發生管道安全事故，不僅對影響國民經濟的發展，還會對人們的安全、心靈造成嚴重創傷，由此可見，實施完整性管理技術至關重要，如圖1所示，其中包含了完整性管理方案制定所包含的各種元素，并展示了整個生命周期中的邏輯關系，企業結合自身設計情況制定獨特的完整性管理方案，有助于實現管理目標。

4煉油與化工企業長輸油氣管道完整性管理的困難

在長輸油氣管道實行完整性管理中，存在一定的問題。首先，管道數據資料比較分散，存在丟失現象，數據收集難度較大。在管道完整性管理中，需要建立管道數據庫，構建統一的管理信息系統，建立數據共享平臺，而管道數據則是安全評價的重要資料之一，數據的不完整導致無法有效進行完整性管理。在完整性管理的前期，企業投入較高，必須建立規范標準，加大監管力度，并結合實際情況制定相應的完整性管理計劃。其次，人員管理難度較大，缺乏有效的管理手段，不利于激發員工的工作積極性，導致管理執行力較低。在實際管理中，管道完整性管理過于表面化，對安全管理的重視程度較低。最后，我國管道完整性管理與發達國家相比存在較大差距，在實施完整性管理時，應結合實際情況，積極開展可靠性評價、風險評估等研究，為管道完整性管理提供合理依據，進而保證管道的高效運行。

5煉油與化工企業長輸油氣管道完整性管理技術措施

5.1數據收集

在管道完整性管理中，數據收集貫穿整個過程，每一環節都會生產大量數據，篩選之后，將其錄入企業的數據庫。首先，初始數據的收集。在接管管道時，應先進行數據收集，其中包含參數數據，所有威脅管道完整性管理的數據，如運行、監控等數據資料。將初始數據集中在特定參數范圍之內，為之后的風險、完整性評估提供便捷。其次，不同環節的數據收集。在管道完整性管理中，應根據各階段管理目標收集相應的數據，從設計、施工、生產、運行等多個環節著手，收集相應的資料，并收集管道環境、企業管理等相關數據，保證數據的真實性。最后，在管道完整性管理中，若之后的高后果區識別、風險評估等環節產生數據，應有選擇性地收集數據，將其補充進數據庫，在完整性管理技術的應用中，產生的所有數據都可以加入歷史數據庫內。

5.2高后果區識別

高后果區指的是管道泄漏會危及的區域，高后果區是風險評估、完整性評價的重要管段，應在該管段上應用完整性管理技術。高后果區分為三個級別，1級至3級的影響程度分別從輕至重，高后果區的位置不是固定的，當環境、人口發生變化時，其位置也會隨之改變，所以，應定期更新數據內容。確定高后果區之后，需要注意多個高后果區交叉產生的影響；考慮管道附屬設施產生的影響；明確哪一種程度的泄漏會對高后果區造成影響。在確定潛在影響區域之后，應考慮管道運行的壓力、溫度等；考慮油氣運輸泄漏造成的后果；考慮管道高后果區的地理環境；考慮油氣泄漏后的對應措施；高后果區的應急水平；可能泄漏的提及量。加深對高后果區的了解，可以幫助企業更好地進行風險評估，通過建立高后果區數據庫，在常規性的風險評估中更新數據庫信息。

5.3風險評估

風險評估是管道完整性管理的重要內容，主要是進行風險預測，識別危險因素，并提出可靠的對策。風險評估貫穿于整個管道完整性管理中，并在部分環節有所側重，風險分析是一項系統性的工作，通過預測惡性事件的發生可能性，識別其中的風險因素，其目的是對風險的大小進行排序，并采取有效的預防措施，規避和降低風險。首先，識別威脅性因素。在長輸管道風險評估中，先識別各種威脅因素，并用于風險評估中，風險評估是將所有的危險信息進行整合，避免風險的發生，管道潛在的威脅除了已識別的失效模式之外，還應重視未識別的新失效形式。其次，通過風險評估能夠定位風險的位置以及大小，但僅僅依靠它無法說明具體的風險，應由專門人員對各種數據以及評估的結果進行審查。最后，缺陷評估，在管道的設計、施工、運行等所有環節，都可能存在缺陷性，所以，缺陷評估也是管道完整性管理中的重要環節。在缺陷評估中，斷裂力學是其重要基礎，通過結合評估有關信息，決定是否進行修理或者更換，或者根據評估結果決定再檢時間間隔。

5.4基線評估

基線評估主要是結合風險評估結果，制定失效風險目錄，以此進行完整性評估，其中比較注重靜水壓試驗、內檢測。通過結合每一個管段的實際情況，明確相應的檢測技術，每一個肯恩個影響高后果區的管段，都應進行基線評估。基線評估計劃應識別所有需評估的管段；描述檢測方法，包括檢測技術、工具等；確定檢測時間，制定詳細的時間表?；€評估計劃應從管道的運行條件、評估的類型、現場處理等多方面考慮，在評估過程中，需要準備風險評估資料和結果，高后果區評估方法，評估時間表。定期審查基線評估計劃，及時更新方案，促使更新的主要事件包括：發現新的威脅；風險評估結果明顯變化；出現新技術，且能夠提供更好的評估結果；出現新高后果區，且需在特定時間內重新進行基線評估。

5.5完整性評估

完整性評估依據基線評估計劃表進行評估，主要包括3種方法。（1）管道內檢測。指的是清管器工具沿著管道運行，檢測其運行條件；（2）壓力測試。指的是對管道施壓，當達到承壓上限或者一般水平時，測試管道的壓力強度，通常使用水壓測試；（3）直接評估法。該方法是一種結構化的方法，主要對潛在問題區域進行識別。在評估期間，應記錄方法和過程，通常情況下，需要多種評估方法才能夠識別威脅，管道完整性評估應根據計劃的間隔進行，通過整合數據進行分析，排序管段的優先等級，以此判斷是否需要再次評估。一旦出現異?，F象，應先對異常的管段進行評估，在評估的整個過程中，都應進行數據備案。在完整基線、完整性評估后，應明確再次評估的間隔。對于影響高后果區的管段，應定期再次評估。當確定再評估間隔后，應持續記錄數據，便于之后開展完整性評估。最后應制定總結報告，其中包含威脅類型、風險和完整性的評估過程與結果、減緩計劃、時間間隔。

5.6維修與減緩計劃

當發現管道缺陷或者威脅因素時，則需要制定維修或風險減緩計劃。首先，管道維修。嚴格按照標準規范進行，或使用科學的維修技術，更換管道，修復涂層，優先排序這些活動，并制定具體的執行計劃。其次，對維修預防性技術進行評價。預防性技術有陰極保護、注入緩蝕劑、管道清理等，對于內外腐蝕、第三方破壞等造成的失效威脅，通過應用預防性技術能夠有效消除或者減輕威脅。由于維修活動無法完全消除潛在的威脅，所以，預防性計劃顯得格外重要，在實施風險減緩計劃時，應收集活動數據，將其與之間數據進行整合，通過分析，風險評估的結果會發生變化。在管道修復期間，應保證人員的安全，維修的主要目的恢復運行，若維修效果不佳，則需要降低運行條件。

5.7變更管理

所有影響管道完整性管理的因素應記錄下來，并采取變更管理，以適應新的變化。變更管理指的是制定計劃對變更產生的影響進行管理，其中包含審查、批準、備案等內容，每一個環節的無效管理都會產生較大影響，在變更前后，應及時識別，并采取相應的計劃。觸發變更的主要因素包括：增刪管道設備；管道運行條件發生辯護；人員變更；方案變更等。在變更管理中，需要注意的是，對于人員的變更，應對新員工進行培訓，或者認定資質；及時記錄，保證信息的連續性；對于完整性管理的全部數據信息，應做好維護工作，便于對各部門承擔的業務變化進行管理。

6管道完整性管理的應用前景

在管道完整性管理技術的推廣中，完整性管理逐漸朝向業務驅動方向轉變，煉油與化工企業正借助完整性管理技術構建規范化的現代化管理模式，制定系統性的管理計劃，有效提升管道管理的高效性。完整性管理技術的應用能夠滿足企業的多方面需求，在安全管理、風險防控的基礎上，實現了管道完整性管理，大大降低了管道運行成本，保障了管道的運行安全性，促進管道管理水平的提升。在煉油與化工企業長輸油氣管道管理中，完整性管理技術的應用實現的上下貫通，從策劃、填報數據等多個方面融會貫通，實現管理業務的支撐，在業務信息的關聯下。實現風險閉合管控，并為計劃制定提供合理的依據、科學的手段，實現管道全生命周期的管理，并且為管道的日常管理工作提供便捷。在管道完整性管理中，需求不斷變化，在這樣的狀態下，完整性管理系統不可能一勞永逸，因此，管理人員應不斷升級、優化系統，擴展系統的功能。由此可見，在之后的工作中，完整性管理系統會朝著系統與生產管理、項目管理之間的關聯性發展，以及后臺數據的處理功能，從而實現信息共享與業務集成，有效推動長輸管道的穩定運行。

7結語

管道完整性管理是當前比較先進的管道管理方法，在煉油與化工企業中的應用十分有必要。本文結合國內外完整性管理技術現狀，簡單說明了長輸油氣管道完整性管理的流程，從數據收集、高后果區識別、風險評估、基線評估、完整性評估、維修與減緩計劃、變更管理等多個方面，對管道完整性技術的應用進行闡述，為企業制定管道完整性管理計劃提供相應的參考。

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作者:紀承祖 單位:中國石油化工股份有限公司金陵分公司