天然氣工藝管道完整性管理

吳建業(yè)

【摘? 要】文章主要是分析了天然氣管道事故的原因，同時(shí)講解了管道完整性的概念以及流程，最后提出了可行性的解決措施，望能為有關(guān)人員提供到一定的參考和幫助。

【關(guān)鍵詞】天然氣長(zhǎng)輸管道;完整性;管道管理

引言

天然氣長(zhǎng)輸管道完整性是當(dāng)前我國(guó)較為先進(jìn)的管道管理措施，其的日常監(jiān)測(cè)難度較高，一旦發(fā)生泄漏等的情況，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的事故，從而造成經(jīng)濟(jì)的損失。而管道的完整性管理能有效對(duì)管理的安全進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，有效降低到發(fā)生事故的機(jī)率，確保到其的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.天然氣管道事故的原因

2006年1月，四川省某輸氣站因天然氣管道泄漏釀成爆炸慘案，造成10人死亡、5人重傷、60人輕傷的重大事故，爆炸的管段長(zhǎng)度近100m，造成管道泄漏的原因是管線螺旋焊縫腐蝕破壞; 2007年4月 北京海淀區(qū)地下天然氣管道也因?yàn)樾孤┲率咕伦鳂I(yè)的2名工人中毒死亡，泄漏的原因?yàn)楣艿纼?nèi)腐蝕造成管壁穿孔。有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)國(guó)內(nèi)近年來106起天然氣管道事故的調(diào)查研究表明，由人為的外來?yè)p傷引起的占66%，由氣候或者地質(zhì)等外來?yè)p傷造成的占10%，因焊接、施工、材料和安裝等缺陷造成的占8.5%，因管理不當(dāng)或者違規(guī)操作引起的占6.5%，因內(nèi)外腐蝕和應(yīng)力腐蝕等造成的占4%，因材料老化和其他原因造成的占5%。由此可知，上述幾種 因素都是造成天然氣管道事故的主要原因。天然氣在輸送過程中由于周邊環(huán)境變化無常，其完整性呈不斷下降的趨勢(shì)，當(dāng)下降到一定程度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)管道安全事故。

2.天然氣管道完整性管理

2.1管道的完整性管理概念

管道的完整性管理是指管道公司根據(jù)影響管道安全的因素的變化情況，對(duì)管道運(yùn)營(yíng)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別并采取一定的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)，并制定相應(yīng)的應(yīng)急措施，使得風(fēng)險(xiǎn)處于可控狀態(tài)。運(yùn)用檢驗(yàn)、監(jiān)測(cè)等方式來獲取管道完整性相關(guān)信息，對(duì)主要的威脅因素進(jìn)一步進(jìn)行檢測(cè)，并評(píng)估管道的適應(yīng)性，使得管道運(yùn)營(yíng)保持持續(xù)改進(jìn)的狀態(tài)，達(dá)到預(yù)防與減少管道事故的發(fā)生，確保管道運(yùn)營(yíng)的安全可靠。

2.2管道完整性管理流程

天然氣管道完整性管理的流程包括辨識(shí)潛在危害、收集管道數(shù)據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、管道完整性評(píng)價(jià)和采取的減緩和響應(yīng)措施。

（1）辨識(shí)潛在危害。國(guó)際管道委員會(huì)PRCI根據(jù)對(duì)天然氣管道事故的發(fā)生原因進(jìn)行分析，按照與時(shí)間無關(guān)、與時(shí)間有關(guān)和靜態(tài)等劃分依據(jù)將產(chǎn)生的原因分為9類：內(nèi)腐蝕、外腐蝕、應(yīng)力腐蝕、不正確操作、制造相關(guān)缺陷、設(shè)備、焊接或制造相關(guān)、天氣原因或外界影響和第三方或機(jī)械損傷等，可以根據(jù)這些潛在的危害類別來辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)因素。

（2）收集和分析管道的信息與數(shù)據(jù)。根據(jù)收集.到的管道的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行整理分類，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。一般包括建設(shè)期數(shù)據(jù)、運(yùn)行期數(shù)據(jù)、管道材料數(shù)據(jù)、檢查數(shù)據(jù)等。

（3）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。根據(jù)收集到的管道相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)可能使管道失效的風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)事件進(jìn)行辨識(shí)，并采取一定的評(píng)估方法來判斷事故發(fā)生的概率及嚴(yán)重程度。然后匯總各段管道得出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將最終結(jié)果進(jìn)行排序，并針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高部分管道采取相應(yīng)的管道完整性管理的維護(hù)措施。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法主要有定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法、半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法和定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法目前主要采用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)矩陣，按高、中高、中和低風(fēng)險(xiǎn)來分級(jí)，該方法較為粗略，但可以快速將風(fēng)險(xiǎn)排序。半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法是以風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為參照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)方法，可以有效地解決在定量分析中數(shù)據(jù)缺乏的難題;定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法也稱PRA法，將失效后果及概率代入計(jì)算公式中求出管道的總風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值。該方法較為復(fù)雜，需要大量的數(shù)據(jù)來支持。

（4）完整性評(píng)價(jià)。完整性評(píng)價(jià)是管道完整性管理的核心流程。其主要內(nèi)容包括管道本體、站場(chǎng)設(shè)施和儲(chǔ)氣庫(kù)等完整性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的工作主要有管道的適用性評(píng)價(jià)、站場(chǎng)設(shè)施的故障診斷、防腐涂層的有效性評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害和地震的評(píng)估等。完整性評(píng)價(jià)是個(gè)綜合性較強(qiáng)的評(píng)價(jià)過程，根據(jù)辨別出來的危險(xiǎn)因素來選用完整性評(píng)價(jià)方法。而完整性評(píng)價(jià)方法較多，目前運(yùn)用較多的主要有直接評(píng)估、壓力測(cè)試和管道內(nèi)檢測(cè)等完整性評(píng)價(jià)方法。直接評(píng)估一般包括對(duì)管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)估ICDA、管道外腐蝕直接評(píng)估ECDA和管道應(yīng)力腐蝕直接評(píng)估SCCDA等，根據(jù)腐蝕的程度來判斷其增長(zhǎng)率，然后根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)信息對(duì)其腐蝕的減緩措施及修復(fù)方法。壓力測(cè)試就是管道安裝檢驗(yàn)的常規(guī)方法，主要是通過一定時(shí)間內(nèi)的壓力差來判斷管道是否發(fā)生滲漏現(xiàn)象。管道內(nèi)檢測(cè)是利用先進(jìn)的設(shè)備在管道中運(yùn)行來監(jiān)測(cè)和記錄管道內(nèi)的金屬損失、缺陷或者變形等情況。檢測(cè)管道內(nèi)外腐蝕引起的金屬損失方法主要有超聲壓縮波檢測(cè)、橫向磁通檢測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)分辨率漏磁檢測(cè)、超聲剪切波檢測(cè)和高分辨率漏磁檢測(cè)等，其中橫向磁通檢測(cè)和超聲剪切波檢測(cè)也可以用來檢測(cè)管道應(yīng)力腐蝕的裂紋。除此之外，還可以運(yùn)用第三方和機(jī)械損壞的金屬缺陷和管徑測(cè)量方法。

（5）管道應(yīng)急響應(yīng)和減緩措施。管道管理公司應(yīng)根據(jù)完整性評(píng)價(jià)的結(jié)果，對(duì)腐蝕較為嚴(yán)重的部位采取修復(fù)或者減緩的措施以消除管道運(yùn)行不安全隱患，從而消除對(duì)管道完整性影響較大的危險(xiǎn)因素，確保管道運(yùn)營(yíng)的有效性與完整性。

3.完善我國(guó)天然氣管道完整性管理的建議

近年來，我國(guó)的天然氣管道建設(shè)進(jìn)程加快，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，將來還需要鋪設(shè)大量的天然氣管道。而目前國(guó)際上先進(jìn)的天然氣管道管理方法就是管道完整性管理，做好管道完整性管理可以有效地降低管道安全事故的發(fā)生概率，確保管道系統(tǒng)的安全可靠。我國(guó)也先后頒布了相關(guān)的完整性管理標(biāo)準(zhǔn)，并著手對(duì)檢測(cè)技術(shù)和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行深入的研究。但目前我國(guó)的管道完整性管理水平與國(guó)際上對(duì)比差距還較大，還需要對(duì)以下三個(gè)方面進(jìn)行完善與提高：一是對(duì)管道完整性管理的范圍進(jìn)行明確，結(jié)合國(guó)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，加快構(gòu)建我國(guó)管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)體系，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和管理標(biāo)準(zhǔn)體系。加快對(duì)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建立，使得管道完整性管理變得有法可依。根據(jù)目前我國(guó)的不同地區(qū)、不同時(shí)期的管道情況制定對(duì)應(yīng)的分階段、分層次的完整性管理計(jì)劃，嚴(yán)格按照計(jì)劃進(jìn)行完整性管理。二是在新的管道設(shè)計(jì)階段，應(yīng)對(duì)管道的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行安全評(píng)價(jià)、安全預(yù)評(píng)價(jià)和安全驗(yàn)收等控制，使得新管道的設(shè)計(jì)合理與可行。對(duì)于新建的大型管道工程，在已有的管道設(shè)計(jì)和管道安裝工程驗(yàn)收等安全評(píng)價(jià)的前提條件下，對(duì)管道運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，及時(shí)地對(duì)基線進(jìn)行評(píng)價(jià)，嚴(yán)格按照經(jīng)過審批的完整性管理計(jì)劃進(jìn)行管道管理，使得管道管理水平不斷提高。三是積極研究管道完整性評(píng)價(jià)軟件技術(shù)和評(píng)價(jià)方法。借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管道腐蝕程度劃分、管道風(fēng)險(xiǎn)程度等級(jí)、管道安全事故的可接受水平、管道的維護(hù)與更換標(biāo)準(zhǔn)以及HCA地區(qū)的劃分等進(jìn)行確定，從而加快天然氣管道完整性體系的建設(shè)進(jìn)程和科研成果的應(yīng)用。

4.結(jié)束語

由上可知，天然氣管道的完整性管道管理指的是運(yùn)用到安全可行的檢測(cè)方法對(duì)管道風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行一個(gè)全面的評(píng)價(jià)，為此應(yīng)當(dāng)采取到有效的改善方案來有效維護(hù)到其系統(tǒng)的安全，只有這樣才能切實(shí)的提升到管道管理的水平，確保到天然氣管道的安全穩(wěn)定。

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