煉油與化工企業(yè)長輸油氣管道完整性管理技術(shù)分析

紀承祖

（中國石油化工股份有限公司金陵分公司，江蘇 南京 210033）

我國經(jīng)濟的發(fā)展推動了管道業(yè)的大力建設(shè)，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(zāi)害等各種風(fēng)險都可能導(dǎo)致管道泄漏，引發(fā)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(yè)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(tài)，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(fēng)險，采取相應(yīng)的技術(shù)進行識別、分析，并制定有效的對策，將風(fēng)險控制在可接受范圍之內(nèi)。長輸油氣管道完整性管理技術(shù)的應(yīng)用，有助于提升管道的運行安全，降低風(fēng)險的發(fā)生概率，實現(xiàn)管道的標準化管理。

1 煉油與化工企業(yè)長輸油氣管道建設(shè)及管理現(xiàn)狀

油氣管道運輸?shù)某杀颈容^低，能夠連續(xù)性作業(yè)，在實際運行中方便管控，已經(jīng)成為了油氣運輸?shù)闹匾绞?。我國的油氣管道建設(shè)起步比較晚，但是發(fā)展十分迅速，已經(jīng)發(fā)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(jīng)濟發(fā)展。目前，我國已經(jīng)發(fā)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(shè)施，我國的油氣骨干管網(wǎng)架構(gòu)已經(jīng)形成，但是仍有待完善。管網(wǎng)油氣儲備、運輸能力較低，并且遠遠低于發(fā)達國家的發(fā)展水平，管道建設(shè)存在較大的發(fā)展空間。長輸油氣管道在建設(shè)存在一定的問題：（1）未實現(xiàn)所有地區(qū)供應(yīng)天然氣，還需提升天然氣管網(wǎng)的覆蓋面積；（2）輸配管網(wǎng)的建設(shè)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(wǎng)的安全運行是當前的一大問題。

在煉油與化工企業(yè)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(dǎo)致安全事故頻發(fā)。同時，部分管理人員專業(yè)水平有待提升，導(dǎo)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(dǎo)致執(zhí)行力較低。最后，盜采現(xiàn)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(chǎn)生較大影響。

2 完整性管理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀70年代，發(fā)達國家在二戰(zhàn)后建設(shè)的油管存在較大的老化現(xiàn)象，導(dǎo)致事故頻發(fā)，在經(jīng)濟的不斷發(fā)展下，能源需求量逐漸增加，亟需建設(shè)新管道。針對當下管道存在的問題，如何在合理利用的基礎(chǔ)上建設(shè)新管道是備受關(guān)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(guān)管道企業(yè)開始了管道完整性管理技術(shù)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(shù)獲得了發(fā)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(yè)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(yè)、科研機構(gòu)的合力下，有效推動管道完整性管理技術(shù)的發(fā)展。當前，國際上比較注重管內(nèi)檢測，在科技的不斷發(fā)展中，建立了相應(yīng)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(shù)是一項系統(tǒng)化技術(shù)，其中涉及多項內(nèi)容，貫穿管道全生命周期的管理，框架較為復(fù)雜，所以，國際上并沒有形成統(tǒng)一認識，任何一個管道完整性管理系統(tǒng)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(shù)正處于起步階段，其中最關(guān)鍵的內(nèi)容是管道的可靠性評價，主要采取無損檢測技術(shù)，結(jié)合定量測量以及定性分析，明確缺陷的位置，預(yù)測管道剩余壽命，但是，這樣的安全性評價技術(shù)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(yè)的不斷發(fā)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(fēng)險評價是非常重要的一部分內(nèi)容，但在風(fēng)險評估中存在一定的主觀性和計算誤差，導(dǎo)致無法滿足實際要求。風(fēng)險管理的主要目的的實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，將風(fēng)險控制在可接受范圍內(nèi)，但我國還需繼續(xù)研究，以更好地適應(yīng)我國的實際情況。我國部分單位由于發(fā)展需求已經(jīng)開展了完整性管理技術(shù)的研究，例如，安全評價技術(shù)、風(fēng)險評價技術(shù)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(fā)達國家相比，我國的管道安全完整性、系統(tǒng)性等較為落后，應(yīng)結(jié)合實際國情，形成可靠的完整性管理技術(shù)，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(yè)長輸油氣管道實施完整性管理的必要性

煉油與化工企業(yè)長輸油氣管道開展完整性管理工作已經(jīng)成為必然。一方面，完整性管理是管道建設(shè)的需要。管道運輸對經(jīng)濟發(fā)展有著積極的促進作用，我國與發(fā)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(shè)的需求；若無法全面了解材料、工藝的安全特性，過于注重經(jīng)濟效益，則會引發(fā)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(shù)，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(guān)系著我國的經(jīng)濟發(fā)展，與群眾的利益有著密切關(guān)系，一旦發(fā)生管道安全事故，不僅對影響國民經(jīng)濟的發(fā)展，還會對人們的安全、心靈造成嚴重創(chuàng)傷，由此可見，實施完整性管理技術(shù)至關(guān)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(guān)系，企業(yè)結(jié)合自身設(shè)計情況制定獨特的完整性管理方案，有助于實現(xiàn)管理目標。

圖1 完整性管理方案框架

4 煉油與化工企業(yè)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(shù)據(jù)資料比較分散，存在丟失現(xiàn)象，數(shù)據(jù)收集難度較大。在管道完整性管理中，需要建立管道數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建統(tǒng)一的管理信息系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)共享平臺，而管道數(shù)據(jù)則是安全評價的重要資料之一，數(shù)據(jù)的不完整導(dǎo)致無法有效進行完整性管理。在完整性管理的前期，企業(yè)投入較高，必須建立規(guī)范標準，加大監(jiān)管力度，并結(jié)合實際情況制定相應(yīng)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(fā)員工的工作積極性，導(dǎo)致管理執(zhí)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(fā)達國家相比存在較大差距，在實施完整性管理時，應(yīng)結(jié)合實際情況，積極開展可靠性評價、風(fēng)險評估等研究，為管道完整性管理提供合理依據(jù)，進而保證管道的高效運行。

5 煉油與化工企業(yè)長輸油氣管道完整性管理技術(shù)措施

5.1 數(shù)據(jù)收集

在管道完整性管理中，數(shù)據(jù)收集貫穿整個過程，每一環(huán)節(jié)都會生產(chǎn)大量數(shù)據(jù)，篩選之后，將其錄入企業(yè)的數(shù)據(jù)庫。首先，初始數(shù)據(jù)的收集。在接管管道時，應(yīng)先進行數(shù)據(jù)收集，其中包含參數(shù)數(shù)據(jù)，所有威脅管道完整性管理的數(shù)據(jù)，如運行、監(jiān)控等數(shù)據(jù)資料。將初始數(shù)據(jù)集中在特定參數(shù)范圍之內(nèi)，為之后的風(fēng)險、完整性評估提供便捷。其次，不同環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)收集。在管道完整性管理中，應(yīng)根據(jù)各階段管理目標收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，從設(shè)計、施工、生產(chǎn)、運行等多個環(huán)節(jié)著手，收集相應(yīng)的資料，并收集管道環(huán)境、企業(yè)管理等相關(guān)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的真實性。最后，在管道完整性管理中，若之后的高后果區(qū)識別、風(fēng)險評估等環(huán)節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，應(yīng)有選擇性地收集數(shù)據(jù)，將其補充進數(shù)據(jù)庫，在完整性管理技術(shù)的應(yīng)用中，產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)都可以加入歷史數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

5.2 高后果區(qū)識別

高后果區(qū)指的是管道泄漏會危及的區(qū)域，高后果區(qū)是風(fēng)險評估、完整性評價的重要管段，應(yīng)在該管段上應(yīng)用完整性管理技術(shù)。高后果區(qū)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(qū)的位置不是固定的，當環(huán)境、人口發(fā)生變化時，其位置也會隨之改變，所以，應(yīng)定期更新數(shù)據(jù)內(nèi)容。確定高后果區(qū)之后，需要注意多個高后果區(qū)交叉產(chǎn)生的影響；考慮管道附屬設(shè)施產(chǎn)生的影響；明確哪一種程度的泄漏會對高后果區(qū)造成影響。在確定潛在影響區(qū)域之后，應(yīng)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(qū)的地理環(huán)境；考慮油氣泄漏后的對應(yīng)措施；高后果區(qū)的應(yīng)急水平；可能泄漏的提及量。加深對高后果區(qū)的了解，可以幫助企業(yè)更好地進行風(fēng)險評估，通過建立高后果區(qū)數(shù)據(jù)庫，在常規(guī)性的風(fēng)險評估中更新數(shù)據(jù)庫信息。

5.3 風(fēng)險評估

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

5.4 基線評估

基線評估主要是結(jié)合風(fēng)險評估結(jié)果，制定失效風(fēng)險目錄，以此進行完整性評估，其中比較注重靜水壓試驗、內(nèi)檢測。通過結(jié)合每一個管段的實際情況，明確相應(yīng)的檢測技術(shù)，每一個肯恩個影響高后果區(qū)的管段，都應(yīng)進行基線評估。基線評估計劃應(yīng)識別所有需評估的管段；描述檢測方法，包括檢測技術(shù)、工具等；確定檢測時間，制定詳細的時間表。基線評估計劃應(yīng)從管道的運行條件、評估的類型、現(xiàn)場處理等多方面考慮，在評估過程中，需要準備風(fēng)險評估資料和結(jié)果，高后果區(qū)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(fā)現(xiàn)新的威脅；風(fēng)險評估結(jié)果明顯變化；出現(xiàn)新技術(shù)，且能夠提供更好的評估結(jié)果；出現(xiàn)新高后果區(qū)，且需在特定時間內(nèi)重新進行基線評估。

5.5 完整性評估

完整性評估依據(jù)基線評估計劃表進行評估，主要包括3種方法。（1）管道內(nèi)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(jié)構(gòu)化的方法，主要對潛在問題區(qū)域進行識別。在評估期間，應(yīng)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(yīng)根據(jù)計劃的間隔進行，通過整合數(shù)據(jù)進行分析，排序管段的優(yōu)先等級，以此判斷是否需要再次評估。一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)先對異常的管段進行評估，在評估的整個過程中，都應(yīng)進行數(shù)據(jù)備案。在完整基線、完整性評估后，應(yīng)明確再次評估的間隔。對于影響高后果區(qū)的管段，應(yīng)定期再次評估。當確定再評估間隔后，應(yīng)持續(xù)記錄數(shù)據(jù)，便于之后開展完整性評估。最后應(yīng)制定總結(jié)報告，其中包含威脅類型、風(fēng)險和完整性的評估過程與結(jié)果、減緩計劃、時間間隔。

5.6 維修與減緩計劃

當發(fā)現(xiàn)管道缺陷或者威脅因素時，則需要制定維修或風(fēng)險減緩計劃。首先，管道維修。嚴格按照標準規(guī)范進行，或使用科學(xué)的維修技術(shù)，更換管道，修復(fù)涂層，優(yōu)先排序這些活動，并制定具體的執(zhí)行計劃。其次，對維修預(yù)防性技術(shù)進行評價。預(yù)防性技術(shù)有陰極保護、注入緩蝕劑、管道清理等，對于內(nèi)外腐蝕、第三方破壞等造成的失效威脅，通過應(yīng)用預(yù)防性技術(shù)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(yù)防性計劃顯得格外重要，在實施風(fēng)險減緩計劃時，應(yīng)收集活動數(shù)據(jù)，將其與之間數(shù)據(jù)進行整合，通過分析，風(fēng)險評估的結(jié)果會發(fā)生變化。在管道修復(fù)期間，應(yīng)保證人員的安全，維修的主要目的恢復(fù)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(yīng)記錄下來，并采取變更管理，以適應(yīng)新的變化。變更管理指的是制定計劃對變更產(chǎn)生的影響進行管理，其中包含審查、批準、備案等內(nèi)容，每一個環(huán)節(jié)的無效管理都會產(chǎn)生較大影響，在變更前后，應(yīng)及時識別，并采取相應(yīng)的計劃。觸發(fā)變更的主要因素包括：增刪管道設(shè)備；管道運行條件發(fā)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(yīng)對新員工進行培訓(xùn)，或者認定資質(zhì)；及時記錄，保證信息的連續(xù)性；對于完整性管理的全部數(shù)據(jù)信息，應(yīng)做好維護工作，便于對各部門承擔(dān)的業(yè)務(wù)變化進行管理。

6 管道完整性管理的應(yīng)用前景

在管道完整性管理技術(shù)的推廣中，完整性管理逐漸朝向業(yè)務(wù)驅(qū)動方向轉(zhuǎn)變，煉油與化工企業(yè)正借助完整性管理技術(shù)構(gòu)建規(guī)范化的現(xiàn)代化管理模式，制定系統(tǒng)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(shù)的應(yīng)用能夠滿足企業(yè)的多方面需求，在安全管理、風(fēng)險防控的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)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(yè)長輸油氣管道管理中，完整性管理技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)的上下貫通，從策劃、填報數(shù)據(jù)等多個方面融會貫通，實現(xiàn)管理業(yè)務(wù)的支撐，在業(yè)務(wù)信息的關(guān)聯(lián)下。實現(xiàn)風(fēng)險閉合管控，并為計劃制定提供合理的依據(jù)、科學(xué)的手段，實現(xiàn)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(tài)下，完整性管理系統(tǒng)不可能一勞永逸，因此，管理人員應(yīng)不斷升級、優(yōu)化系統(tǒng)，擴展系統(tǒng)的功能。由此可見，在之后的工作中，完整性管理系統(tǒng)會朝著系統(tǒng)與生產(chǎn)管理、項目管理之間的關(guān)聯(lián)性發(fā)展，以及后臺數(shù)據(jù)的處理功能，從而實現(xiàn)信息共享與業(yè)務(wù)集成，有效推動長輸管道的穩(wěn)定運行。

7 結(jié)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(yè)中的應(yīng)用十分有必要。本文結(jié)合國內(nèi)外完整性管理技術(shù)現(xiàn)狀，簡單說明了長輸油氣管道完整性管理的流程，從數(shù)據(jù)收集、高后果區(qū)識別、風(fēng)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(shù)的應(yīng)用進行闡述，為企業(yè)制定管道完整性管理計劃提供相應(yīng)的參考。