摘　要：闡述國內(nèi)外城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼难芯窟M(jìn)展，介紹國外城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼姆ㄒ?guī)和標(biāo)準(zhǔn)，提出燃?xì)夤艿劳暾怨芾眢w系，探討了管理體系中的技術(shù)體系。

關(guān)鍵詞：城市燃?xì)夤艿?span lang="EN-US">  完整性管理  法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)  管理體系  技術(shù)體系

Researcg on City Gas Pipeline Integrity Management and Technology System

Abstract：The researeh progress in city gas pipeline integrity management at home and abroad is described．Foreign regulations and standards for city gas pipeline integrity management are introduced．A city gas pipeline integrity management system is proposed and the technical system in the management system is discussed．

Key words：city gas pipeline；integrity management；regulations and standards；management system；technical system

1　概述

城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾?span lang="EN-US">(Distribution Integrity Management Program，簡稱DIMP)是指燃?xì)膺\(yùn)營企業(yè)根據(jù)不斷變化的管道因素，對管道運(yùn)營中面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識別和技術(shù)評價(jià)，制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對策，不斷改善識別到的不利影響因素，從而將管道運(yùn)營的風(fēng)險(xiǎn)水平控制在合理、可接受的范圍內(nèi)，最終達(dá)到持續(xù)改進(jìn)、減少和預(yù)防管道事故發(fā)生，經(jīng)濟(jì)合理地保證管道安全運(yùn)行的目的^[1-2]。

2　城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾硌芯窟M(jìn)展

國外油氣管道安全評價(jià)與完整性管理始于20世紀(jì)70年代的美國，至90年代初期，美國的許多油氣管道都已應(yīng)用安全評價(jià)與完整性管理技術(shù)來指導(dǎo)管道的維護(hù)工作。美國油氣管道完整性管理較早在長輸油氣管道開展。為指導(dǎo)長輸油氣管道完整性工作，美國機(jī)械工程師協(xié)會制定了ASME B31.8S《天然氣管道完整性管理系統(tǒng)》，美國石油學(xué)會制定了API ll60《危險(xiǎn)液體管道完整性管理系統(tǒng)》^[3-4]。

城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼难芯繌?span lang="EN-US">2000年左右開始。2005年，美國國家管道和危險(xiǎn)材料安全管理局(Pipeline&Hazardous Materials Safety Adminis-tration，簡稱PHMSA)、燃?xì)廨斉涔I(yè)協(xié)會和國家管道安全協(xié)會共同發(fā)布了《燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼谝浑A段調(diào)研報(bào)告》。該報(bào)告指出，PHMSA實(shí)施的危險(xiǎn)液體管道和輸氣管道完整性管理并未對城市燃?xì)夤艿捞岢鲆螅轻槍θ細(xì)廨斉涔艿赖耐暾怨芾矸浅１匾?。開展完整性管理最有效的方法是制定高層次的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，由聯(lián)邦政府發(fā)布，指導(dǎo)全國完整性管理工作開展。該報(bào)告強(qiáng)調(diào)，應(yīng)當(dāng)在2年內(nèi)制定針對城市燃?xì)夤艿赖耐暾怨芾矸ㄒ?guī)，這樣燃?xì)膺\(yùn)營企業(yè)可以在2008年時(shí)參考法規(guī)要求制定完整性管理方案，2009年推行完整性管理。該報(bào)告還指出美國部分州的燃?xì)馄髽I(yè)在防止第三方損壞和開挖方面的做法對于降低管道事故是有效的，應(yīng)當(dāng)納入完整性管理的范疇^[5]。

近年來，我國城市燃?xì)庑袠I(yè)開始開展城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼难芯颗c實(shí)踐工作。2012年，Gl3／T 50811—2012《燃?xì)庀到y(tǒng)運(yùn)行安全評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布，推動了完整性管理的發(fā)展。國內(nèi)大型燃?xì)馄髽I(yè)如北京燃?xì)饧瘓F(tuán)、深圳燃?xì)饧瘓F(tuán)、中國石油昆侖燃?xì)夤镜纫查_展了完整性管理研究工作。

3　國外燃?xì)夤艿劳暾怨芾矸ㄒ?guī)和標(biāo)準(zhǔn)

燃?xì)夤艿劳暾怨芾矸ㄒ?guī)和標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)施管道完整性管理的重要指導(dǎo)性文件。為了有效推進(jìn)燃?xì)夤艿劳暾怨芾砉ぷ鳎绹?、加拿大等國家燃?xì)夤芾砗脱芯繖C(jī)構(gòu)制定了相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，主要的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)見表l。表l中APGA是美國公共燃?xì)鈪f(xié)會的簡稱，GPTC是美國燃?xì)鈪f(xié)會(簡稱AGA)的下屬機(jī)構(gòu)燃?xì)夤艿兰夹g(shù)委員會的簡稱。

2009年，美國聯(lián)邦法規(guī)中增加燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼膬?nèi)容，其CFR l92的P部分明確指出，2011年8月2日以前所有燃?xì)馄髽I(yè)必須實(shí)施管道完整性管理，并提出了燃?xì)夤艿老到y(tǒng)(包含液化石油氣系統(tǒng))開展完整性管理的最低要求。隨后，美國的城市燃?xì)夤芾頇C(jī)構(gòu)和研究機(jī)構(gòu)發(fā)布了一系列規(guī)范性文件，提出了完整性管理的操作方法。同時(shí)，美國燃?xì)庀嚓P(guān)研究機(jī)構(gòu)研發(fā)了完整性管理商業(yè)軟件，這些軟件可以幫助燃?xì)馄髽I(yè)制定完整性管理方案。其中影響力較大的軟件有美國新世紀(jì)軟件公司(New Century)根據(jù)聯(lián)邦法規(guī)條例要求開發(fā)的燃?xì)夤艿劳暾怨芾碥浖到y(tǒng)。以上法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)及商業(yè)軟件有效地促進(jìn)了美國燃?xì)夤艿劳暾怨芾砑夹g(shù)的發(fā)展。

4　城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾眢w系

燃?xì)夤艿劳暾怨芾眢w系是針對燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼挠?jì)劃、實(shí)施、效能、質(zhì)量、評審、培訓(xùn)、改進(jìn)等內(nèi)容，建立具有規(guī)定性、強(qiáng)制性、科學(xué)性的可執(zhí)行、可操作、可遵循的管理文件、技術(shù)文件及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該體系劃分為管理體系和技術(shù)體系，其中管理體系包括法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、管理手冊、體系文件及管理方案等；技術(shù)體系包括對燃?xì)夤艿肋\(yùn)營中各種問題的發(fā)現(xiàn)、分析、解決、改進(jìn)等^[6]。

根據(jù)國外城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾硌芯砍晒Y(jié)合我國長輸管道完整性管理成功經(jīng)驗(yàn)，提出城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾砹鞒毯椭饕獌?nèi)容。城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼捻樌_展需要建立總體框架，明確完整性管理的方針、工作內(nèi)容、實(shí)施流程，以解決國內(nèi)相關(guān)工作不夠系統(tǒng)全面的問題，提升管道管理水平。城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼?span lang="EN-US">6個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)為數(shù)據(jù)管理、泄漏管理方案、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、完整性評價(jià)、維修維護(hù)和效能評價(jià)，這6個(gè)環(huán)節(jié)涵蓋了管道完整性管理工作的各個(gè)階段，指明了開展燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼闹饕獌?nèi)容和工作順序。

5　完整性管理技術(shù)體系

管道完整性管理的技術(shù)體系主要由數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、管道檢測與完整性評價(jià)、監(jiān)測、管道修復(fù)、完整性管理技術(shù)平臺、泄漏管理等技術(shù)構(gòu)成。

①數(shù)據(jù)管理技術(shù)

管道完整性管理首先是對管道數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)是管道完整性管理的重要基石。燃?xì)夤艿劳暾怨芾砩婕暗臄?shù)據(jù)可分為3大類：a．管道空間數(shù)據(jù)，主要指管道中心線控制點(diǎn)坐標(biāo)、高程、遙感影像以及重要管道設(shè)施(彎頭、閥門、調(diào)壓站)坐標(biāo)和埋深。b．管道屬性數(shù)據(jù)，主要指管道設(shè)施(閥門、彎頭、防腐層、焊縫、鋼管信息、調(diào)壓站)數(shù)據(jù)、管道陰極保護(hù)數(shù)據(jù)、管道雜散電流干擾情況、管道基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)(公路、鐵路、水文、地震帶、土壤腐蝕性等)。c．管道運(yùn)行管理數(shù)據(jù)，主要指管道日常巡線、陰極保護(hù)、水工保護(hù)、第三方破壞、應(yīng)急搶險(xiǎn)、檢測評價(jià)數(shù)據(jù)等。針對城市燃?xì)夤艿赖臄?shù)據(jù)管理，應(yīng)當(dāng)首先根據(jù)其屬性和特點(diǎn)，制定完善的數(shù)據(jù)采集與處理的規(guī)范性文件。通過建立數(shù)據(jù)管理作業(yè)文件，可有效規(guī)范數(shù)據(jù)采集過程和數(shù)據(jù)保存的格式。

②風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是指識別出對管道安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響的風(fēng)險(xiǎn)因素，評價(jià)事故發(fā)生的可能性和后果，綜合得到管道風(fēng)險(xiǎn)大小，并提出相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)控制措施的分析過程^[6]。風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是完整性管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)評價(jià)范圍、復(fù)雜程度采用不同的方法和技術(shù)。管道風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)流程見圖l，其中的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)一般為風(fēng)險(xiǎn)因素識別、失效概率分析、失效后果分析和風(fēng)險(xiǎn)分級。

③管道檢測與完整性評價(jià)技術(shù)

管道在建設(shè)和運(yùn)營過程中，由于各種原因不可避免地會產(chǎn)生凹陷、變形、腐蝕以及由于外力產(chǎn)生的破壞、位移等，造成管道變形、泄漏、爆炸等失效模式，導(dǎo)致輸氣中斷、人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境破壞等失效后果。完整性評價(jià)是利用基于風(fēng)險(xiǎn)的燃?xì)夤艿腊踩珯z測技術(shù)，評估管道現(xiàn)行狀態(tài)，確定維修維護(hù)措施與再評價(jià)周期的過程。由于城市燃?xì)夤艿琅c長輸管道在管材、管徑、壓力等級、連接方式等各方面存在較大差異，適用于長輸管道上的完整性檢測方法不可直接移植于城市燃?xì)夤艿?。目前國?nèi)外用于燃?xì)夤艿赖臋z測與評價(jià)技術(shù)主要有在線檢測、壓力試驗(yàn)和直接評價(jià)3方面，見表2。

④監(jiān)測技術(shù)

監(jiān)測技術(shù)主要包括腐蝕監(jiān)測、內(nèi)外壁壁厚監(jiān)測、沉降變形定量監(jiān)測、一般性監(jiān)測與檢驗(yàn)、線路監(jiān)測、地質(zhì)位移監(jiān)測和運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測等多方面內(nèi)容。監(jiān)測技術(shù)是完整性管理的重要內(nèi)容，其作用為：為科學(xué)管理與決策提供依據(jù)；預(yù)防事故發(fā)生；預(yù)測設(shè)備壽命；改善管道運(yùn)行狀態(tài)，提高設(shè)備的可靠性，對管道安全、保證操作人員安全和減少環(huán)境污染等方面起到有益的作用；有利于分析影響管道完整性的原因，了解失效過程與管道運(yùn)行工藝參數(shù)之間的關(guān)系，評價(jià)技術(shù)方法的實(shí)際效果。

⑤管道修復(fù)技術(shù)

燃?xì)夤艿肋\(yùn)營企業(yè)應(yīng)按照管道內(nèi)外檢測、試壓、直接評估中發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)缺陷的嚴(yán)重程度，確定缺陷點(diǎn)維修的時(shí)間表。修復(fù)方法主要包括：換管，打磨，鋼制修補(bǔ)套筒A型套筒，鋼制保壓修補(bǔ)B型套筒，玻璃纖維修補(bǔ)套筒，焊接維修、堆焊、打補(bǔ)丁，環(huán)氧鋼殼修復(fù)技術(shù)，夾具維修等臨時(shí)搶修。

⑥完整性管理技術(shù)平臺

城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾硇枰鶕?jù)燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼奶攸c(diǎn)和運(yùn)營管理的發(fā)展趨勢，研制一套適合燃?xì)夤艿劳暾怨芾淼男畔⑵脚_。燃?xì)夤艿劳暾怨芾硇畔⑵脚_建設(shè)還需要強(qiáng)有力的關(guān)鍵技術(shù)支撐，這些關(guān)鍵技術(shù)主要包括：管道數(shù)據(jù)模型技術(shù)、高分辨率的衛(wèi)星遙感和數(shù)字航測技術(shù)、3S(全球定位系統(tǒng)GPS、遙感系統(tǒng)RS和地理信息系統(tǒng)GIS)一體化技術(shù)等。

⑦泄漏管理技術(shù)

泄漏管理工作主要依靠可靠的泄漏管理方案，燃?xì)膺\(yùn)營企業(yè)在制定泄漏管理方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)包含5個(gè)基本要素：泄漏點(diǎn)定位，分析與泄漏點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)因素，進(jìn)行泄漏分級，確定泄漏檢測優(yōu)先級，自我評價(jià)與記錄保存。

城市燃?xì)夤艿婪种Ф?，接口和閥門也較多，存在多處動密封和靜密封，管道發(fā)生的泄漏事故遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于長輸管道。因此，完整性管理方案重點(diǎn)應(yīng)該放在識別造成泄漏的因素和泄漏點(diǎn)的定位，同時(shí)加強(qiáng)泄漏發(fā)生時(shí)的應(yīng)急處理。

6　結(jié)語

①美國從2005年左右開始投入較多的力量研究城市燃?xì)夤艿赖耐暾怨芾矸椒ǎ?span lang="EN-US">PHMSA、GPTC和APGA等機(jī)構(gòu)制定了燃?xì)夤艿劳暾怨芾硐嚓P(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)。

②城市燃?xì)夤艿劳暾怨芾眢w系包含管理體系和技術(shù)體系，管理體系是指法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、管理手冊、體系文件及管理方案；技術(shù)體系主要由數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、管道檢測與完整性評價(jià)、監(jiān)測、管道修復(fù)、完整性管理技術(shù)平臺、泄漏管理等技術(shù)構(gòu)成。

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本文作者：楊玉鋒  齊曉忠  李楊  魏然然  葛新東

作者單位：中國石油管道科技研究中心油氣管道輸送安全國家工程實(shí)驗(yàn)室

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