董紹華

中國石油大學(xué)（北京）管道技術(shù)與安全研究中心

新世紀以來(lái)，我國管道安全領(lǐng)域取得一批先進(jìn)技術(shù)成果和方法，引進(jìn)了管道完整性管理，制訂了若干技術(shù)標準規范，不斷強化核心競爭力，提升國際化管理水平。但管道重特大事故仍然時(shí)有發(fā)生，表明我國管道安全保護領(lǐng)域仍然存在盲區和不足。 2013年青島“11·22”輸油管道泄漏爆炸事故，因長(cháng)期缺乏有效的管道完整性保障措施和方法，未發(fā)現管道薄弱環(huán)節，多個(gè)因素交織到一起，最終損失慘重。事故帶來(lái)的啟示是：管道管理者如果提前掌控可能存在的風(fēng)險點(diǎn)，并對未來(lái)發(fā)展趨勢做出研判，依據風(fēng)險大小提前預控，就完全可以將事故隱患消除在萌芽狀態(tài)。

值此青島“11·22”事故5周年之際，分析長(cháng)輸管道安全保護工作所面臨的一些深層次問(wèn)題，并嘗試提出解決的思路和方法。

1 管道安全保護面臨的難題

1.1 管道路權權益問(wèn)題矛盾突出

一是管道稅收利益矛盾�，F行稅收體制規定管道公司注冊地為納稅地，導致管道所穿越的大部分地區提供了土地卻不能享有稅收貢獻，政府還要承擔安全風(fēng)險，影響了地方保護管道的積極性。

二是管道建設與地方發(fā)展的矛盾。特別是土地資源緊張的地區，管道通過(guò)路權與地方城鄉建設往往產(chǎn)生嚴重沖突。管道建設規劃沒(méi)有真正納入地方土地利用總體規劃和城鄉建設規劃，融合度不高，管道周邊土地規劃利用管理混亂。

三是管道臨時(shí)用地與補償不到位的矛盾。管道敷設屬于臨時(shí)用地，但運行期一般要50年左右，因保護管道安全，需要對管道上方土地限制使用，但沒(méi)有給土地使用人應有的補償，造成雙方利益沖突。

四是管道運行引發(fā)作物減產(chǎn)的矛盾。輸油管道加熱溫度較高、天然氣管道內部溫度較低，引起管道上方農作物生長(cháng)節律紊亂，一些地區出現減產(chǎn)，引發(fā)群眾不滿(mǎn)情緒。

五是地方政府對管道安全性缺乏正確認識�！�11·22”事故發(fā)生后，地方政府部門(mén)普遍重視了管道安全管理，但又對安全問(wèn)題存在恐懼心理，有的對管道建設不支持不歡迎，不愿承擔管道保護的領(lǐng)導責任，有的隨意要求管道搬遷改線(xiàn)，新建管道路由選擇成本越來(lái)越高并更加困難。

1.2 管道安全技術(shù)面臨的難題

（1）第三方防范技術(shù)

對打孔盜油和施工挖掘損壞仍以人防為主。ONE-CALL系統尚未建立，社會(huì )參與度低。預警預報技術(shù)沒(méi)有實(shí)質(zhì)性突破，北斗衛星、遙感技術(shù)、無(wú)人機巡線(xiàn)技術(shù)仍然處于局部應用和適用發(fā)展階段，不能完全代替人工巡線(xiàn)。光纖第三方入侵技術(shù)仍然存在誤報率高、靈敏度低、光纖振動(dòng)信號微弱等情況�；�于大數據的第三方防范技術(shù)、基于視頻的第三方影像識別技術(shù)還處于研究階段。

（2）高鋼級管材焊縫安全

隨著(zhù)X80級以上高鋼級管道的應用，以及在役老舊管道越來(lái)越接近失效的高發(fā)期，管道環(huán)焊縫開(kāi)裂成為失效的主要因素。貴州晴隆“6·10”管道事故證實(shí)高鋼級管道運行存在一定風(fēng)險，需要研究復雜應力狀態(tài)下高鋼級焊縫容許的應力、應變極限狀態(tài)，以及焊接的金相組織結構、焊接工藝熱處理、焊縫的最大失效抗力等多因素耦合的問(wèn)題，盡快建立焊縫內檢測數據與無(wú)損檢測射線(xiàn)圖像的表征關(guān)系，找出存在的缺陷。

（3）老舊管道檢測困難

目前我國油氣長(cháng)輸管道已突破13萬(wàn)公里，約60%服役時(shí)間超過(guò)20年，進(jìn)入事故多發(fā)期。老舊管線(xiàn)存在不同程度腐蝕、裂紋、應力集中等缺陷。應力狀態(tài)長(cháng)期處于交變載荷環(huán)境，有的處于河谷地帶、大江大河穿跨越等地段。目前高清內檢測技術(shù)難以有效量化焊縫的體積型和裂紋型缺陷，并且清管受到諸多條件限制。

（4）天然氣管道泄漏監測

天然氣管道泄漏監測方法較多，各有利弊。數據分析法主要依據scada采集的數據，以及流量計溫度、壓力、流量等數據找出泄漏的位置，缺點(diǎn)是定位精度低、反應慢。次聲原理法屬于微弱信號范疇，加之環(huán)境噪聲的影響，加大了對泄漏信號提取的難度，影響了泄漏監測與定位，小泄漏的判斷定位難度較大。負壓波法要求較大的壓力降，適用于大泄漏或突發(fā)泄漏。音波（聲波）法因其波長(cháng)短、頻率高等自身特點(diǎn)，衰減速度比較快，長(cháng)距離很有可能檢測不到信號。天然氣泄漏監測技術(shù)亟待完善提高。

（5）管道大數據深度挖掘

大數據的應用案例相對較少，僅限于在管道風(fēng)險分析、內檢測等方面的初步探索，還沒(méi)有實(shí)質(zhì)性應用。管道系統大數據的形成還處于起步階段。如何提升模型的適用性和針對性，有效應用于管道運行管理及評估，把各環(huán)節產(chǎn)生的數據、信息系統等集成于一體還有待攻關(guān)。

（6）地區等級風(fēng)險評價(jià)和管控

有些在管道建設期人口稀少的地區，現在已變成人口稠密的市區中心地帶。根據中國石油所屬22個(gè)地區分公司的初步調查，地區等級升級點(diǎn)達到9 800多處。管道沿線(xiàn)地區等級升級的情況越來(lái)越多，對在役管道的安全管理提出了挑戰，必須采取風(fēng)險控制措施應對地區升級帶來(lái)的一系列問(wèn)題。我國目前缺乏地區等級升級的風(fēng)險評價(jià)標準和管控措施，政府和企業(yè)對地區升級管控均有顧慮，一旦標準出臺，對企業(yè)風(fēng)險管控目標的落實(shí)是一個(gè)挑戰。

（7）智慧管道成果尚不能滿(mǎn)足需求

智慧管道突出特點(diǎn)是管道數據深度挖掘與智能化決策支持。目前國內智慧管道建設均處于數據采集和存儲階段，缺乏深度分析和決策支持應用，基于大數據的管道泄漏監測和預警、災害預警、腐蝕控制管理仍然屬于空白，基于大數據的決策支持平臺尚未建立，制約著(zhù)智能管網(wǎng)的應用需求。

2 管道安全保護的保障措施

（1）建立完善政企合作機制和地企利益紐帶。一是建立管道保護聯(lián)席會(huì )議制度和警企安全聯(lián)防制度。二是推動(dòng)建立分稅制和土地補償機制。三是從源頭加強油氣管道規劃設計，與地方城鄉規劃以及其它專(zhuān)項規劃的統籌銜接。 四是按照后建服從先建的原則，及時(shí)處理占壓和安全距離不足等隱患。

（2）建立第三方安全技術(shù)防范體系。盡快以省為單位建立ONE-CALL系統，發(fā)展第三方預警預報技術(shù)群，研究位置大數據、影像識別、人工智能等技術(shù)的應用。

（3）加強地區等級和高后果區管理。做好完整性評估，盡快制定管道地區等級升級風(fēng)險管控技術(shù)規程和行業(yè)標準，盡快出臺高后果區不同控制管理區域的相關(guān)標準。

（4）開(kāi)發(fā)油氣管道安全保障關(guān)鍵技術(shù)。重點(diǎn)研究超聲裂紋檢測、電磁控陣、壓電超聲、電磁感應、電磁渦流技術(shù)等，管道內檢測逐漸由傳統金屬損失檢測向管道應力、管道裂紋、管道焊縫識別等非損傷型缺陷檢測方向轉變。

（5）開(kāi)展智慧管道決策支持技術(shù)與平臺研究。重點(diǎn)是管道運維大數據的數據融合處理技術(shù)、多源異構數據模型的構建、基于大數據的智慧管道業(yè)務(wù)決策支持模型和關(guān)鍵設備診斷及決策支持平臺、決策支持技術(shù)的開(kāi)發(fā)以及智慧管道安全狀況的深度分析等，滿(mǎn)足大數據時(shí)代隨機樣本向全體數據轉變、精確性向混雜性轉變、因果關(guān)系向相關(guān)關(guān)系轉變的理念。

（6）開(kāi)展人工智能技術(shù)的研究。重點(diǎn)包括第三方人工智能巡護、無(wú)人機巡檢智能化、人工智能應急決策支持、設備故障診斷人工智能化、管道地質(zhì)災害智能控制與預防，以及管道的風(fēng)險評價(jià)與完整性評價(jià)的人工智能交互等方面。

作者：董紹華，博士，教授，博士生導師，第五屆國家安全生產(chǎn)專(zhuān)家組成員，國家質(zhì)檢總局特種設備壓力管道技術(shù)委員會(huì )委員、 NACE 國際完整性技術(shù)專(zhuān)家委員會(huì )主席、北京石油學(xué)會(huì )理事兼石油應用與儲運專(zhuān)業(yè)委員會(huì )主任，現任中國石油大學(xué)（北京）管道技術(shù)與安全研究中心主任。