董紹華 王東營(yíng) 費凡 安宇

中石油北京天然氣管道有限公司

1 引言

當前，我國正處于社會(huì )經(jīng)濟高速發(fā)展階段， 城鄉建設步伐很快，部分在役管道建設時(shí)期沿線(xiàn)人口稀少，但有些現已發(fā)展成為人口密集地區，如建于上世紀七十年代的東北八三管道就屬于這種情況。按照管道沿線(xiàn)地區分類(lèi)，人口稀少的地區為一類(lèi)地區，市區中心地帶為四類(lèi)地區，屬于高風(fēng)險區域。一些管道由于占壓等情況也使管道地區級別升級，對在役管道的安全管理提出了挑戰。本文從管道風(fēng)險管理出發(fā)，借鑒國外管道公司升級管理的標準和法規經(jīng)驗，對管道地區等級升級問(wèn)題進(jìn)行系統研究，得出我國管道升級的必要條件，提出了管道地區等級升級需要采取的措施，為進(jìn)一步推進(jìn)管道地區等級升級管理提供科學(xué)依據。

2 國外管道地區升級管理

CSA Z662-2007《加拿大管道輸送系統》的規定：由于人口密度的增加或地區發(fā)展而要改變管道地區等級時(shí)，這些地區的管道應當滿(mǎn)足更高等級要求或進(jìn)行工程評價(jià)，滿(mǎn)足地區等級變化后的管道， 應當要求不改變最大操作壓力。不能滿(mǎn)足地區等級變化的管道，應當盡快更換管道或者根據最大運行壓力，對地區等級變化的要求計算修正操作壓力。為了確定等級更改引起的變化，管道運營(yíng)企業(yè)應當每年檢查地區等級變化的管道，且應當保存這些檢查和采取任何糾正措施的記錄。

ASME B31.8-2010 《輸氣管道系統》的規定：如果地區等級發(fā)生變化，必須對泄露監測和巡護方式迅速采取調整措施，根據新的地區等級降低MAOP，確保不超過(guò)設計壓力，同時(shí)滿(mǎn)足18個(gè)月期限的要求。對地區等級升級地區的風(fēng)險，不僅要考慮第三方活動(dòng)損傷，還要考慮巡線(xiàn)頻率、陰極保護狀態(tài)及人口沿線(xiàn)居住增加的根源等。當人口密度增加時(shí)，首先考慮最大容許操作壓力和環(huán)向應力，壓力變化應考慮管道周邊建筑物的影響范圍，對于超過(guò)40% SYMS的管道應重點(diǎn)監測管道周邊人口變化情況。

美國聯(lián)邦法律CFR49 192部分規定：監管機構對管道升級采取許可證制度，由危險化學(xué)品運輸委員會(huì )負責，當收到天然氣管道運營(yíng)商的申請后，審查該申請是否符合管道安全，若符合則可頒發(fā)管道可以升級使用的特別許可證。

3 地區等級升級條件

3.1 管道設計情況

管道地區等級劃分是管道設計系數、閥室間距等關(guān)鍵參數設計的重要依據，管道地區等級越高，管道壁厚越厚，閥室間距越短。但是，國內外管道設計標準如《輸氣工程設計規范》（GB 50251-2003）、《天然氣管道系統》（ASME B31.8-2010）、《石油與天然氣工業(yè)-管道輸送系統》（ISO 13632-2000）、《油氣管道系統》（CSA Z622-2012）等對地區等級的劃分主要根據設計時(shí)期的管道通過(guò)區域的人口密度，而沒(méi)有考慮到管道運行過(guò)程中人口密度的增加。

3.2 管道常規維護措施升級

管道所處地區級別升高后，因設計、管材和施工等已然固定，所以其常規維護措施不能是簡(jiǎn)單的隨著(zhù)地區級別的升級而改變。需要在綜合分析管道所處地區級別不同時(shí)常規運行維護的差異的同時(shí)，還要考慮管道諸多不能改變的因素（如材質(zhì)、壁厚、焊縫形式等），合理制定管道常規維護手段，包括內檢測和外檢測周期及檢測內容等。

3.3 管道地區升級管理系統

建立專(zhuān)門(mén)的油氣管道所處地區升級管理系統及相應的數據庫，根據管道經(jīng)過(guò)地區級別的變化自動(dòng)升級管理信息，并將上述研究?jì)热莘从吃诠芾頂祿�庫中。為了更加直觀(guān)反映出地區級別的變化細節（諸如人類(lèi)活動(dòng)、基礎設施建設、自然環(huán)境因素等），還應創(chuàng )建相應的管道地理信息系統。

3.4 不允許升級的情況

通過(guò)對國內外標準規范和失效風(fēng)險的研究，地區等級升級管段中如果出現以下任意一種，該管段的地區等級不允許升級，必須采取換管或降壓運行的措施。

（1）地區等級由1級或2級直接上升為4級；

（2）升級地區管段因多種原因一直未能開(kāi)展內檢測，也未進(jìn)行壓力試驗，管道缺陷情況不掌控；

（3）升級地區管段的各種資料、記錄嚴重缺乏，特別是缺乏打壓記錄、無(wú)損檢測資料、管材資料等，情況不明。

（4）30年管齡的老管道，且事故或泄漏情況多發(fā)。

（5）管道周邊環(huán)境復雜，200米范圍內存在多處仍在使用的化工、危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存設施。

（6）經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)化工程技術(shù)評估或綜合風(fēng)險評估后，不宜進(jìn)行升級的管道。

4 升級管段的完整性管理

（1）確定最大容許工作壓力（MAOP）。允許地區等級升級的管段可按照當前運行壓力或設計壓力運行，不得超過(guò)現有MAOP。

（ 2 ） 實(shí)施完整性管理計劃。將高后果區（HCA）的地區等級升級管段納入完整性管理方案（PIM）。

（3）開(kāi)展密間隔電位測量（CIPS）。在管段允許升級后的1年內，需要對該管段進(jìn)行密間隔電位測量（CIPS），公司可根據需要， 以適當的檢測周期定期對地區等級升級管段進(jìn)行密間隔電位測量，該檢測周期最大不超過(guò)7 年。

（4）開(kāi)展涂層狀況檢測。在管段允許升級后的1年內，對每段特別許可管段進(jìn)行直流電壓梯度測試（DCVG），以確定管道防腐層狀況，并對發(fā)現的問(wèn)題進(jìn)行修復。

（5）開(kāi)展應力腐蝕開(kāi)裂直接評估。在管段允許升級后的1年內，應對該管段進(jìn)行應力腐蝕開(kāi)裂直接評估（SCCDA）或使用適用于SCC的評估方法，如裂紋檢測評估等。

（6）定期開(kāi)展內檢測及確定檢測周期。須按照管道完整性管理的要求開(kāi)展在線(xiàn)內檢測，檢測周期不超過(guò)8年，使用±0.5％精度的變形檢測器。

（7）編制管道及涂層修復報告。在管段允許升級后的1年內，須向公司提交DCVG、CIPS、ILI 以及SCCDA評估結果和整改措施的書(shū)面報告。

（8）加強第三方活動(dòng)及交叉作業(yè)的管理。管理人員須至少提前14天上報公司作業(yè)計劃。有關(guān)地區升級段現場(chǎng)交叉施工及開(kāi)挖情況，須在2個(gè)工作日內上報公司。

（9）開(kāi)展高后果區評估。根據管道完整性管理的相關(guān)要求，管理人員應定期開(kāi)展HCA評估， 周期和評估內容保持不變。

（10）加強巡線(xiàn)管理。應將地區升級管段作為日常巡線(xiàn)管理的重點(diǎn)，增加GPS巡檢點(diǎn)，密切關(guān)注該管段的有關(guān)作業(yè)活動(dòng)和異常情況并及時(shí)上報。

5 結束語(yǔ)

管道地區等級與公共安全相關(guān)， 青島“11.22”原油管道泄漏爆炸事故給管道安全管理敲響了警鐘，我們必須高度重視、切實(shí)加強管道地區等級升級管理工作。

（1）對管道地區等級的科學(xué)確定問(wèn)題。管道設計單位應與市政規劃緊密結合，使管道設計與市政規劃無(wú)縫對接，有效提高設防標準，及時(shí)修改完善設計標準和管理標準。

（2）將信息化手段與管道地區等級升級管理有機結合。對于等級上升較快的地區，掌握其發(fā)展的全過(guò)程數據，做好管道建設、運維數據信息的保存和應用。目前國內在這方面還很薄弱，必須得到重視和加強。

（3）管道地區等級升級管理要與公共安全保護意識相結合。引導全社會(huì )提高對管道安全重要性的認識，針對管道運輸具有高壓、易燃易爆、有毒有害、點(diǎn)多線(xiàn)長(cháng)的特點(diǎn)，要把地區等級升級帶來(lái)的重大風(fēng)險和隱患的防治放在第一位，落實(shí)到公共安全管理的各項活動(dòng)之中。

（4）等級升級地區要更加重視應急預案和演練。推行“一風(fēng)險源一預案”的制度，科學(xué)設計應急預案，在地區等級升級產(chǎn)生的高后果區內做到“一區一案”。

（5）深化管道完整性管理的實(shí)施。既要重視升級管段的管理，又要重視管道日常內外檢測、預防性維護管理，不斷使用新技術(shù)手段發(fā)現管道風(fēng)險，建立以預防性維護為主的完整性管理體系，加大完整性評估力度，全面提升管道安全管理水平。◢

（作者：董紹華，髙級工程師，1972年生，2001年博士畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）油氣儲運工程專(zhuān)業(yè)，現主要從事管道安全評價(jià)、完整性管理、科技開(kāi)發(fā)與信息化管理工作。）

《管道保護》2015年第4期（總第23期）