《管道安全保護》編輯部：1970年8月3日，黨中央批準建設具有重大戰略意義的大慶至撫順的我國第一條長(cháng)距離、大口徑原油管道。在不斷總結經(jīng)驗的基礎上，1994年，管道行業(yè)首部國家強制標準《輸油管道工程設計規范》正式頒布施行。在此后20年時(shí)間里，規范歷經(jīng)3次修訂，日臻完善，為我國輸油管道高質(zhì)量建設和發(fā)展，縮小與國際先進(jìn)水平的差距發(fā)揮了重要作用。今年是這部規范2014版實(shí)施10周年，我們特別邀請到中國石油天然氣管道工程有限公司（原管道設計院）線(xiàn)路設計專(zhuān)家、教授級高級工程師余志峰，請他回顧并介紹有關(guān)情況，與大家一起分享心得體會(huì )。

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編輯部：今年是GB 50253―2014《輸油管道工程設計規范》實(shí)施10周年。請您向讀者簡(jiǎn)要回顧一下這部規范修訂過(guò)程和主要內容特點(diǎn)。

余志峰：國家強制標準GB 50253《輸油管道工程設計規范》首次發(fā)布時(shí)間為1994年，歷經(jīng)2003年修訂、2006年局部修訂和2014年修訂，經(jīng)過(guò)30多年來(lái)的發(fā)展，不斷完善，對我國輸油管道建設發(fā)揮了重要的指導作用�，F行版本為2014版，于2015年4月1日起正式實(shí)施。
2014版規范修訂工作于2011年立項，標準編制組深入調查研究，認真總結經(jīng)驗，參考有關(guān)國際先進(jìn)標準，并廣泛征求意見(jiàn)，歷經(jīng)3年修訂而成。修訂的主要內容有：與法律法規、標準規范的協(xié)同；規定了與上下游企業(yè)和設施的界面劃分范圍（圖 1）；補充、修訂管道并行敷設的相關(guān)規定；增加了管道水工保護的相關(guān)規定；補充、修訂有關(guān)原油管道加熱、順序輸送的相關(guān)規定；補充、修訂有關(guān)成品油管道順序輸送工藝設計的相關(guān)規定；修訂了輸油站內管道的許用應力計算相關(guān)內容等。

圖 1  規定了輸油管道工程與上下游相關(guān)企業(yè)及設施的界面劃分

  修訂后的2014版規范共有9章和10個(gè)附錄，主要內容包括：總則，術(shù)語(yǔ)，輸油工藝，線(xiàn)路，管道、管道附件和支承件設計，輸油站，管道監控系統，通信，管道的焊接、焊接檢驗與試壓等；涵蓋了管道所有組成件和支承件的設計，包括工藝、線(xiàn)路、材料、結構、自控、通信等專(zhuān)業(yè)設計以及主要的施工技術(shù)要求，是個(gè)綜合性標準，內容全面、指導性強。

  編輯部：2014版規范對我國輸油管道建設發(fā)展起到了積極作用，主要體現在哪些方面？
  余志峰：2014版規范實(shí)施10年來(lái)，我國輸油管道建設快速發(fā)展，管道建設水平穩步提升，突出體現在以下幾個(gè)方面。
  （1）管網(wǎng)規模進(jìn)一步擴展，結構更加優(yōu)化。截至2023年底，全國長(cháng)輸油氣管網(wǎng)總里程約19萬(wàn)公里，其中原油管道3.3萬(wàn)公里、成品油管道3.3萬(wàn)公里，與10年前相比，里程分別增長(cháng)6000公里和1.2萬(wàn)公里。從空間布局來(lái)看，我國已形成"東西半環(huán)、海油登陸"的原油通道格局和"北油南運、沿海內送"的成品油運輸通道布局。西北與西南相連、東北與華北華東貫通的管網(wǎng)結構，有效支撐了區域間的能源調配。
  （2）安全、環(huán)保理念和合規建設已逐步成為共識。全面落實(shí)各級政府相關(guān)職能部門(mén)和單位對管道線(xiàn)路路由和站場(chǎng)選址的意見(jiàn)，配合開(kāi)展安全、環(huán)境影響、礦產(chǎn)壓覆、文物調查、地災、地震、防洪、雷電、水保、節能、職業(yè)衛生、社會(huì )穩定性等方面的評價(jià)工作，保證了工程建設的合法合規。山體定向鉆、TBM技術(shù)、反井鉆技術(shù)（圖 2）等非開(kāi)挖穿越技術(shù)得以應用，在降低對環(huán)境影響的同時(shí)，保證了管道運行期的安全。高后果區識別和評價(jià)貫穿設計各個(gè)階段，從源頭上管控風(fēng)險，為管道完整性管理奠定基礎。

圖 2 反井鉆工程應用示例

  （3）材料和設備國產(chǎn)化實(shí)現重大突破，制造技術(shù)自主可控。國內管線(xiàn)鋼品種齊全，產(chǎn)能充足，X70/X80鋼級大變形鋼管實(shí)現國產(chǎn)化。2500千瓦級輸油泵、大口徑高壓閥門(mén)、三通盲板等組成件均實(shí)現國產(chǎn)化，成功研發(fā)了﹣45℃低溫管材和管件。全自動(dòng)焊接裝備、無(wú)損檢測設備、機械化補口裝備等施工裝備也都實(shí)現了國產(chǎn)化，可以支撐國家管網(wǎng)的自主建設。
  （4）結構設計方法進(jìn)一步發(fā)展。在完善應力設計方法的基礎上，研發(fā)并應用了適用于強震區、活動(dòng)斷層、凍土地區、采空沉陷區等地面位移地段的應變設計方法，健全了結構設計方法，保障了管道本質(zhì)安全。開(kāi)發(fā)了基于可靠性的極限狀態(tài)設計方法（圖 3），以安全等級替代現有的地區等級（輸氣管道）或重要管段（輸油管道）劃分，實(shí)現全生命周期管道風(fēng)險可控，為結構設計方法的變革奠定了基礎。

圖 3 基于可靠性的極限狀態(tài)設計流程及應用效果分析

  （5）全面推行自動(dòng)焊，施工質(zhì)量可控。全面推動(dòng)應用自動(dòng)焊技術(shù)，形成了涵蓋平原、山區、水網(wǎng)等全地形地貌的自動(dòng)焊施工工藝，焊接效率和合格率明顯提升。與自動(dòng)焊配套的全自動(dòng)超聲檢測（AUT）、相控陣超聲檢測（PAUT）、X射線(xiàn)數字成像檢測等數字化無(wú)損檢測技術(shù)廣泛應用，可及時(shí)反饋環(huán)焊縫焊接效果，保證環(huán)焊縫質(zhì)量穩定、可靠。
  （6）數字化、智能化設計和移交成為管道建設的通用要求。以數據驅動(dòng)的線(xiàn)路數字化平臺、多專(zhuān)業(yè)協(xié)同的站場(chǎng)三維數字化平臺等數字化設計工具的研發(fā)和升級支撐了設計產(chǎn)品的全面數字化。為實(shí)現對管道及周?chē)�環(huán)境的“全面感知”，廣泛應用了空天地一體化監測、視頻監測、管體應力、應變監測、分布式光纖預警等智能化設計技術(shù)，滿(mǎn)足建設智能管道和智慧管網(wǎng)的需求。編制了數字化交付標準，規范了數字化移交工作。
  （7）標準體系更加完善。在2014版規范的基礎上，相應的材料、施工、檢測等標準規范都得以配套發(fā)展，特別是國家管網(wǎng)的DEC文件覆蓋面更廣，涉及管道建設的各個(gè)環(huán)節，這些標準和文件保障了管道的高質(zhì)量發(fā)展。
  總之，2014版規范實(shí)施10年來(lái)，指導了中俄原油二線(xiàn)管道，董家口港—濰坊—魯中魯北原油管道，日照港—京博原油、成品油管道，青藏成品油管道等工程的建設，使用情況總體良好。
  編輯部：您覺(jué)得《輸油管道工程設計規范》還有哪些可以提升的空間？
  余志峰：從2014版規范實(shí)施過(guò)程中我們收到的咨詢(xún)意見(jiàn)以及標準周期管理的要求來(lái)看，有必要擇機對其進(jìn)行修訂。重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面。
  （1）與法律法規、標準規范的協(xié)調性。10多年來(lái)，國家出臺和修訂了一批與管道建設相關(guān)的管道保護法、安全生產(chǎn)法、環(huán)境保護法、防洪法、黑土地保護法等法律法規。與管道建設相關(guān)的標準規范也有更新，如新編了目前處于征求意見(jiàn)階段的全文強制性工程建設規范《輸油管道項目規范》、新修訂的GB/T 34275―2024《壓力管道規范 長(cháng)輸管道》已發(fā)布實(shí)施等，2014版規范在后續修訂過(guò)程中需要做好與相關(guān)法律法規、標準規范規定的內容協(xié)調。
  （2）規范的內容可以適當擴充。隨著(zhù)新編《輸油管道項目規范》的發(fā)布實(shí)施，《輸油管道工程設計規范》將成為國家推薦標準，標準的適用范圍和具體內容可以適當補充和細化，如明確設計溫度的規定，增加設計使用年限的規定，增加穿跨越章節，將防腐和保溫單列章節并補充站內管道和設施防腐的內容等。
  （3）體現行業(yè)技術(shù)發(fā)展成果。及時(shí)吸納新材料、新方法、新工藝等最新的科研成果。在結構設計方法中明確應變設計方法的適用條件和設計準則，甚至有條件地使用基于可靠性的極限狀態(tài)設計方法。在穿越工程中增加TBM、直鋪管法等方式，補充數字化、智能化設計的相關(guān)規定等。
  （4）完善現有的條款內容。在選線(xiàn)原則、管溝加寬裕量中體現自動(dòng)焊應用的需求；閥室選址考慮防洪、與周?chē)�建筑物和構筑物間距等規定；管道標識中增加高后果區的要求；增加水土保持和土地復墾的相關(guān)規定；在強度設計系數中考慮高后果區的要求；完善當量應力組合的表達式；補充完善管道徑向、軸向穩定性校核的規定。根據工程實(shí)踐做法，補充完善焊接與檢驗規定；細化管道試壓分段規定等。
  編輯部：2022年本刊曾對您做過(guò)一次專(zhuān)訪(fǎng)，題目是“如何理解管道線(xiàn)路與周?chē)�建（構）筑物距離的法律規定”。2024年底，您受邀在甘肅省管道保護協(xié)會(huì )二屆四次理事會(huì )上就管道保護法第十三條、三十條修訂提出了建議，您的精辟見(jiàn)解使不少讀者受益良多。目前，管道保護主管部門(mén)依據管道保護法第十三條規定，將新建管道選線(xiàn)與周邊建筑物、構筑物的保護距離納入行政許可管理，您對此有何建議？
  余志峰：設置保護距離主要是為了保護管道周邊建筑物、構筑物安全（圖 4），現行輸油管道、輸氣管道工程設計規范關(guān)于管道與周邊建筑物、構筑物的距離要求，只是出于保障管道自身安全的考慮，不能作為執行的依據。管道保護法第十三條要求，管道建設選線(xiàn)應當與建筑物、構筑物和鐵路、公路等保持本法和有關(guān)法律、行政法規以及國家技術(shù)規范的強制性要求規定的保護距離，但是目前還沒(méi)有相關(guān)的法律、法規和技術(shù)規范可以遵循。所以，建議首先研究制定保護距離標準，并且明確什么樣的建筑物和構筑物需要設定保護距離。其次，制定保護距離標準，應遵循管道保護法提出的保障管道及建筑物、構筑物安全和節約用地的原則，兼顧管道和地方發(fā)展。再次，目前管道建設程序已經(jīng)理順，應盡量避免再設立新的行政許可事項，建議納入安全評價(jià)的結論中。 

圖 4 新建安置房臨近管道建設

  編輯部：近年來(lái)二氧化碳輸送管道開(kāi)始興起，它和油品輸送管道有何不同，如何從設計角度來(lái)保證管道的安全性？
  余志峰：二氧化碳輸送管道是碳捕集、利用與封存（CCUS）的關(guān)鍵環(huán)節，是連接減排技術(shù)與規�；瘧�用的“橋梁”，對實(shí)現碳中和、工業(yè)綠色轉型和能源安全具有戰略意義。二氧化碳輸送管道已納入了國家和地方規劃，在建和規劃的二氧化碳管道分布在環(huán)渤海、長(cháng)三角、珠三角和西北地區等重點(diǎn)區域，還有跨區域的骨干管網(wǎng)等。國內外圍繞二氧化碳管道開(kāi)展了大量的科研課題，標準規范也在逐步完善中。二氧化碳可以不同的相態(tài)進(jìn)行輸送，當采用液態(tài)、密相和超臨界輸送時(shí)，與油品輸送管道相似，在保證管道安全輸送上要重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面。
  （1）嚴格執行標準規范。國際上的主要標準規范有：ISO 27913：2016《碳捕集與封存（CCS）—CO2輸送管道系統》、DNV-RP-F104：2021《設計和運行二氧化碳管道》等；國內標準規范有：GB/T 42797―2023《二氧化碳捕集、輸送和地質(zhì)封存 管道輸送系統》、SH/T 3202―2018《二氧化碳輸送管道工程設計規范》，還有一些地方和團體標準，二氧化碳管道建設的標準體系正在逐步完善。在設計中應嚴格執行現行標準規范，來(lái)確保管道的安全性。
  （2）在工藝系統設計方面，要根據介質(zhì)特性、輸送規模、運輸距離等合理選擇氣相、液相、密相或超臨界等輸送方式。要做好壓力和溫度控制設計，保證在流動(dòng)過(guò)程和泄壓過(guò)程中相態(tài)的穩定。
  （3）在管材選擇上，要根據介質(zhì)組分和運行工況判定其腐蝕性，合理選擇耐腐蝕管材或采取其他內腐蝕控制措施。對于鋼制管道要進(jìn)行斷裂控制設計，防止長(cháng)程的延性斷裂擴展（圖 5）。

圖 5 超臨界二氧化碳減壓曲線(xiàn)與天然氣減壓曲線(xiàn)的對比示意圖

  （4）在管道失效風(fēng)險控制上，要合理評估二氧化碳管道泄漏或破裂的危害，并提出相應的預防措施。二氧化碳管道泄漏或破裂的危害主要包括近場(chǎng)沖擊波、低溫凍傷、窒息等造成的人員傷亡，以及遠場(chǎng)的二氧化碳及其所含的H2S、CO等雜質(zhì)對人體健康的威脅�？煽紤]采取足夠的埋深、防范第三方損壞的措施等降低失效概率，以及設置并應用管道泄漏監測系統，及時(shí)發(fā)現危害以降低管道失效后果。

編輯部：感謝您接受我們的采訪(fǎng)。

余志峰簡(jiǎn)介：教授級高級工程師，自1998年參加工作以來(lái)，一直從事管道線(xiàn)路設計和科研工作。主持或參與的工程分布于中國、利比亞、蘇丹、緬甸、喀麥隆、加拿大等國家，先后完成了國家科技支撐計劃、中國石油集團公司和管道局等課題十多項，多項科研成果達到國際先進(jìn)水平并填補了國內空白。主編國家標準、石油行業(yè)標準、中國石油集團公司標準5部，在各類(lèi)會(huì )議、核心期刊發(fā)表論文20余篇。