董绍华

中国石油大学（北京）管道技术与安全研究中心

新世纪以来，我国管道安全领域取得一批先进技术成果和方法，引进了管道完整性管理，制订了若干技术标准规范，不断强化核心竞争力，提升国际化管理水平。但管道重特大事故仍然时有发生，表明我国管道安全保护领域仍然存在盲区和不足。 2013年青岛“11·22”输油管道泄漏爆炸事故，因长期缺乏有效的管道完整性保障措施和方法，未发现管道薄弱环节，多个因素交织到一起，最终损失惨重。事故带来的启示是：管道管理者如果提前掌控可能存在的风险点，并对未来发展趋势做出研判，依据风险大小提前预控，就完全可以将事故隐患消除在萌芽状态。

值此青岛“11·22”事故5周年之际，分析长输管道安全保护工作所面临的一些深层次问题，并尝试提出解决的思路和方法。

1 管道安全保护面临的难题

1.1 管道路权权益问题矛盾突出

一是管道税收利益矛盾。现行税收体制规定管道公司注册地为纳税地，导致管道所穿越的大部分地区提供了土地却不能享有税收贡献，政府还要承担安全风险，影响了地方保护管道的积极性。

二是管道建设与地方发展的矛盾。特别是土地资源紧张的地区，管道通过路权与地方城乡建设往往产生严重冲突。管道建设规划没有真正纳入地方土地利用总体规划和城乡建设规划，融合度不高，管道周边土地规划利用管理混乱。

三是管道临时用地与补偿不到位的矛盾。管道敷设属于临时用地，但运行期一般要50年左右，因保护管道安全，需要对管道上方土地限制使用，但没有给土地使用人应有的补偿，造成双方利益冲突。

四是管道运行引发作物减产的矛盾。输油管道加热温度较高、天然气管道内部温度较低，引起管道上方农作物生长节律紊乱，一些地区出现减产，引发群众不满情绪。

五是地方政府对管道安全性缺乏正确认识。“11·22”事故发生后，地方政府部门普遍重视了管道安全管理，但又对安全问题存在恐惧心理，有的对管道建设不支持不欢迎，不愿承担管道保护的领导责任，有的随意要求管道搬迁改线，新建管道路由选择成本越来越高并更加困难。

1.2 管道安全技术面临的难题

（1）第三方防范技术

对打孔盗油和施工挖掘损坏仍以人防为主。ONE-CALL系统尚未建立，社会参与度低。预警预报技术没有实质性突破，北斗卫星、遥感技术、无人机巡线技术仍然处于局部应用和适用发展阶段，不能完全代替人工巡线。光纤第三方入侵技术仍然存在误报率高、灵敏度低、光纤振动信号微弱等情况。基于大数据的第三方防范技术、基于视频的第三方影像识别技术还处于研究阶段。

（2）高钢级管材焊缝安全

随着X80级以上高钢级管道的应用，以及在役老旧管道越来越接近失效的高发期，管道环焊缝开裂成为失效的主要因素。贵州晴隆“6·10”管道事故证实高钢级管道运行存在一定风险，需要研究复杂应力状态下高钢级焊缝容许的应力、应变极限状态，以及焊接的金相组织结构、焊接工艺热处理、焊缝的最大失效抗力等多因素耦合的问题，尽快建立焊缝内检测数据与无损检测射线图像的表征关系，找出存在的缺陷。

（3）老旧管道检测困难

目前我国油气长输管道已突破13万公里，约60%服役时间超过20年，进入事故多发期。老旧管线存在不同程度腐蚀、裂纹、应力集中等缺陷。应力状态长期处于交变载荷环境，有的处于河谷地带、大江大河穿跨越等地段。目前高清内检测技术难以有效量化焊缝的体积型和裂纹型缺陷，并且清管受到诸多条件限制。

（4）天然气管道泄漏监测

天然气管道泄漏监测方法较多，各有利弊。数据分析法主要依据scada采集的数据，以及流量计温度、压力、流量等数据找出泄漏的位置，缺点是定位精度低、反应慢。次声原理法属于微弱信号范畴，加之环境噪声的影响，加大了对泄漏信号提取的难度，影响了泄漏监测与定位，小泄漏的判断定位难度较大。负压波法要求较大的压力降，适用于大泄漏或突发泄漏。音波（声波）法因其波长短、频率高等自身特点，衰减速度比较快，长距离很有可能检测不到信号。天然气泄漏监测技术亟待完善提高。

（5）管道大数据深度挖掘

大数据的应用案例相对较少，仅限于在管道风险分析、内检测等方面的初步探索，还没有实质性应用。管道系统大数据的形成还处于起步阶段。如何提升模型的适用性和针对性，有效应用于管道运行管理及评估，把各环节产生的数据、信息系统等集成于一体还有待攻关。

（6）地区等级风险评价和管控

有些在管道建设期人口稀少的地区，现在已变成人口稠密的市区中心地带。根据中国石油所属22个地区分公司的初步调查，地区等级升级点达到9 800多处。管道沿线地区等级升级的情况越来越多，对在役管道的安全管理提出了挑战，必须采取风险控制措施应对地区升级带来的一系列问题。我国目前缺乏地区等级升级的风险评价标准和管控措施，政府和企业对地区升级管控均有顾虑，一旦标准出台，对企业风险管控目标的落实是一个挑战。

（7）智慧管道成果尚不能满足需求

智慧管道突出特点是管道数据深度挖掘与智能化决策支持。目前国内智慧管道建设均处于数据采集和存储阶段，缺乏深度分析和决策支持应用，基于大数据的管道泄漏监测和预警、灾害预警、腐蚀控制管理仍然属于空白，基于大数据的决策支持平台尚未建立，制约着智能管网的应用需求。

2 管道安全保护的保障措施

（1）建立完善政企合作机制和地企利益纽带。一是建立管道保护联席会议制度和警企安全联防制度。二是推动建立分税制和土地补偿机制。三是从源头加强油气管道规划设计，与地方城乡规划以及其它专项规划的统筹衔接。 四是按照后建服从先建的原则，及时处理占压和安全距离不足等隐患。

（2）建立第三方安全技术防范体系。尽快以省为单位建立ONE-CALL系统，发展第三方预警预报技术群，研究位置大数据、影像识别、人工智能等技术的应用。

（3）加强地区等级和高后果区管理。做好完整性评估，尽快制定管道地区等级升级风险管控技术规程和行业标准，尽快出台高后果区不同控制管理区域的相关标准。

（4）开发油气管道安全保障关键技术。重点研究超声裂纹检测、电磁控阵、压电超声、电磁感应、电磁涡流技术等，管道内检测逐渐由传统金属损失检测向管道应力、管道裂纹、管道焊缝识别等非损伤型缺陷检测方向转变。

（5）开展智慧管道决策支持技术与平台研究。重点是管道运维大数据的数据融合处理技术、多源异构数据模型的构建、基于大数据的智慧管道业务决策支持模型和关键设备诊断及决策支持平台、决策支持技术的开发以及智慧管道安全状况的深度分析等，满足大数据时代随机样本向全体数据转变、精确性向混杂性转变、因果关系向相关关系转变的理念。

（6）开展人工智能技术的研究。重点包括第三方人工智能巡护、无人机巡检智能化、人工智能应急决策支持、设备故障诊断人工智能化、管道地质灾害智能控制与预防，以及管道的风险评价与完整性评价的人工智能交互等方面。

作者：董绍华，博士，教授，博士生导师，第五届国家安全生产专家组成员，国家质检总局特种设备压力管道技术委员会委员、 NACE 国际完整性技术专家委员会主席、北京石油学会理事兼石油应用与储运专业委员会主任，现任中国石油大学（北京）管道技术与安全研究中心主任。