姚伟

中国石油管道公司

20世纪90年代以来，油气管道完整性管理在国际上普遍得到认可和推广应用。其内涵是 对油气管道运行中面临的风险因素进行识别和评价，通过监测、检测、检验等各种方式，获取与专业管理相结合的管道完整性的信息，制定相应的风险控制对策，不断改善识别到的不利影响因素，从而将管道运行的风险水平控制在合理的、可接受的范围内，最终达到持续改进、减少和预防管道事故发生、经济合理地保证管道安全运行的目的。同时管道完整性与管道的设计、施工、运行、维护、检修和管理的各个过程是密切相关的，目标是使管道始终处于安全可靠的服役状态和受控状态，在物理上和功能上是完整的，可通过适时采取的行动防止管道事故的发生。

中国石油管道公司成立于1999年，是目前国内唯一拥有建设、运行、科研和技术服务等业务 的综合性管道公司。管理运营14000公里在役油气管道，其中包括漠大线、长呼、兰郑长、秦沈等新建管道，还包括已经运行超过40多年的东部老管道，这些老管道普遍处于失效浴盆曲线的事故高发期，安全压力较大。多年来，公司认真推行管道完整性管理，不断趋于精细化和信息化，实现了从被动式管理到主动式预防管理的转变，从事后抢修到事前维修的转变，管道的运行风险得到有效控制，本质安全普遍提高，事故发生率持续减少，基本实现了安全平稳运行。

管道完整性管理实践

跨入新世纪以来，随着公司管道业务的快速增长，管道的管理难度也不断加大。始建于上个世纪七十年代的老管道存在非常严重的管体腐蚀缺陷和大量的焊缝缺陷，近年来发生了多次螺旋焊缝开裂和腐蚀泄漏事故。新建管道由于穿越了黄土、沼泽、山区以及多年冻土区域，滑坡、坍塌、泥石流、冻胀、融沉等自然灾害时有发生。加之随着我国经济的发展和城镇化建设的加快，违章占压、打孔盗油和第三方施工伤害发生的频率显著增加，严重威胁着管道安全。

2005年，公司首先成立管道完整性管理技术及体系研究科技攻关小组，开始了管道完整性管理及相关技术的探索与应用推广工作。 2006年， 公司在国内首次清晰地提出开展完整性管理工作的6步循环，即数据采集、高后果区分析、风险评价、完整性评价、维护与维修和效能评价。通过循环实施，不断提高完整性管理效果。编制了中国石油企业标准《管道完整性管理规范》，明确了开展管道完整性管理的目标、内容、流程、实施方式和相关的标准及专项技术，先后在庆铁线、兰成渝、涩宁兰等管道上实施。

数据采集。开展历史数据恢复和数据更新工作，精确测绘了管道路由，使得管道中心线全面复测及纠正。通过管道遥感图像更新，对管道沿线环境数据进行了系统调查，包括管道两侧建筑物、人口、河流、铁路、公路等，提高了对管线基本情况的认知，为全面分析历史事故、环境、本体缺陷，实现基于数据的分析评价奠定了基础。

高后果区分析。管道发生泄漏或者破裂等事故，会对周边公众生命安全及其财产、环境、社会等造成很大伤害或损失，该区域即为开展完整性管理的重点区域。保证高后果区的安全，则可以避免较大的环境或人身伤亡事故。通过高后果区分析发现，管道周围人口稠密、活动频繁，而且无法规避的区域较多。如庆铁线有1/3的管道路由为高后果区，主要是人口密集区，穿越河流、铁路等，该管道已经从设计时远离人口密集区变为部分管道位于城镇中心，管道管理的重点发生了重大变化。

风险评价。识别出管道潜在风险，明确管理隐患，为事故的预防提供依据。公司在现有国际评价方法的基础上，自主开发了Riskscore定量风险评价软件，可对管道面临的各类风险进行量化 排序和评价，从而制定合理措施有效应对。自2007年以来，管道公司每年都要对所辖管道进行风险识别和评价工作，评价结果将直接作为第二年固定资产投资和大修理立项的主要依据。如公司通过对庆铁线的风险识别，排序找出了9个高风险管段，提出并实施了针对性的风险预控方案，实现了对制造缺陷、腐蚀、第三方破坏、误操作和设计隐患风险等方面受控的目标，并采取了改线、更换管体、补强修复等多种针对性应急方案，极大降低了运行风险。

完整性评价。通过对管道的剩余强度、缺陷性质、发展速度等开展安全评价，为制定修复计划和优化再检测周期提供数据决策依据。公司所辖管道的管体缺陷主要是螺旋焊缝和环焊缝缺陷，而国际上对螺旋焊缝缺陷的检测与评估一直是空白，传统的超声、漏磁等检测与评价技术难以检测出螺旋焊缝未熔合、未焊透等缺陷，缺陷程度无法分级，针对性修复也无法进行。公司开展科研攻关并与GE PII公司开展国际合作研究，利用先进的三轴高清漏磁检测技术，研制完成了螺旋焊缝缺陷检测信号特征的识别方法、尺寸评定模型，解决了螺旋焊缝信号异常评定缺陷类型和尺寸判定难题，实现了螺旋焊缝缺陷检出率超过90%，尺寸评定精度达到±15%，现场验证符合率达到100%。经过近3000公里管道的应用和现场开挖验证表明，该检测技术和评价方法精确可靠，填补了管道螺旋焊缝缺陷检测与评价方面在国际空白，为螺旋焊缝缺陷检测与评价提供了一种可行、可靠的技术选择。

维护与维修。根据风险评价结果，针对可能存在的威胁制定和执行预防性的风险减缓措施。然后通过效能评价，发现管道完整性管理过程中的不足，提高管道完整性系统的有效性和时效性。在东部管网的大修过程中，科学的缺陷维修方法和采取碳纤维复合材料修复螺旋焊缝的修复方案，大大提高了管体缺陷修复的效果，保证了老管道的再利用和安全运行。

经过广大科技人员和管理人员的坚持不懈努力，公司管道完整性管理得到了较好推行，取得了积极进展。

一是建立了完整性管理专业队伍。公司管道完整性管理中心共有研究管理人员18名，专业涵 盖完整性管理各个领域，有博士研究生学历的9人，有硕士研究生学历的9人，有2人被聘为集团公司专家，有8人被聘为高级工程师。加强基层分公司管道完整性管理人力资源的开发，启动公司完整性管理人员资质培训与取证，实现三个等级的管理人员全面受训，全面获得资质，为公司深入开展完整性管理提供了人才和技术保障。

二是建立了完整性管理标准体系。颁布了系列的完整性管理标准，精细实施管道完整性管理六步循环，逐步实现管道管理工作的规范化。规范了数据采集管理流程，建设管道完整性管理系统（PIS），建立健全公司管道完整性信息。连续4年开展高后果区识别和风险评价工作，实现了基于风险的管道管理。全面系统开展检测评价，努力提高管道的本质安全。全面系统地开展内检测、外检测工作，根据完整性评价，有计划的开展修复工作。推动完整性管理的纵深应用，转变计划投资方式，将风险评价结果和完整性评价结果作为投资立项的直接和重要依据。承担了《管道完整性管理规范》、《管道延寿推荐作法》等国家标准的编写工作。

三是完整性管理技术与国际接轨。公司与GEPII进行国际合作，成功突破了螺旋焊缝缺陷检测与评估这一世界难题，获得世界管道行业最高级别的奖项——美国机械工程师协会（ASME）颁发的“全球管道奖”。公司与ASME（美国机械工程师协会）签订合作协议，连续成功承办了两届国际管道年会，并且定期邀请ASME高级顾问开展管道完整性管理标准的培训。公司加入了PRCI（国际管道研究协会），并承担了 “管道环焊缝缺陷内检测与评价技术研究”（编号NDE-1-6）的研究工作。公司还多次派出代表团参加IPC 国际管道会议，在2012年9月卡尔加里管道会议上，公司技术人员撰写文章22篇，占入选论文总数的5.9%。申报了ISO国际标准《管道完整性管理规范》（ISO-19345），获得ISO TC67 SC2工作组投票通过，这是我国石油管道行业第一次承担ISO标准的编写工作。

四是有效提升公司整体管理水平。实现了管道完整性管理覆盖率100%，实现了100%高后果区识别和风险评价，内外检测全面展开并趋于常规化，管道管理已经由事后应对管理向事前预防管理转变，完整性管理成果被广泛的应用于计划和大修理项目的投资计划、工艺运行和应急管理，促进了公司整体管理水平的提高。

管道完整性管理面临的挑战

当前管道完整性管理的推广应用迎来了前所未有的机遇，同时也面临新的挑战。新建管道向着高等级钢、大口径、高压力方向发展，管道所经过区域环境呈现多样化、复杂化，高后果区呈增加态势，违章占压、打孔盗油、第三方施工伤害屡禁不止，提升管道安全迫切需要全面推行完整性管理。但制度保障、关键技术储备、设计和施工标准以及观念素质等方面还不能够完全适应形势的要求。

1、推行完整性管理缺乏有效的制度保障。管道安全监管存在政府多头管理、职能交叉重叠冲突等问题。如国家层面有公安部牵头的部际联席会议制度统筹全国油气田及输油气管道安全保护工作，但《石油天然气管道保护法》又明确规定国务院能源主管部门主管全国管道保护工作。又如，《特种设备安全法》规定，长输管道的 生产（包括设计、制造、安装、改造、修理）、经营、使用、检验、检测的安全监督管理部门为特种设备安全监督管理部门，而《危险化学品安全管理条例》则规定安全生产监督管理部门负责油气长输管道安全监督管理综合工作，对新建、改建和扩建长输管道的建设项目进行安全条件审查。管道完整性管理作为国际公认的预防事故的科学方法，至今还未形成国家标准，已影响推广工作的开展。

2、新建管道完整性管理开展深度不够。新建管道如果从设计、工程建设一开始不能很好严格把关、控制质量、收集资料，就会给日后运行带来很大问题。如漠大线、兰郑长、秦沈线等管道均存在不达标焊缝问题。部分新建管道水压试验中发生过爆管，证明存在不符合要求的管材；部分新建管道的防腐层补口质量存在问题，甚至有未补口环焊缝；管道回填造成管道凹坑缺陷、防腐层损伤等；管道光缆埋深不足，光缆被挖断现象多发。建设期遗留的管道占压和周边居民补偿纠纷，给管道管理和日常维护带来了很多问题；新建管道资料移交困难，存在难以及时向地方政府提交管道资料的不合规风险；三桩一牌普遍不符合要求；水工保护设施设计标准较低，施工质量参差不齐，保护效果受到影响。上述问题给推行完整性管理带来不利影响。

3、老管道基础数据缺失影响工作开展。部分老管道建于70年代，原始记录多为纸质数据，缺失较多，特别是管道历史改造和运维数据记录不全，缺少对环境、人口、地质等数据的系统采集 和整合，以及对本体、环境等事故可能性评估，为完整性工作带来困难。有些管道存在斜接弯头、变形、内突物、收发球装置不健全，管道内积物过多、无法清管、焊接缺陷等问题，缺少可用的检测技术。无法开展内检测发现管道本体的缺陷，控制泄漏也就无从谈起。

4、关键技术储备积累不足亟待开发。主要表现在以下六个方面：一是焊缝缺陷检测及评价技术方面。包括天然气管道裂纹性缺陷的检测技术、液体管道环焊缝缺陷的检测及评价技术、基于应变的凹坑评价技术、各类内检测设备及技术的验证和评价方法、管道附加应力的检测监测和评价等还有待进一步研究突破。二是高钢级管道进行焊接控制和在役维抢修方面。国内还没有成熟的经验，应用何种焊接工艺和方法应对在役管道的抢修焊接是一个急需解决的难题，特别是焊缝缺陷的维修、凹坑的评价修复、管体的应变疲劳等都同低强度钢有着本质的不同。三是不可内检测管道的寿命评估和安全控制方面。老管道建设时所使用的弯头、变形和结蜡等问题影响了管道的可通过性，使得不清管状态下的缺陷检测与评估技术需求更加急迫。四是冻土管道运维技术方面。当前在高寒地区运行工艺、线路管理、管道维抢修、冻土灾害监测、阴极保护等方面的技术还处于积累总结阶段，特别是对低温地区的线路管道设计、施工技术等还需要更深入的研究以提高本质安全。五是泄漏监测和安全预警技术方面。公司所研发的基于压力波原理的液体管道泄漏监测技术虽然成功应用，但对于复杂工况下和天然气管道的泄漏监测仍处于研究和试用阶段。针对偶然的第三方伤害和蓄意破坏，如何在第一时间进行预警并准确定位，仍需要大量的经验积累和完善。六是缺陷修复方面。针对老管道螺旋焊缝缺陷开裂问题，三轴高清漏磁检测技术和缺陷信号特征分析找到了大量缺陷，需要尽快开发在不具备彻底换管条件下对较长螺旋焊缝缺陷在线修复技术，从而提高管道的使用寿命和可靠性。

5、部分工程设计和建设施工标准滞后。由于不同的责任主体对标准的认识和要求不同，标准往往成为业主、合同承包方等多方的妥协物。存在标准或者技术指标相对滞后，要求偏低，标准空缺等都会严重影响管道本质安全。如：环焊缝的焊接质量是保证管道运行安全的根本，目前却缺少对焊缝焊接关键指标的要求和验证，部分要求偏低。正常的X65钢的抗冲击功在200J附近，可标准设定达到35J就可以满足要求，偏差太大，不易于质量控制和对其可靠性的评估。地质灾害设防标准低。在管道选线设计时，应避开不安全的区域和环保区域，对无法避让或预测的运营期间可能发生的其他问题应采取应对措施。但目前部分设防标准偏低，如油气输送管道穿越大中型河流洪水设防标准远低于国内铁路公路部门，也低于欧美一些国家标准，俄罗斯甚至要求对重要河流穿越采用一用一备。由于缺乏明确的技术标准要求，造成部分重要阀室距离河流较远，未能避开重大地质灾害易发区，甚至部分管道选择在山区陡峻斜坡地段横坡敷设，在不稳定河谷地段反复穿插并长距离敷设，没有尽可能绕开高含冰冻土及沼泽区域，为管道安全埋下了隐患。完整性管理需要精确的管道数据作为风险识别和评估的基础，管道建设期缺少规范的数据采集和验收技术标准，造成部分关键数据不准或缺失。如工程施工数据和内检测里程数据很难匹配，管道位置和设计资料偏差等都影响对管道的认知。

6、完整性管理队伍建设亟待加强。由于管道完整性管理不同于传统的管道管理，对相关人员要求具备一定的风险、材料、力学等方面的基础知识，并熟悉管道工艺和日常管理，需要一支管道完整性评估和专业工程师队伍。目前工程师专业化培养和考核方面存在许多不足，对所从事专业缺少系统的认知，数量、素质等还远不能适应管道完整性管理业务发展的需要。对新建设管道评估发现，提高建设单位和施工人员完整性管理意识，对提升施工质量和管道本质安全有重要意义。同时，也要不断提升企业管理者的意识，充分认知完整性管理的理念和价值，增强开展完整性管理的紧迫感，从要我干变为我要干，真正实现从被动式管理到主动式预防管理的转变。◢

（作者：中国石油管道公司总经理）

2014年第6期（总第19期）