浅谈天然气长输管道完整性管理

摘要：天然气长输管道完整性管理是目前先进的管道管理方法，是一种持续改进的过程。文章从天然气管道事故原因分析出发，对管道完整性管理的概念及流程进行了阐述，并提出了完善我国天然气管道完整性管理的建议，确保天然气管道安全运营。

关键词：天然气长输管道；完整性；管道管理；管道事故；风险评估 文献标识码：A

中图分类号：TE973 文章编号：1009-2374（2015）18-0151-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.076

由于天然气管道大部分都是埋于地下，穿越的区域地形复杂，气体的压力较大，气体中常含有CO2或者H2S等酸性气体，较为容易发生内腐蚀现象，而管道的日常监测难度较大，再加上不可意料的自然灾害的影响，管道一旦出现泄漏或者断裂，将会引起大火、爆炸或者中毒等事故，经济损失大，社会影响大。管道完整性管理可以有效地对管道的安全进行评价，从而减小管道安全事故的发生概率，确保管道安全运行。

1 天然气管道事故的原因

2006年1月，四川省某输气站因天然气管道泄漏酿成爆炸惨案，造成10人死亡、5人重伤、60人轻伤的重大事故，爆炸的管段长度近100m，造成管道泄漏的原因是管线螺旋焊缝腐蚀破坏；2007年4月北京海淀区地下天然气管道也因为泄漏致使井下作业的2名工人中毒死亡，泄漏的原因为管道内腐蚀造成管壁穿孔。有关权威机构对国内近年来106起天然气管道事故的调查研究表明，由人为的外来损伤引起的占66%，由气候或者地质等外来损伤造成的占10%，因焊接、施工、材料和安装等缺陷造成的占8.5%，因管理不当或者违规操作引起的占6.5%，因内外腐蚀和应力腐蚀等造成的占4%，因材料老化和其他原因造成的占5%。由此可知，上述几种因素都是造成天然气管道事故的主要原因。天然气在输送过程中由于周边环境变化无常，其完整性呈不断下降的趋势，当下降到一定程度时就会出现管道安全事故。

2 天然气管道完整性管理

2.1 管道的完整性管理概念

管道的完整性管理是指管道公司根据影响管道安全的因素的变化情况，对管道运营可能出现的风险进行识别并采取一定的风险评估方法进行技术评价，并制定相应的应急措施，使得风险处于可控状态。运用检验、监测等方式来获取管道完整性相关信息，对主要的威胁因素进一步进行检测，并评估管道的适应性，使得管道运营保持持续改进的状态，达到预防与减少管道事故的发生，确保管道运营的安全可靠。

2.2 管道完整性管理流程

天然气管道完整性管理的流程包括辨识潜在危害、收集管道数据、风险评价、管道完整性评价和采取的减缓和响应措施。

2.2.1 辨识潜在危害。国际管道委员会PRCI根据对天然气管道事故的发生原因进行分析，按照与时间无关、与时间有关和静态等划分依据将产生的原因分为9类：内腐蚀、外腐蚀、应力腐蚀、不正确操作、制造相关缺陷、设备、焊接或制造相关、天气原因或外界影响和第三方或机械损伤等，可以根据这些潜在的危害类别来辨识风险因素。

2.2.2 收集和分析管道的信息与数据。根据收集到的管道的相关数据和信息进行整理分类，并建立数据库。一般包括建设期数据、运行期数据、管道材料数据、检查数据等。

2.2.3 风险评估。根据收集到的管道相关数据，对可能使管道失效的风险和危险事件进行辨识，并采取一定的评估方法来判断事故发生的概率及严重程度。然后汇总各段管道得出的风险评估结果，并对数据进行分析，将最终结果进行排序，并针对风险等级较高部分管道采取相应的管道完整性管理的维护措施。风险评价方法主要有定性风险评价方法、半定量风险评价方法和定量风险评价方法。定性风险评价方法目前主要采用风险指数矩阵，按高、中高、中和低风险来分级，该方法较为粗略，但可以快速将风险排序。半定量风险评价方法是以风险指数为参照标准对风险进行评价方法，可以有效地解决在定量分析中数据缺乏的难题；定量风险评价方法也称PRA法，将失效后果及概率代入计算公式中求出管道的总风险数值。该方法较为复杂，需要大量的数据来支持。

2.2.4 完整性评价。完整性评价是管道完整性管理的核心流程。其主要内容包括管道本体、站场设施和储气库等完整性评价，评价的工作主要有管道的适用性评价、站场设施的故障诊断、防腐涂层的有效性评价、地质灾害和地震的评估等。完整性评价是个综合性较强的评价过程，根据辨别出来的危险因素来选用完整性评价方法。而完整性评价方法较多，目前运用较多的主要有直接评估、压力测试和管道内检测等完整性评价方法。直接评估一般包括对管道内腐蚀直接评估ICDA、管道外腐蚀直接评估ECDA和管道应力腐蚀直接评估SCCDA等，根据腐蚀的程度来判断其增长率，然后根据数据库的相关信息对其腐蚀的减缓措施及修复方法。压力测试就是管道安装检验的常规方法，主要是通过一定时间内的压力差来判断管道是否发生渗漏现象。管道内检测是利用先进的设备在管道中运行来监测和记录管道内的金属损失、缺陷或者变形等情况。检测管道内外腐蚀引起的金属损失方法主要有超声压缩波检测、横向磁通检测、标准分辨率漏磁检测、超声剪切波检测和高分辨率漏磁检测等，其中横向磁通检测和超声剪切波检测也可以用来检测管道应力腐蚀的裂纹。除此之外，还可以运用第三方和机械损坏的金属缺陷和管径测量方法。

2.2.5 管道应急响应和减缓措施。管道管理公司应根据完整性评价的结果，对腐蚀较为严重的部位采取修复或者减缓的措施以消除管道运行不安全隐患，从而消除对管道完整性影响较大的危险因素，确保管道运营的有效性与完整性。

3 完善我国天然气管道完整性管理的建议

近年来，我国的天然气管道建设进程加快，随着工业的不断发展，将来还需要铺设大量的天然气管道。而目前国际上先进的天然气管道管理方法就是管道完整性管理，做好管道完整性管理可以有效地降低管道安全事故的发生概率，确保管道系统的安全可靠。我国也先后颁布了相关的完整性管理标准，并着手对检测技术和评价方法进行深入的研究。但目前我国的管道完整性管理水平与国际上对比差距还较大，还需要对以下四个方面进行完善与提高：

一是对管道完整性管理的范围进行明确，结合国外先进的管理经验，加快构建我国管道完整性管理标准体系，包括技术标准体系和管理标准体系。加快对相关规范和标准进行建立，使得管道完整性管理变得有法可依。根据目前我国的不同地区、不同时期的管道情况制定对应的分阶段、分层次的完整性管理计划，严格按照计划进行完整性管理。

二是在新的管道设计阶段，应对管道的设计图纸进行安全评价、安全预评价和安全验收等控制，使得新管道的设计合理与可行。对于新建的大型管道工程，在已有的管道设计和管道安装工程验收等安全评价的前提条件下，对管道运行的相关数据进行收集，及时地对基线进行评价，严格按照经过审批的完整性管理计划进行管道管理，使得管道管理水平不断提高。

三是积极研究管道完整性评价软件技术和评价方法。借鉴国际标准对管道腐蚀程度划分、管道风险程度等级、管道安全事故的可接受水平、管道的维护与更换标准以及HCA地区的划分等进行确定，从而加快天然气管道完整性体系的建设进程和科研成果的应用。

四是多方面收集管道管理相关数据，主要包括管道腐蚀、管道修复和管道监测等数据，建立大型的数据库，并创建数据共享平台，为风险评价提供重要的数据。加强管道缺陷的自动预警能力，对管道的防腐工作以及相关设备实行动态管理，从而确保管道运行的安全性。

4 结语

综上所述，天然气管道的完整性管理就是运用切实有效的监测与评价方法来对管道的风险进行评价，从而采取有效的改善措施来维护管道系统的安全。完整性管理的过程是持续不断的综合管理。只有这样才能不断地提高管道管理水平，延长管道的服役期限，确保天然气管道运行的安全可靠。

参考文献

[1] 李鹤林.油气管道运行安全与完整性管理[J].石油科技论坛，2011，（1）.

[2] 董绍华.管道完整性技术与管理[M].北京：中国石化出版社，2007.

作者简介：段德虎（1962-），男，山西临汾人，山西省国新能源发展集团有限公司副高级工程师，研究方向：煤矿管理与天然气长输管道建设、运行与安全管理。

（责任编辑：陈 倩）