管道应急抢险新挑战与新技术

文·图/本刊记者 赵原

中国石油管道应急抢险中心总经理李德宝

2017年4月7日召开的京津冀协同应对事故灾难试点工作启动会上，中国石油管道应急抢险中心被国家安全生产应急救援指挥中心定位为全国管道应急救援总指挥部。目前，油气管道安全面临哪些挑战？管道维护和应急抢险有哪些注意事项？为此，本刊记者采访了中国石油管道应急抢险中心（以下简称“抢险中心”）总经理李德宝。

抢险中心始建于1992年，前身为中国石油管道局管道技术公司，2011年1月15日，中国石油管道应急救援响应中心在抢险中心挂牌成立，成为中国石油集团公司五大应急救援体系之一。2016年，国内首个由国家安全监管总局挂牌的危险化学品和油气管道应急救援基地——国家油气管道应急救援华北（廊坊）基地落户抢险中心。

李德宝介绍，抢险中心是目前国内最具实力和影响力的管道维抢修技术服务与应急抢险专业化公司，以管道的应急抢险作业、管道带压开孔、封堵作业、储油罐机械清洗作业、管道投产及运营保驾、管道高新技术研发等为主体业务，具备从φ25 mm～φ1 219 mm、10 MPa压力以下、各种介质管道的不停输开孔封堵和动火连头能力。同时，抢险中心将应急抢险作业流程标准化、科学化，确保接到救援命令后第一辆车在15 min内装车完毕，赶赴事故现场；全部人员设备可在接警内1 h赶赴现场，极大地降低了人员伤亡和财产损失，以及次生灾害的发生率。

截至目前，除廊坊本部外，抢险中心在国内另设立了8家地区抢险中心（华南、华东、华中、山东、川渝、内蒙古、新疆、乌鲁木齐），共同构成了应急救援网络体系，做到了对国内管网业务的覆盖；同时在阿联酋设有办事处，在国际上设立了非洲、中东、东南亚三家地区抢险中心，同步进行业务拓展。

抢险中心下设维抢修技术研究所，专业从事行业技术研发工作，目前已获得专利66项，并参与编制了GB/T 28055-2011《钢制管道带压封堵技术规范》等多项国家标准和行业标准，是国内管道维抢修行业规则的制定者之一。

管道安全面临的挑战

谈到目前管道安全运营面临的挑战，李德宝指出：“最早，管道运输的介质只是单一的原油，后来发展了成品油管道，现在还有气管道等……”运输的介质种类越来越多，随之而来的管道安全运营难度也越来越大，安全责任相对也越来越大。“比如气体管道，要增加运行速度和输量，满足下游需求，就要建立一些大型压缩机，运行压力要达到10～12 MPa，压力的增加带来危险系数的增加，维抢修的难度也大大增加。”

此外，第三方破坏、腐蚀穿孔等问题也是近些年管道泄漏的重要原因。第三方破坏，如施工作业等外力的破坏使管道受损，如2013年在广东湛江，中海油崖城13-1项目，就是由于一个管线被船矛捅破，使得420 m的管线需要换管。而腐蚀穿孔，则是由于管线老化、运输介质里含有硫等腐蚀性物质、管道运行不按规程等原因，造成管道腐蚀问题加速。同时，山体滑坡、泥石流、地震等自然灾害也会对管道造成破坏。

李德宝说，除了以上客观存在的诸多挑战，由于管道工艺的改进，输送安全等级需要也越来越高。“比如高钢级管道，钢级越高，能够承受的压力越大。但是钢级高，带来不利一面就是脆性大。对于我们应急抢险来说，就带来了新的挑战。一方面对于我们的开孔刀具是一种挑战，我们才刚突破X80钢级的开孔刀，现在要着手研究X90、X100。另一方面，钢性越高，可焊性也就越差，对抢维修时的焊接工艺也形成了新挑战。”

管道应急 “让风险可控”

山东省青岛市“11·22”中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故发生后，引起了社会各界对于管道应急抢险安全的关注。该起事故即由于管道腐蚀造成泄漏，且现场应急处置措施不当导致了爆炸。那么，在管道应急抢险中应注意哪些问题呢？

李德宝说，在管道应急抢险过程中，首先要对现场情况进行研判，开展风险识别，“我们这一行业风险是巨大的，但是如果我们有效地进行风险识别和管控，让风险可控，就可以有效避免事故发生。”具体到类似“11·22”事故中的管道泄漏情况，李德宝介绍了抢险队伍的工作流程：到达现场后，首先要检测油气浓度，并设立风向标，操作人员要在上风口作业。第二，要进行现场警戒，设立一个警戒范围，要联络地方政府、公安、医疗、消防力量到达现场，实现企地联动、警企联动。第三，地方政府和相关力量到位后，要对这个事故点，管道的状况、走向和周边的地理情况进行了解，比如周围有没有暗渠等。“我们在以往的抢险过程中曾遇到过有暗渠的情况，泄漏的油品通过暗渠都流到了附近的一所学校里。如果我们仅仅围绕一个泄漏点，为了抢险而抢险，那么后果将不堪设想。”李德宝说。第四，根据泄漏的情况判断是否需要疏散周边的居民，以及要疏散方圆多少千米内的居民，“这就需要警方、地方政府的协助。”最后，还要判断泄漏油品的流向，最终流到了哪里，做好安全、环保等各项措施。

李德宝还强调，在维抢修作业过程中，保障安全的关键就是按照操作规程去做。“哪怕一个拧螺丝的环节，我们都有操作规程，第一个螺丝拧哪一个、拧几号螺丝、用什么扳手、拧多少下、用多大扭矩等，都必须按照规程操作。要知道所有的事故都不是偶然的。如果不按规程操作，事故的发生将成为必然。”

管道抢修技术新突破

作为国内管道维抢修行业的开拓者和领军企业，抢险中心在近些年的管道抢险实践和研究工作中，突破了很多技术难题。“比如小口径封堵，2005年，西气东输一线曾发现直径仅有6.7 cm的引压管上的阀门出现内漏、泄漏等现象。要解决这个问题，通常的做法，要把整个管线的气体都排放干净。而我们研制出在线不停输对小口径引压管改造的方法，在不影响管线正常运营的情况下，将707个点的阀门全部进行了更换。小口径不停输封堵的难度在于，管壁薄、压力高，相当于人类的毛细血管，焊接时稍微深一点就要穿孔，不够深的话又焊不透，相当精细。”李德宝介绍。目前，该项小口径不停输封堵技术已获得专利，并成功应用于1 100多处改造点。

2015年8月，天津港危险品仓库发生“8·12”特别重大火灾爆炸事故，在危化品清理过程中，部分集装箱、罐体因无法识别，不能贸然开启转运，严重阻碍救援清理工作。8月18日，应天津市副市长要求，抢险中心先后投入抢险人员30多人，开孔封堵、抢险车、制氮车、无人机等大型车辆设备30台（套），历时23天。抢险中心通过密闭开孔、注氮封存等技术，对集装箱和罐体内的未知化学品进行取样，完成了危险化学品的排查工作，为解决天津港爆炸清理工作这道世界级难题提供了科学的依据。“在取样过程中，由于集装箱和罐体内的化学品未知，不能动火，因此不能使用普通的焊接开孔工艺，最终决定采用粘接方式进行，但是由于集装箱、罐体表面不平，粘接容易产生缝隙。因此在中心内反复进行实验后，才最终摸索出了安全、适用的开孔方案，解决了取样难题。”李德宝说。

管道维抢修作业中使用的各型号夹板阀

模拟海底管道维抢修的试验釜

2015年12月，深圳光明新区发生“12·20”特大滑坡事故，西气东输二线深港支干线因滑坡造成断裂，抢险中心应邀参加抢险，先后投入抢险人员50多人，抢修设备20台（套），作业人员连续奋战72 h，确保了及时恢复向香港供气。“我们当时带去了一个新工艺——X射线数字化管道焊缝检测系统，即焊接完成之后要给焊口‘拍片’，看有没有夹渣、气孔、裂纹，有没有缺陷。传统工艺每个焊口‘拍片’需四五个小时，但是我们这次‘数码拍片’每个只用10分钟。大大缩短了抢险时间，及时向香港恢复供气的同时，也消除了天然气管道暴露在地表的潜在安全隐患。”李德宝自豪地说。

2016年4月，抢险中心自主设计的H1500海洋管道开孔机，圆满完成崖城13-1气田KP694作业点的水下带压作业任务，行程精度达到了0.01 mm，开创了国内首次使用自主研发设备进行水下带压作业的先河，实现了我国管道抢险作业由陆地向海洋拓展的战略转型。

崖城13-1气田位于海南岛以南约90 km的海域，总长约778 km。这条管线是中海油为香港供气的唯一通道，已服役20年。管线于2013年受到外力破坏进行了临时性维修，此次是进行第二阶段的永久性修复作业。该项工程的作业点处水深为28.9 m，管输压力5.7 MPa，水下能见度差，这给开孔抢险带来了诸多不可预知的困难和挑战。为确保项目万无一失，抢险中心特别研制了H1500海洋管道开孔机。该开孔机采用全程自动化控制，运行过程中实时监控行程、压力、温度、转速等各个参数，导向栏自动解锁，行程精度达到了0.01 mm。设备经过多次模拟实验，完全达到海下管线带压开孔要求，填补了国内该类设备的空白。

任重道远

采访的最后，李德宝向记者畅想了我国管道维抢修的未来。李德宝认为，未来管道维抢修工作应逐渐向管道完整性管理转变。“管道完整性管理，就是给管道定期体检、建立档案，对管道问题采取针对性措施。比如外部的挖沟、动土影响到管线安全，通过光纤预警装置就能判断出来，然后通过无人机巡线，就能对预警信息进行确认，并从外部直观找到管道受损的位置。针对管道腐蚀，可以通过管道检测器来判断里面的腐蚀状况，管道腐蚀情况原来可以定性检测，现在已经发展到可以进行定量分析，就像给人体拍CT、核磁的原理一样，判断管道的健康状况。如此一来发现问题及时加以修复，提前进行处理，将会大大减少事故发生的概率。”

在给管道“体检”的技术方面，也有很多发展空间，李德宝举例说，传统的管道检测器为了保证检测的精准度，运行速度要求不能超过5 m/s，“但是实际在管道内运行情况往往会超出这个速度，很难达到检测要求。”目前抢险中心也在探索新型管道检测器，使得保证检测质量的前提下检测速度可以提高到25 m/s，符合管道正常的运行速度。另外也可以大大缩短检测周期。

在维抢修工艺方面，李德宝提出，抢险中心下一步的研究方向将聚焦于氢气、LNG低温管道以及其他特殊介质管道的疑难技术突破，并向更高钢级、更大口径的开孔封堵技术领域迈进。将自行研制智能开孔封堵技术，从而实现300 m水深的维抢修能力。