炼油与化工企业长输油气管道完整性管理技术分析

纪承祖

（中国石油化工股份有限公司金陵分公司，江苏 南京 210033）

我国经济的发展推动了管道业的大力建设，在管道运行中，由于油气具有易燃易爆等特点，且腐蚀、自然灾害等各种风险都可能导致管道泄漏，引发较大的安全事故，带来不良的社会影响，所以，管道的安全运输是炼油与化工企业需解决的一大问题。管道完整性指的是管道的功能处于受控状态，管道完整性管理指的是对任何影响管道安全运行的因素进行一体化完整，以保证管道的安全运行，通过对管道运行中可能面临的风险，采取相应的技术进行识别、分析，并制定有效的对策，将风险控制在可接受范围之内。长输油气管道完整性管理技术的应用，有助于提升管道的运行安全，降低风险的发生概率，实现管道的标准化管理。

1 炼油与化工企业长输油气管道建设及管理现状

油气管道运输的成本比较低，能够连续性作业，在实际运行中方便管控，已经成为了油气运输的重要方式。我国的油气管道建设起步比较晚，但是发展十分迅速，已经发展成为北油南运、西气东输、西油东进、海气登陆的格局，在很大程度上推动了我国的经济发展。目前，我国已经发展为世界上最大的油气进口国之一，人均消费量也不断上升，消费需求的增加，离不开庞大的储运设施，我国的油气骨干管网架构已经形成，但是仍有待完善。管网油气储备、运输能力较低，并且远远低于发达国家的发展水平，管道建设存在较大的发展空间。长输油气管道在建设存在一定的问题：（1）未实现所有地区供应天然气，还需提升天然气管网的覆盖面积；（2）输配管网的建设相对较为落后，油气储存能力较低，特别是天然气，储存能力远未达到国际水平；（3）管道的安全管理水平较低，存在较大的安全隐患，保障管网的安全运行是当前的一大问题。

在炼油与化工企业长输油气管道管理中，安全管理问题较为突出。首先，在长距离管线施工中，部分人员存在侥幸心理，缺乏安全意识，没有做好安全防范措施，导致安全事故频发。同时，部分管理人员专业水平有待提升，导致管理水平较低。其次，管道安全管理过于形式化，甚至为了赶工期，而忽略了安全管理的重要性。缺乏完善的安全管理制度，导致执行力较低。最后，盗采现象较为严重，尤其是开孔盗采，会严重影响长输油气管道的正常运行，并且对管道安全管理产生较大影响。

2 完整性管理技术发展现状

20世纪70年代，发达国家在二战后建设的油管存在较大的老化现象，导致事故频发，在经济的不断发展下，能源需求量逐渐增加，亟需建设新管道。针对当下管道存在的问题，如何在合理利用的基础上建设新管道是备受关注的一大问题。美国30年前为防止破坏管道的行为颁布了《管道安全法》，有关管道企业开始了管道完整性管理技术的研究，但存在一定的局限性，过于注重管道的检修，未形成完善的体系。进入90年代后，完整性管理技术获得了发展，人们逐渐意识到管道完整性管理的重要性，一些管道企业开始注重管道的安全、可靠性管理，并提出了管道完整性管理计划，形成完善的完整性管理体系，在政府、企业、科研机构的合力下，有效推动管道完整性管理技术的发展。当前，国际上比较注重管内检测，在科技的不断发展中，建立了相应的评价标准，将研究重点放在体积型缺陷的完整性评价中。由于完整性管理技术是一项系统化技术，其中涉及多项内容，贯穿管道全生命周期的管理，框架较为复杂，所以，国际上并没有形成统一认识，任何一个管道完整性管理系统都无法适用于所有的管道管理。

我国的管道完整性管理技术正处于起步阶段，其中最关键的内容是管道的可靠性评价，主要采取无损检测技术，结合定量测量以及定性分析，明确缺陷的位置，预测管道剩余寿命，但是，这样的安全性评价技术缺乏可靠性分析，未提出具体的措施，存在较大的局限性。在油气管道业的不断发展中，我国开始注重安全评价的研究，并取得较好的成果。在完整性管理中，风险评价是非常重要的一部分内容，但在风险评估中存在一定的主观性和计算误差，导致无法满足实际要求。风险管理的主要目的的实现资源的优化配置，将风险控制在可接受范围内，但我国还需继续研究，以更好地适应我国的实际情况。我国部分单位由于发展需求已经开展了完整性管理技术的研究，例如，安全评价技术、风险评价技术等，主要以腐蚀危险为主，对体积型缺陷的失效类型进行研究。与发达国家相比，我国的管道安全完整性、系统性等较为落后，应结合实际国情，形成可靠的完整性管理技术，保障管道的安全运行，提升管道管理水平。

3 炼油与化工企业长输油气管道实施完整性管理的必要性

炼油与化工企业长输油气管道开展完整性管理工作已经成为必然。一方面，完整性管理是管道建设的需要。管道运输对经济发展有着积极的促进作用，我国与发达国家相比存在较大的差距，若无法从管理层面提升管理水平，则无法满足管道大力建设的需求；若无法全面了解材料、工艺的安全特性，过于注重经济效益，则会引发各种安全事故，为了保证管道的安全运行，就需要采取先进的完整性管理技术，提升管道运行水平。另一方面，公众和国家对管道安全的要求。油气管道运输关系着我国的经济发展，与群众的利益有着密切关系，一旦发生管道安全事故，不仅对影响国民经济的发展，还会对人们的安全、心灵造成严重创伤，由此可见，实施完整性管理技术至关重要，如图1所示，其中包含了完整性管理方案制定所包含的各种元素，并展示了整个生命周期中的逻辑关系，企业结合自身设计情况制定独特的完整性管理方案，有助于实现管理目标。

图1 完整性管理方案框架

4 炼油与化工企业长输油气管道完整性管理的困难

在长输油气管道实行完整性管理中，存在一定的问题。首先，管道数据资料比较分散，存在丢失现象，数据收集难度较大。在管道完整性管理中，需要建立管道数据库，构建统一的管理信息系统，建立数据共享平台，而管道数据则是安全评价的重要资料之一，数据的不完整导致无法有效进行完整性管理。在完整性管理的前期，企业投入较高，必须建立规范标准，加大监管力度，并结合实际情况制定相应的完整性管理计划。其次，人员管理难度较大，缺乏有效的管理手段，不利于激发员工的工作积极性，导致管理执行力较低。在实际管理中，管道完整性管理过于表面化，对安全管理的重视程度较低。最后，我国管道完整性管理与发达国家相比存在较大差距，在实施完整性管理时，应结合实际情况，积极开展可靠性评价、风险评估等研究，为管道完整性管理提供合理依据，进而保证管道的高效运行。

5 炼油与化工企业长输油气管道完整性管理技术措施

5.1 数据收集

在管道完整性管理中，数据收集贯穿整个过程，每一环节都会生产大量数据，筛选之后，将其录入企业的数据库。首先，初始数据的收集。在接管管道时，应先进行数据收集，其中包含参数数据，所有威胁管道完整性管理的数据，如运行、监控等数据资料。将初始数据集中在特定参数范围之内，为之后的风险、完整性评估提供便捷。其次，不同环节的数据收集。在管道完整性管理中，应根据各阶段管理目标收集相应的数据，从设计、施工、生产、运行等多个环节着手，收集相应的资料，并收集管道环境、企业管理等相关数据，保证数据的真实性。最后，在管道完整性管理中，若之后的高后果区识别、风险评估等环节产生数据，应有选择性地收集数据，将其补充进数据库，在完整性管理技术的应用中，产生的所有数据都可以加入历史数据库内。

5.2 高后果区识别

高后果区指的是管道泄漏会危及的区域，高后果区是风险评估、完整性评价的重要管段，应在该管段上应用完整性管理技术。高后果区分为三个级别，1级至3级的影响程度分别从轻至重，高后果区的位置不是固定的，当环境、人口发生变化时，其位置也会随之改变，所以，应定期更新数据内容。确定高后果区之后，需要注意多个高后果区交叉产生的影响；考虑管道附属设施产生的影响；明确哪一种程度的泄漏会对高后果区造成影响。在确定潜在影响区域之后，应考虑管道运行的压力、温度等；考虑油气运输泄漏造成的后果；考虑管道高后果区的地理环境；考虑油气泄漏后的对应措施；高后果区的应急水平；可能泄漏的提及量。加深对高后果区的了解，可以帮助企业更好地进行风险评估，通过建立高后果区数据库，在常规性的风险评估中更新数据库信息。

5.3 风险评估

风险评估是管道完整性管理的重要内容，主要是进行风险预测，识别危险因素，并提出可靠的对策。风险评估贯穿于整个管道完整性管理中，并在部分环节有所侧重，风险分析是一项系统性的工作，通过预测恶性事件的发生可能性，识别其中的风险因素，其目的是对风险的大小进行排序，并采取有效的预防措施，规避和降低风险。首先，识别威胁性因素。在长输管道风险评估中，先识别各种威胁因素，并用于风险评估中，风险评估是将所有的危险信息进行整合，避免风险的发生，管道潜在的威胁除了已识别的失效模式之外，还应重视未识别的新失效形式。其次，通过风险评估能够定位风险的位置以及大小，但仅仅依靠它无法说明具体的风险，应由专门人员对各种数据以及评估的结果进行审查。最后，缺陷评估，在管道的设计、施工、运行等所有环节，都可能存在缺陷性，所以，缺陷评估也是管道完整性管理中的重要环节。在缺陷评估中，断裂力学是其重要基础，通过结合评估有关信息，决定是否进行修理或者更换，或者根据评估结果决定再检时间间隔。

5.4 基线评估

基线评估主要是结合风险评估结果，制定失效风险目录，以此进行完整性评估，其中比较注重静水压试验、内检测。通过结合每一个管段的实际情况，明确相应的检测技术，每一个肯恩个影响高后果区的管段，都应进行基线评估。基线评估计划应识别所有需评估的管段；描述检测方法，包括检测技术、工具等；确定检测时间，制定详细的时间表。基线评估计划应从管道的运行条件、评估的类型、现场处理等多方面考虑，在评估过程中，需要准备风险评估资料和结果，高后果区评估方法，评估时间表。定期审查基线评估计划，及时更新方案，促使更新的主要事件包括：发现新的威胁；风险评估结果明显变化；出现新技术，且能够提供更好的评估结果；出现新高后果区，且需在特定时间内重新进行基线评估。

5.5 完整性评估

完整性评估依据基线评估计划表进行评估，主要包括3种方法。（1）管道内检测。指的是清管器工具沿着管道运行，检测其运行条件；（2）压力测试。指的是对管道施压，当达到承压上限或者一般水平时，测试管道的压力强度，通常使用水压测试；（3）直接评估法。该方法是一种结构化的方法，主要对潜在问题区域进行识别。在评估期间，应记录方法和过程，通常情况下，需要多种评估方法才能够识别威胁，管道完整性评估应根据计划的间隔进行，通过整合数据进行分析，排序管段的优先等级，以此判断是否需要再次评估。一旦出现异常现象，应先对异常的管段进行评估，在评估的整个过程中，都应进行数据备案。在完整基线、完整性评估后，应明确再次评估的间隔。对于影响高后果区的管段，应定期再次评估。当确定再评估间隔后，应持续记录数据，便于之后开展完整性评估。最后应制定总结报告，其中包含威胁类型、风险和完整性的评估过程与结果、减缓计划、时间间隔。

5.6 维修与减缓计划

当发现管道缺陷或者威胁因素时，则需要制定维修或风险减缓计划。首先，管道维修。严格按照标准规范进行，或使用科学的维修技术，更换管道，修复涂层，优先排序这些活动，并制定具体的执行计划。其次，对维修预防性技术进行评价。预防性技术有阴极保护、注入缓蚀剂、管道清理等，对于内外腐蚀、第三方破坏等造成的失效威胁，通过应用预防性技术能够有效消除或者减轻威胁。由于维修活动无法完全消除潜在的威胁，所以，预防性计划显得格外重要，在实施风险减缓计划时，应收集活动数据，将其与之间数据进行整合，通过分析，风险评估的结果会发生变化。在管道修复期间，应保证人员的安全，维修的主要目的恢复运行，若维修效果不佳，则需要降低运行条件。

5.7 变更管理

所有影响管道完整性管理的因素应记录下来，并采取变更管理，以适应新的变化。变更管理指的是制定计划对变更产生的影响进行管理，其中包含审查、批准、备案等内容，每一个环节的无效管理都会产生较大影响，在变更前后，应及时识别，并采取相应的计划。触发变更的主要因素包括：增删管道设备；管道运行条件发生辩护；人员变更；方案变更等。在变更管理中，需要注意的是，对于人员的变更，应对新员工进行培训，或者认定资质；及时记录，保证信息的连续性；对于完整性管理的全部数据信息，应做好维护工作，便于对各部门承担的业务变化进行管理。

6 管道完整性管理的应用前景

在管道完整性管理技术的推广中，完整性管理逐渐朝向业务驱动方向转变，炼油与化工企业正借助完整性管理技术构建规范化的现代化管理模式，制定系统性的管理计划，有效提升管道管理的高效性。完整性管理技术的应用能够满足企业的多方面需求，在安全管理、风险防控的基础上，实现了管道完整性管理，大大降低了管道运行成本，保障了管道的运行安全性，促进管道管理水平的提升。

在炼油与化工企业长输油气管道管理中，完整性管理技术的应用实现的上下贯通，从策划、填报数据等多个方面融会贯通，实现管理业务的支撑，在业务信息的关联下。实现风险闭合管控，并为计划制定提供合理的依据、科学的手段，实现管道全生命周期的管理，并且为管道的日常管理工作提供便捷。在管道完整性管理中，需求不断变化，在这样的状态下，完整性管理系统不可能一劳永逸，因此，管理人员应不断升级、优化系统，扩展系统的功能。由此可见，在之后的工作中，完整性管理系统会朝着系统与生产管理、项目管理之间的关联性发展，以及后台数据的处理功能，从而实现信息共享与业务集成，有效推动长输管道的稳定运行。

7 结语

管道完整性管理是当前比较先进的管道管理方法，在炼油与化工企业中的应用十分有必要。本文结合国内外完整性管理技术现状，简单说明了长输油气管道完整性管理的流程，从数据收集、高后果区识别、风险评估、基线评估、完整性评估、维修与减缓计划、变更管理等多个方面，对管道完整性技术的应用进行阐述，为企业制定管道完整性管理计划提供相应的参考。