天然气管道完整性管理探析

胥一超

摘要：用管道输送天然气是安全、经济的运输方式，但是随着管线埋地时间的增长，管道材质或施工期间造成的损伤、腐蚀、自然灾害以及管道运行期间第三方损坏等因素造成管道穿孔和天然气的泄漏，加之天然气具有易燃、易爆等特点，非常容易引起火灾或爆炸等恶性事故，造成人员伤亡或经济损失，同时带来恶劣的社会及政治影响，因此各管线经营企业需要对管道进行预防性维护，实现事前预控，提高管道完整性管理水平。

关键词：天然气；管道完整性；管理

1天然气管道完整性管理的意义

天然气管道完整性事关管道使用安全，以往的管道安全管理以被动事后响应为主，等出现事故了才引起重视，管道事故不但危及人员安全，还造成巨大财产损失，且管道抢修花费大量人力物力，给正常的天然气输送造成影响。加强管道完整性管理，变被动管理为主动管理，检测预防事故发生，使管道始终处于安全状态，防止管道出现泄漏造成事故发生。为此。需要强化管理措施，对于管道存在的缺陷及隐患，有针对性、有计划、按优先级开展维修，且将维修费用用在最需要的地方，节约成本，提高维修效率。管道完整性管理是一个周期循环和持续改进的过程，通过系统管理，大大降低管道事故率，避免出现不必要的、无计划的维修，从而获取巨大经济效益和社会效益，对于保障企业可持续发展具有重要意义。

2管道完整性管理各阶段要点

2.1数据收集与整理

评价一个管道系统或管段可能存在危险的第一步，是要确定和收集能反映该管段状况和可能存在危险的必要数据和信息。需要收集与操作、维护、巡线、设计、运行历史有关的信息以及每个管段特有的相关信息。包括那些致使缺陷扩展（如阴极保护缺陷）、降低管道性能（如现场焊接）或可能造成新缺陷（如靠近管道的开挖作业）的情况或行为。其次，需要收集管道完整性管理信息，其来源有管道装置图、附件图、管道走向图、航拍图、原始施工图和监测记录、管材合格证书、制造设备技术数据、管道设计与工程报告、管道调查和试验报告、管道监测计划、运行和管理计划、应急处理计划、事故报告、技术评价报告、操作规范和相应的工业标准等。

2.2高后果区识别与评价

通过分析管道的基础数据，找出管道的高后果区和高后果区存在的威胁，明确完整性管理重点。高后果区的识别标准是根据管道经过的区域，结合管道尺寸、压力等级，管道周边的环境等进行分类的。其中地区等级的划分标准一般执行《输气管道工程设计规范》（GB50251—2015）中关于地区等级划分的规定。随着管道周边人口和环境的变化，高后果区的位置和范围也会随着改变。根据已经识别出的高后果区，要组织专门的人员对此进行评价，高后果区评价主要包括管道第三方损坏、管道地质灾害、管道本体腐蚀等。根据评价结果制定风险减缓措施，比如增设警示标识，加大巡检频次，提升监护力度，加强沟通，严禁第三方损坏等。

2.3风险评价

（1）定性风险评价方法，即专家打分法、安全检查表和故障树等。

（2）定量风险评价方法，即概率风险评价方法。

（3）半定量风险评价方法，即就是以风险指数为基础的风险评价方法，能够克服定量风险评价在实施中缺少数据的困难，已在加拿大和美国关岛风险管理中广泛使用，其中比较常用的有KENT打分法。

2.4管道完整性评价

主要方法有：内检测评价法、压力试验、直接评价法。这些方法都有一定的优点和针对性，同时也有一定的局限性。应根据管道的状况来选择合适的评价方法。对与时间相关的管道缺陷，如内腐蚀、外腐蚀和应力腐蚀开裂，这三种方法都适用；对固有缺陷，如罐体缺陷和焊缝缺陷等，可采用内检测评价法和压力试验；对防腐层缺陷，直接评价法适用。由于压力试验方法要求管道停输，影响生产，一般只在管道投产前进行。内检测评价法指通过智能内检测器在管道内运行，从而检测出管体缺陷，然后根据缺陷尺寸和其它数据对管道状况进行评价。内检测方法包括：变形内检测、漏磁内检测、超声波内检测和其它智能内检测等。埋地管道外腐蚀缺陷一般采取直接评价法。直接评价方法是一个连续、不断修正趋准的过程，通过评价识别正在和将要发生的腐蚀部位并提出措施，达到不断改进的目的。直接评价法的步骤包括：

（1）预评价：指简介检测与评价、直接检测和评价前的准备。

（2）间接检测与评价：开展防腐层地面检漏等间接测试，结合历史记录，进行防腐层漏点和腐蚀活性点的分级评价。

（3）直接检测与评价：依据间接检测与评价确定开挖优先顺序及开挖点数量，在最可能出现腐蚀活性的区域开挖并收集数据，测试防腐层损伤状况及管体腐蚀缺陷、腐蚀管道安全评价，分析腐蚀原因，提出维护措施，并开展过程评价。

（4）后评价：即确定再评价时间间隔，并对管道4.5维修与维护根据上述管道完整性评价的结果和风险评价的结果，制定预防性的风险减缓措施，对管道进行维修与维护。

3影响管道完整性的主要因素分析

3.1管道设计不合理、制造存在缺陷

管道设计不合理主要表现在管道强度的安全裕度不够、管道允许最大操作压力与实际操作压力的裕度设计不合理，设计没有考虑管道沉降，管道应力变化与频率超出设计要求。管道在制造时管材内外表面有缺陷，管道质量控制不严，制管存在偏差等都会影响管道使用安全。

3.2管道施工问题

管道施工影响因素主要表现在敷设存在问题，管道补口、焊接质量有问题，检验、试压等没有按照相关要求严格执行，此外，施工队伍无资质、技术有限，导致管道施工出现问题。

3.3管道安全管理与维护存在问题

管道管理与维护中的问题主要是由员工技术水平、基本素质、管理水平、管理制度及执行不力造成的，需要加强管理，提升员工技术及职业素养。

3.4管道遭受第三方破坏

人为活动是造成管道破坏的重要外部因素，由于管道埋深小，人群活动活跃、公众意识淡薄，加之道路桥梁施工等都会对管道造成破坏，对管道安全带来威胁。

4管道完整性检测技术

要做好管道完整性管理，必须加强管道安全检测。常用的管道安全检测技术有外检测和内检测、压力检测等。其中外检测可以通过电位检查、磁法检查、射线及声学检查等来实现。内检测可以通过智能检测器来实现。除了以上方法外，还可以通过管道泄漏检测、防腐层评价等方法来进行检测。

（1）管道内检测。管道内检测主要是通过智能检测器来进行。我国对管道内检测常开展缺陷检测，如使用三向漏磁检测器检测环焊裂缝纹，使用环向漏磁检测器检测纵向焊缝缺陷等，使用精度较高的MFL能够检测出管道中大部分的腐蚀裂纹。完成对管道缺陷检测后，需要对检测结果进行综合评估，以对管道内、外缺陷制定修复措施，修复方案中包括修复部位、面积、修复方法等，并制定出优先级。

（2）管道泄漏监测与检测。随着管道长时间运行，管道自然腐蚀加重，防腐蚀层日益老化等问题比较突出，此外，管道遭到第三方破坏的比例相当高，如筑路、桥梁施工等都会可能对管道造成破坏，因此，加强管道的泄漏监测与检测显得尤为重要。

（3）管道微泄漏检测。俗话说千里之堤溃于蚁穴，天然气管道破裂导致的事故也是从微小的泄漏开始的，早期管道出现微小的小孔，随着时间推移，小孔逐渐扩大，最终达到临界裂纹长度，使得管道破裂，最终导致发生起火、爆炸等事故。现阶段天然气管道微泄漏的检测普遍使用可燃气体检测仪进行检查，这种方式需要巡线人员仔细认真踏线。目前比较先进的管道检测方法是利用遥感激光泄漏显像技术，该技术通过空气与天然气对红外光谱吸收的不同达到检测的目的，能够准确找到泄漏点，使天然气管道更加安全。

结束语

天然气管道失效不仅对员工生命安全构成威胁、危害自然环境，还会给企业造成巨大财产损失，加强管道完整性管理很有必要。为此，要长期坚持、持续改进管道完整性管理措施，合理运用各种检测技术，及时发现管道缺陷及泄漏，防止事故发生，使管道安全始终处于受控状态。

参考文献：

[1]天然气管道完整性管理技术应用的探讨[J].王鸿.石化技术.2015（03）

[2]天然气管道完整性管理探析[J].刘毓.中国石油和化工标准与质量.2014（08）