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德國在天然氣管道管理、標準與技術方面具有較高的水平和成熟的經(jīng)驗。歐洲《管道技術》雜志以�？�形式，系統(tǒng)地介紹了德國天然氣管道的發(fā)展現(xiàn)狀和安全管理經(jīng)驗，對我國油氣管道保護和安全管理具有借鑒意義。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

德 國 是 西 歐 多 國 天 然 氣 輸 送 的 過 境 通 道（圖 1），擁有完善的天然氣輸送和配送系統(tǒng)，境內天然氣管網(wǎng)非常發(fā)達（圖 2），天然氣管道總長達55萬公里，高壓輸送管道（工作壓力1.6兆帕以上）約4萬公里[1]。德國人口8 200多萬、國土面積35.7萬平方公里，但是其天然氣管道總量與我國天然氣管道 相當[2]。管道建設也存在人多、地少、路由緊張的問題，與當前我國面臨的路由選擇困難有相似之處。

                

德國從1978年開始建立了管道事故/事件報告制度和管道失效數(shù)據(jù)庫。據(jù)德國供氣供水技術協(xié)會（The German Technical and Scientific Association forGas and Water， DVGW）統(tǒng)計，從1981年至2011年近30年天然氣管道事故率降低了90%（圖 3），事故率僅為0.01起/千公里·每年，其中高壓輸送管道的事故率僅為輸配管道的2.2‰，管道安全管理水平非常高。這主要得益于兩個方面：一是DVGW制定了更高的質量、安全標準并有效實施；二是城市輸配管網(wǎng)中大量使用聚乙烯管道（PE管）代替原來的鑄鐵 管。事故原因排序見圖 4 [3-5]。

                  

2 監(jiān)管機制及法規(guī)標準體系

德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務和能源部（德國能源部，BMWi）下設聯(lián)邦網(wǎng)絡設施局（Bundesnetzagentur）負責電力、鐵路和天然氣管網(wǎng)等基礎設施的管理。德國聯(lián)邦環(huán)境、自然保護、建筑和核安全部（德國環(huán)保部， BMUB）對管道建設項目的規(guī)劃、立項進行審批。德國聯(lián)邦材料研究和測試研究院（BAM）是德國能源部所屬的聯(lián)邦高級技術研究機構，德國環(huán)保部依托BAM成立管道咨詢委員會（AFR）主要負責就管道技術問題向BMUB提出建議，并提出符合現(xiàn)有技術水平的技術規(guī)則。 DVGW是一個非盈利技術協(xié)會，由來自燃氣供水企業(yè)、制造企業(yè)和研究機構1 300多家會員單位組成，主要負責天然氣行業(yè)新技術研究，健康、安全及環(huán)保技術標準制定，技術監(jiān)督，檢測，認證及培訓，是德國能源部授權的標準化機構，制定的技術規(guī)程/規(guī)范(DVGW rules)具有強制性； DVGW也是德國天然氣領域國家標準的制定機構，其制定的天然氣標準符合歐洲標準化委員會CEN/ TC 234“天然氣基礎設施-功能要求”的規(guī)定。德國技術監(jiān)督機構（TüV）、材料檢驗機構（MPA）和DVGW是法律授權的政府檢驗機構，技術監(jiān)督協(xié)會制定的聯(lián)合規(guī)范（VdTüV）也是公認的技術規(guī)范[5]。

德國天然氣管道安全相關法規(guī)標準體系主要分為法律、條例、技術法規(guī)和標準等4個層級。在標準方面，有國家標準（DIN）、ISO標準、企業(yè)標準等，構成了完整的天然氣管道標準體系，標準可操作性很強[5,8]。另外，歐洲標準主要由德國標準和英國標準（BS）轉化而成，因此很多德國的管道標準已轉為歐洲標準和國際標準，標準國際化水平較高。

3 安全管理經(jīng)驗

3.1 綜合的管道安全理念

德國的管道安全保護層如圖 5所示[5]。

主要經(jīng)驗有：(1)預防原則，采用嚴格的監(jiān)管保證管道安全。(2)通過立法明確保護目標、要求和各方責任。(3)在管道建設和運營過程采用被廣泛認可的技術法規(guī)和標準。主要安全技術措施有：(1)提高安全系數(shù)，增加壁厚，加大安全裕量，其天然氣管道設計系數(shù)最高僅為0.625。(2)安裝緊急切斷閥。(3)要求焊縫100%檢測。(4)必須進行壓力試驗。(5)人口密集區(qū)加密設置地面標識和警示標準。(6)增加管道埋深，最小埋深不小于1米。(7)采用防腐層+陰極保護的腐蝕防護措施，并加強焊縫防腐補口質量檢測，開展陰保效果監(jiān)測。(8)縮短地面和空中巡檢的頻率。(9)采用先進的管道內檢測技術進行檢測。(10)開展泄漏檢測。(11)開展應力測試。(12)加強全過程質量監(jiān)督等[3,5]。德國相關法規(guī)并未對管道“最小安全距離”作出規(guī)定，但是要求設置管道防護帶，具體規(guī)定見表 1。特殊情況下，采用相應措施后，可以調整防護帶的范圍。管道保護帶內不允許有建筑物、不允許施工、不允許開展有損管道和影響管道運行一切活動。

關于管道是否要規(guī)定“最小安全距離”，在德國國內也存在一定爭議。 2011年， BAM指出管道應當規(guī)定“最小安全距離”，但是DVGW堅持認為確保管道本質安全是可行之道，同時還通過多年管道失效統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，驗證了這一安全理念[5]。管道咨詢委員會在《管道空間規(guī)劃》（AfR-02 ， 2009年7月）中指出強制性全面推廣基于風險的方法計算安全距離沒有必要，但是在一些特殊地段、特殊場景進行危害和安全分析是可行的。

3.2 建立多體系融合的技術管理體系

D V G W 頒 布 了 技 術 管 理 體 系 指 南 ( D V G WG1000)，該指南結合最新法規(guī)標準要求，制定了系列工作指南、檢查表和問卷調查表等工具，幫助企業(yè)開展自我評估和改進提升，消除管理漏洞，增強技術合規(guī)性，減少責任風險，尤其是管理高層的責任風險。在企業(yè)自我評估達標基礎上，經(jīng)DVGW專家審核合格后，頒發(fā)TSM（Technical Safety Management）證書，證書5年換證一次，中間不需要定期內審、管理評審，企業(yè)只需要按照“做原則（do-principle）”，以實踐為導向，在日常工作中貫徹落實，不需花費過多的時間進行體系維護，因此， TSM體系更注重實效。取得TSM證書也標志著企業(yè)管理符合法規(guī)要求，達到監(jiān)管部門的期望[6-7]。

Open Grid Europe是德國最大的天然氣管道公司，運營管理的管道超過1.2萬公里。該公司從1996年開始先后建立了質量、環(huán)境和安全管理體系， 2003年按照DVGW G1000的要求，建立綜合管理體系，2008年又結合EN 16348要求，將線路和站場全部納入完整性管理體系（IMS），統(tǒng)籌完整性管理體系（IMS）和應急相應計劃(ERP)構建了企業(yè)安全管理體系(SMS)。 Open Grid Europe的綜合管理體系模塊結構如圖 6所示，綜合管理體系發(fā)展歷程見圖 7[7]。

                

3.3 聘請專家開展技術監(jiān)督

按照德國《高壓氣體管道條例》，天然氣管道在規(guī)劃、建造、試運行、使用、維護和報廢都等環(huán)節(jié)都要接受第三方專家的技術監(jiān)督，確保工作質量。技術監(jiān)督由德國技術監(jiān)督機構（TüV）和材料檢驗機構（MPA）的授權檢驗人員負責。在管道規(guī)劃階段、建造階段、試運行階段、運行階段、管道報廢階段，均需專家通過核查、檢驗、測試、評價，確認企業(yè)工作符合要求后，出具驗收證書。在管道改線等特殊情況發(fā)生時，還需要專家開展風險評估，并提出措施 建議 [8]。

3.4 多措并舉預防第三方損壞

第三方開挖損壞是德國威脅管道安全的主要風險因素，80%的第三方開挖損壞管道的事故都是“人為錯誤”造成的。因此，德國采取了以下措施。(1)建立統(tǒng)一的電力線路、油氣管道、供水管道等管線地理信息登記制度，協(xié)調管道建設與城市規(guī)劃需要，預防第三方損壞。(2)建立管道信息問詢門戶網(wǎng)站。2015 年，來自化學、高壓氣體和石油部門的 17 家管道公司創(chuàng)立 BIL eG，并于2016年建立德國首個免費管道信息門戶網(wǎng)站，用于施工前查詢周邊的管道信息，預防第三方損壞。(3)開始研制“第三方損壞防護系統(tǒng)”，目標是研制基于物聯(lián)網(wǎng)的第三方開挖報警器和安全聯(lián)鎖裝置，在挖掘機或農用機械靠近管道時可發(fā)出警報，提醒機械操作員，在危機關頭安全聯(lián)鎖裝置可以采取緊急制動措施，防止進一步損壞，預防管道事故發(fā)生。(4)加強溝通、宣傳和教育。一方面加強對施工機械操作人員安全教育，增強安全意識；二是加強對社會公眾溝通和教育，增進互信，增強公眾的安全意識和風險意識[9-10]。

3.5 運用完整性管理等先進技術

德國培育了一批世界知名的技術服務公司，如Rosen、 NDT Global、 3P Services等等，擁有世界頂級的管道內檢測技術及清管技術，開發(fā)了漏磁、超聲、 渦流和電磁超聲等系列內檢測器，解決了一些具有挑戰(zhàn)性管道的內檢測技術難題。近些年Rosen公司還開發(fā)了定量管道風險評估模型（QPRAM）和資產完整性管理軟件（ROAIMS），探索人工智能、大數(shù)據(jù)挖掘在管道內檢測數(shù)據(jù)分析、管道完整性數(shù)據(jù)管理方面的應用，通過數(shù)據(jù)對齊和深度挖掘，提高數(shù)據(jù)利用率和潛在價值，一方面可準確掌握管道本體的完整性狀態(tài)，另一方面可提高管道風險評估的可靠性，為企業(yè)開展風險管控和隱患排查治理提供科學的決策依據(jù)。通過這些先進技術的開發(fā)和應用，大大提升了管道完整性管理的效能[11]。

4 德國經(jīng)驗給我們的啟示

（1）樹立以本質安全為核心的綜合安全理念。德國堅持綜合安全理念，以嚴格的標準、嚴格的監(jiān)督、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，建設高質量的管道，保證本質安全，解決了人多、地少的管道建設難題，這為破解我國油氣管道建設路由緊張的難題指明了發(fā)展方向。當前我國的管道安全既有“內憂”，也有“外患”。因此，一方面要以更嚴格的標準、更嚴格的管理、更嚴格的監(jiān)督，建設高質量的管道，同時在管道運行中采用先進的技術開展完整性管理，提升管道本質安全水平；另一方面要在管道規(guī)劃、建設和運行中充分考慮自然災害、地區(qū)等級升級等外部影響因素，建立系統(tǒng)的自然災害和第三方開挖預防措施，保障管道安全和公共安全[12]。

（2）建立多體系融合安全管理體系。德國管道企業(yè)注重建立多體系融合管理體系，“重”實踐，“輕”審核，運用體系化的管理工具提升管理效能，降低管理風險，保證安全、環(huán)保的目標得以實現(xiàn)。而我國當前多數(shù)管道企業(yè)的管理體系還不完善， HSE、安全生產標準化、完整性管理等體系存在工作重疊交叉、體系相互沖突矛盾等問題，因此，建議管道企業(yè)應強化頂層設計，建立多體系融合的安全管理體系；政府監(jiān)管部門可采信第三方評級結果，根據(jù)評級結果開展基于風險的監(jiān)督，優(yōu)化監(jiān)管資源配備，提升監(jiān)管效能。

（3）其它措施建議

一是發(fā)揮專家資源，依靠行業(yè)力量。德國天然氣管道行業(yè)在新技術研究、標準制定、技術監(jiān)督、檢測、認證及培訓等方面充分發(fā)揮DVGW、 TüV、BAM等行業(yè)機構的作用和專家資源。第三方機構可以培養(yǎng)專業(yè)隊伍，提供專業(yè)化服務，便于整合行業(yè)資源，有利于在政府和企業(yè)間傳遞互信[13]。當前我國正在大力發(fā)展高新技術服務業(yè)，但是國內服務于管道行業(yè)的第三方技術機構的規(guī)模和能力總體還比較弱，應予以大力扶持和發(fā)展。

二是建立管道失效事故/事件數(shù)據(jù)庫。歐洲、北美都有管道失效事故/事件報告制度，建立了幾十年的事故數(shù)據(jù)，為法規(guī)標準制修訂、定量風險評估提供了數(shù)據(jù)支持，當前我國尚未建立管道失效數(shù)據(jù)庫，影響行業(yè)技術進步，要積極呼吁盡早建立。

三是加快先進技術研發(fā)和應用。當前國內在管道裂紋缺陷內檢測、定量風險評估、高強鋼管道適用性評價、站場完整性管理等方面的技術還不夠成熟，因此，需要加大投入力度，加強協(xié)作聯(lián)合攻關，在管道建設和運行階段，充分運用最新先進的技術成果，提升管道安全的技防水平。

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作者：吉建立，1984年生，高級工程師，主要從事壓力管道法規(guī)標準、完整性管理及相關技術研究。