王聯(lián)偉 張克政

中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司

大的或災(zāi)難性管道安全事故的發(fā)生往往是由管道隱患或故障導(dǎo)致的，而控制此類風(fēng)險需要從設(shè)備設(shè)施全生命周期入手，以整體優(yōu)化的方式提升管道的安全性和可靠性[1]。管道完整性管理在國內(nèi)成功應(yīng)用取得了良好的實施效果[2-5]。近年來氣電集團(tuán)借鑒國內(nèi)外完整性管理的成功經(jīng)驗，應(yīng)用在役管道數(shù)據(jù)采集技術(shù)、風(fēng)險評價技術(shù)、完整性檢測與評價技術(shù)、管道缺陷修復(fù)及搶維修技術(shù)、管道陰極保護(hù)綜合技術(shù)、站場完整性管理技術(shù)等，推動了企業(yè)管道完整性管理工作深入進(jìn)展。

1 在役管道數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究與實踐

通過集成應(yīng)用工程測量、智能檢測、航空攝影測量、地下管線探測、數(shù)據(jù)比對、坐標(biāo)修正與轉(zhuǎn)換六項技術(shù)，解決了在役管道難以獲取必要的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)問題，獨創(chuàng)3S技術(shù)集成應(yīng)用。運用該技術(shù)對某管道全線開挖驗證105個點，數(shù)據(jù)偏差全部在±0.86米以內(nèi)，其中在±0.5米之內(nèi)的占92%（圖 1），實現(xiàn)管道大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)與更新，例如圖 2為一處管道路由修正前后對比圖，最終使管道中線坐標(biāo)偏差控制在±1米以內(nèi)。

2 管道風(fēng)險評價技術(shù)與管理研究與實踐

（1）管道半定量綜合風(fēng)險評價技術(shù)應(yīng)用

基于KENT指標(biāo)體系評價方法[6]，結(jié)合管道的實際情況，建立半定量綜合風(fēng)險評價評分指標(biāo)模型見圖 3。該風(fēng)險評價指標(biāo)模型中可能性指標(biāo)考慮了第三方損壞、腐蝕、制造與施工缺陷、地質(zhì)災(zāi)害、誤操作等五大因素，后果指標(biāo)中考慮了介質(zhì)危害性、影響對象、供氣中斷影響范圍和程度、介質(zhì)的最大泄漏量等四大因素，各指標(biāo)權(quán)重均根據(jù)實際情況定制。依據(jù)該指標(biāo)模型開發(fā)管道半定量風(fēng)險評價軟件，對管道全線進(jìn)行了風(fēng)險評價，及時制定了風(fēng)險控制措施。

（2）管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價技術(shù)應(yīng)用

采用半定量風(fēng)險評價方法對管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險進(jìn)行評價。共識別出115處地質(zhì)災(zāi)害隱患點，其中高風(fēng)險點10處，中風(fēng)險80處，低風(fēng)險25處，制定了相應(yīng)的風(fēng)險控制措施。

（3）第三方損壞風(fēng)險管理方法應(yīng)用

收集、整理和分析影響管道運行安全的第三方活動數(shù)據(jù)，結(jié)合行業(yè)內(nèi)典型的管道事故案例，闡明管道第三方損壞風(fēng)險的類型、成因和控制措施，形成一套管道第三方損壞風(fēng)險管理方法，該方法包括了管道巡護(hù)管理、第三方作業(yè)活動管理和安全影響評價、技術(shù)審核等方面內(nèi)容。

3 管道完整性檢測與評價技術(shù)研究與實踐

（1）內(nèi)檢測技術(shù)應(yīng)用

總結(jié)出常用內(nèi)檢測技術(shù)的優(yōu)缺點和適用范圍。深度挖掘內(nèi)檢測數(shù)據(jù)，一方面重新審查以往的內(nèi)檢測報告是否有漏報缺陷，例如第一輪在此處發(fā)現(xiàn)11%金屬損失缺陷，第二輪在此位置沒有報告缺陷，不能直接判斷第二輪沒發(fā)現(xiàn)缺陷。另一方面根據(jù)兩輪內(nèi)檢測報告，發(fā)現(xiàn)管道缺陷的增長情況（含腐蝕和凹坑），例如對于29%缺陷信號，第一輪未檢出，而第二輪檢出，說明此處是新腐蝕點，可據(jù)此計算腐蝕速率，并在具體的管段上畫出缺陷的分布圖。根據(jù)此項技術(shù)研究與實踐，提出管理綜合分析評價“四步循環(huán)模式”（圖 4），利用管道的大數(shù)據(jù)充分挖掘潛在信息，分析其產(chǎn)生的根本原因并提出改進(jìn)措施。

（2）管道缺陷評價技術(shù)應(yīng)用

管道缺陷評價技術(shù)是確定管道維護(hù)方案的科學(xué)依據(jù)[7]。針對管道的體積類缺陷、幾何變形類及復(fù)合類缺陷，調(diào)查研究國內(nèi)外已有缺陷評價標(biāo)準(zhǔn)的適用性范圍及適用性，編制了一套管道缺陷評價技術(shù)規(guī)定文件及缺陷評估理論手冊，包括腐蝕、幾何凹坑、凹坑+腐蝕、機(jī)械劃傷缺陷評價，同時也包括重車碾壓管道、管道懸空、特殊地段（穿越公路、鐵路）管道等的單項安全評價。開發(fā)了管道缺陷及安全狀態(tài)評價軟件（圖 5），可對以上各種類型的缺陷及特殊狀況進(jìn)行評價，根據(jù)評價結(jié)果對管道的缺陷修復(fù)給出建議。

（3）管道應(yīng)變監(jiān)測及分析評價技術(shù)應(yīng)用

通過調(diào)研國內(nèi)外應(yīng)變監(jiān)測的應(yīng)用情況及行業(yè)內(nèi)實踐，提出基于應(yīng)變監(jiān)測的設(shè)備選擇方法；安裝19處（地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜處和第三方活動頻繁處）管道應(yīng)變監(jiān)測器，建立管道應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)實時在線監(jiān)測系統(tǒng)；對比監(jiān)測數(shù)據(jù)與監(jiān)測點的實際情況，研究監(jiān)測報警策略及數(shù)據(jù)分析方法。

4 管道缺陷修復(fù)及搶維修技術(shù)研究與實踐

通過技術(shù)調(diào)研，對國內(nèi)外已有的管道缺陷修復(fù)技術(shù)、搶維修技術(shù)、特殊地形進(jìn)入的適用性范圍和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適用性分析，整理出適用于缺陷修復(fù)及搶維修的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)清單。結(jié)合氣電集團(tuán)目前常用的復(fù)合材料、環(huán)氧套筒等修復(fù)方法，在實驗室內(nèi)制作管件進(jìn)行水壓測試驗證其補強效果。根據(jù)以上研究成果編制管道缺陷維搶修作業(yè)指導(dǎo)書，針對12大類、 20小類不同的管道缺陷，提供了不同的推薦修復(fù)方法和流程；針對11種不同的搶修事件類型，提供不同的可選擇搶修方法和流程。

5 管道陰保綜合技術(shù)研究與實踐

開展防腐層檢測技術(shù)應(yīng)用、交直流排流技術(shù)應(yīng) 用、陰極保護(hù)參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制技術(shù)三方面的研究。結(jié)合企業(yè)和行業(yè)內(nèi)應(yīng)用情況，明確給出不同情況下有效的檢測方法。針對陰極保護(hù)參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制技術(shù)，建成陰極保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對全線重點關(guān)注位置陰極保護(hù)狀況實時監(jiān)測。

6 站場完整性管理技術(shù)研究與實踐

（1）站場綜合風(fēng)險辨識技術(shù)應(yīng)用

開展站場設(shè)備設(shè)施風(fēng)險辨識及綜合評估，對站場危險、有害因素進(jìn)行分析，采用FMEA方法辨識站場風(fēng)險和排序，針對風(fēng)險情況制定控制措施。

（2）站場完整性專項評價技術(shù)應(yīng)用

開展基于風(fēng)險的檢驗技術(shù)（RBI），對儲罐和工藝設(shè)備安全環(huán)境風(fēng)險、生產(chǎn)損失和損壞成本進(jìn)行量化排序，將檢驗聚焦于高風(fēng)險設(shè)備和存在潛在的失效破壞可能性的設(shè)備，從而優(yōu)化使用檢驗資源。對轉(zhuǎn)動設(shè)備開展以可靠性為中心的維護(hù)技術(shù)（RCM），對裝置中設(shè)備的失效模式及后果進(jìn)行分析和評估，確定出設(shè)備每一失效模式的風(fēng)險及失效原因和失效根本原因，制定出針對失效原因的、優(yōu)化的降低風(fēng)險的維護(hù)策略。對儀表開展安全完整性等級技術(shù)（SIL）[8]，確定安全儀表系統(tǒng)需要的最低反應(yīng)失效的可能性（即SIL等級），使設(shè)備能夠在需要時成功執(zhí)行設(shè)計所要求的安全功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]  李祎 ,王建豐 ,李玉斌 ,李海津 .設(shè)備設(shè)施完整性管 理 在 油 氣 行 業(yè) 的 應(yīng) 用 簡 介 . 石 油 和 化 工 設(shè)備,2014,17(3):15-19

[2]  王毅輝 ,李勇 ,蔣蓉 ,傅江 .中國石油西南油氣田公 司 管 道 完 整 性 管 理 研 究 與 實 踐 . 天 然 氣 工業(yè).2013,33(3):78-83.

[3]  董紹華,姚偉.陜京管道完整性管理與實踐.油氣儲運,2005,24(增刊):8-13.

[4]  么惠全,毛建,吳志平,張照旭,趙冬野.西氣東輸管 道 完 整 性 管 理 實 踐 及 效 能 分 析 , 天 然 氣 工業(yè),2013,33(12):1-7.

[5]  馮 慶 善 . 管 道 完 整 性 管 理 實 踐 與 思 考 . 油 氣 儲運,2014,33(3):229-232.

[6]  MUHLBAUER W K. Pipeline risk managementmanual:Ideas,technique, and resource[M].3rd edition.Oxford,UK:Gulf Publishing Company,2004.

[7]  董紹華,楊祖佩.全球油氣管道完整性技術(shù)與管理的最新進(jìn) 展[J].油氣儲運,2007,26(2):1-17.

[8]  袁 樹 海 , 宋 彬 , 李 范 書 , 夏 太 武 . 安 全 完 整 性 等級 S I L 應(yīng) 用 研 究 與 實 踐 [ J ] . 石 油 與 天 然 氣 化工,2012,41(1):107-109.

作者：王聯(lián)偉，1981年生，博士， 2015年畢業(yè)于北京科技大學(xué)，長期從事設(shè)備設(shè)施完整性管理、管道完整性管理、風(fēng)險評價、管道完整性評價等工作，在完整性制度體系建設(shè)、完整性技術(shù)研究與應(yīng)用方面具有豐富的經(jīng)驗。