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1、浅谈输气管道系统完整性管理XXX （中国石化XXXX分公司） 摘要：近年来，随着世界范围内天然气管道的迅速发展，管道完整性管理成为了国内外天然气管道工业中备受瞩目的焦点。本文主要根据天然气管道完整性管理技术的现状，简单阐述了天然气管道完整性管理的流程。介绍了天然气管道完整性的主要内容，分析了影响管道完整性的主要因素，介绍了管道完整性检测的方法，提出了天然气管道腐蚀控制措施及天然气管道完整性体系发展的建议。 关键词：天然气管道；完整性管理；检测方法；风险评估；HSE管理前言近年来，随着我国经济的快速发展，国内对于油气资源的需求量逐年增加，大量长距离、高压力的管道正在投入建设。在能源紧缺和节能环保
2、的背景下，天然气因其高效、清洁等特点，在能源结构中所占比重越来越大，成为了能源行业的趋势。管道运输是天然气最经济、最合理的运输方式。但由于天然气的易燃、易爆、易扩散等特性，一旦发生泄漏或管道断裂，不仅会因停输而影响下游用户的正常生产，而且可能造成大量人员伤亡和环境污染事故，因此对管道的安全运行提出了很高的要求。目前，管道完整性管理已成为管道工程领域研究的热点，成为国内外天然气管道工业中备受关注的重要领域，通过管道完整性管理，不仅可以大大减小管线事故发生的概率，而且可以避免不必要和无计划的维修和更换，从而给企业和国家带来更大的经济效益和社会效益。我国正处于天然气管道工业发展的高峰时期，因此管道的
3、完整性和安全性显得更加重要，无论是新建管道还是正在服役的老管道，都需要建立起完善的管道完整性管理体系。1 管道完整性管理的概念及原则1.1 管道完整性PI定义及内容管道完整性PI（Pipeline Integrity）是指管道始终处于安全可靠的服役状态。主要包括以下内涵：管道在物理上和功能上是完善的；管道处于受控状态；管道运营商已经并仍将不断采取行动防止管道事故的发生。管道完整性与管道的设计、施工、运行、维护、检修和管理的各个过程密切相关。1.2 管道完整性管理PIM及内容管道完整性管理PIM( Pipeline Integrity Management)是指管道公司面对不断变化的管道因素，对
4、天然气管道运行中面临的风险因素进行识别和评价，通过监测、检测、检验等各种方式，获取与专业管理相结合的管道完整性的信息，制定相应的风险控制对策，不断改善识别到的不利影响因素，从而将管道运行的风险水平控制在合理的、可接受的范围内，最终达到持续改进、减少和预防管道事故发生、经济合理地保证管道安全运行的目的。1.3 管道完整性评价PIA定义管道完整性评价PIA（Pipeline Integrity Assessment）是指对可能使管道失效的主要威胁因素进行检测，据此对管道的适应性进行评估的过程。可采用的完整性评价方法有管道内检测、试压、直接评价等方法。完整性评价方法的选择，取决于该管段所敏感的危险。
5、管道完整性管理的原则1）在设计、建设和运行新管道系统时，应融入管道完整性管理的理念和做法。2）结合管道的特点，进行动态的完整性管理。3）要建立负责进行管道完整性管理机构、管理流程、配备必要的手段。4）要对所有与管道完整性管理相关的信息进行分析、整合。5）必须持续不断的对管道进行完整性管理。6）应当不断在管道完整性管理过程中采用各种新技术。管道完整性管理是一个与时俱进的连续过程，管道的失效模式是一种时间依赖的模式。腐蚀、老化、疲劳、自然灾害、机械损伤等能够引起管道失效的多种过程，随着岁月的流逝不断地侵蚀着管道，必须持续不断地对管道进行风险分析、检测、完整性评价、维修等。2 完整性管理的程序及流程
6、完整性管理是一项持续改进、不断变化地管理程序。新建管道系统从最初的规划、设计、选材和施工，就必须考虑完整性管理的功能要求。管道系统的完整性，要求所有操作人员保证采用综合、系统和全面的过程，安全操作和维护管道系统。完整性管理程序应该定制，以满足各运营公司的特定条件。为适应管道工况、操作环境的变化，以及管道系统最新数据和资料的变更，应定期对完整性管理程序进行评价和修改，对于重点部位及高后果区数据信息的变动，应及时更新，并采用当时条件下最先进的预防、探测和减缓措施，还应对采取措施的效果进行再评价、分析和改进，以确保完整性管理程序持续有效。如图1 所示为完整性管理程序要素。完整性管理程序要素完整性 管
7、理方案效能测 试方案联络 方案变更管 理方案质量控 制方案图1 完整性管理程序要素管道完整性管理的流程图见图2所示，图中所示的流程是编制和定期评价运营公司具体程序的通用作法。在编制具体程序时，管道运营公司还应考虑其具体的完整性管理目标和对象，然后用本流程保证这些目标得以实现。完整性管理是一种综合、循环的过程。尽管图2中列出了各个步骤的顺序，但各步骤之间存在着大量的信息流动和相互作用。例如，风险评估方法的选择取决于可获得的与完整性有关的数据和信息。进行风险评估时，为了更准确地评价可能存在的危险，可能需要更多的数据。如此可见，数据的收集是完整性管理的基础、依据，和风险评估等步骤密切相关，需要不断更
8、新、修正，直到达到令人满意的评估结果，从而为完整性管理方案的正确制定提供准确的依据。数据库（失效案例、管道属性数据、环境数据等）步骤1：潜在危险因素的识别及分类步骤2：数据的采集、整合及分析所有危险因素评价步骤3：风险评价基于风险的检测步骤4：完整性评价步骤5：管道维护决策和应急响应图2 完整性管理方案流程图3 管道完整性评价的主要方法管道完整性评价方法即管道风险检测的方法主要有内检测、试压、直接评价等其他方法。完整性评价方法的选择，取决于该管段所敏感的危险（高后果区）。要确定某管段的各种危险，可能需要采用多种方法和工具。3.1 管道内检测管道内检测室一种用来确定管道危险迹象的位置、初步描述危
9、险迹象特征的完整性评价方法。内检测的有效性取决于所检测管段的状况和内检测器与检测要求的匹配性。目前常见的检测器有：用于内、外腐蚀危险的金属损失检测器、用于应力腐蚀开裂的裂纹检测器、用于第三方损坏和机械损坏因其的金属损失和变形的检测器等。3.2 试压试压是长期以来得到行业认可的一种管道完整性验证方法。试压方法分为强度试验和严密性试验两种。方法的选择取决于要评价的危险。试压必须按照相关规定要求达到一定试验压力及试验时间，才能准确检测出管道是否存在危险。3.3 直接评价直接评价是一种利用结构化程序的完整性评价方法。通过这种程序，运营公司可以把管道系统或管段的屋里特性、操作历史与管道的检测、检查和评价
10、结果结合起来，确定管道的完整性。主要有外腐蚀危险的直接评价法（ECDA）和内腐蚀危险的直接评价法（ICDA）。4 管道完整性管理与HSE管理的关系HSE管理体制是健康（Health）、安全（Safety）和环境(Environment）管理体系的简称。HSE管理体系是将组织实施健康、安全与环境管理的组织机构、职责、做法、程序、过程和资源等要素有机构成的整体，这些要素通过先进、科学、系统的运行模式有机地融合在一起，相互关联、相互作用，形成动态管理体系。HSE管理体系要求组织进行风险分析，确定其自身活动可能发生的危害和后果，从而采取有效的防范手段和控制措施防止其发生，以便减少可能引起的人员伤害、财
11、产损失和环境污染。它强调预防和持续改进，具有高度自我约束、自我完善、自我激励机制，因此是一种现代化的管理模式，是现代企业制度之一。HSE管理体系是三位一体管理体系。H（健康）是指人身体上没有疾病，在心理上保持一种完好的状态；S（安全）是指在劳动生产过程中，努力改善劳动条件、克服不安全因素，使劳动生产在保证劳动者健康、企业财产不受损失、人民生命安全的前提下顺利进行；E（环境）是指与人类密切相关的、影响人类生活和生产活动的各种自然力量或作用的总和，它不仅包括各种自然因素的组合，还包括人类与自然因素间相互形成的生态关系的组合。由于安全、环境与健康的管理在实际工作过程中有着密不可分的联系，因此把健康（
12、Health）、安全（Safety）和环境（Environment）形成一个整体的管理体系，是现代石油化工企业的必然。管道完整性管理与HSE管理都是将员工和公众、环境及管道设施的安全保护作为研究的主体，均是采用风险分析的评价方法，最终希望在日常的生产作业中，将对三者的伤害、影响、损害降到最低，只是两者的侧重点不同。管道完整性管理侧重于设备技术管理，风险评估,预防性维护，用保障设备的安全可靠性来保障健康、安全、环境和质量要求；HSE管理侧重于人员的安全管理、监护管理、作业中的操作管理，两者之间相互联系，相互补充，成为天然气行业安全管理中非常重要的内容。管道完整性管理与HSE管理在国内外推行的差异
13、性见表1所示。表1 管道完整性管理与HSE管理在国内外推行的差异性标准理念政府监管和执行的标准主要危险因素主要预防措施潜在风险受体PIM缺陷是无处不在的，只有不断识别，跟踪缺陷的发展，并不断消除缺陷才能本质安全加拿大：NEB OPR-99第40、41部分，CSAZ662美国：交通部的管道安全办公室负责监管，执行联邦法规第49卷第186-1999部分，要求所有液体管道和气体管道都必须编制完整性管理程序标准：API RP 1129；API RP1160液体管道；ASME31.8S-2001气体管道国内标准和法规暂缺内外腐蚀、应力腐蚀、制造缺陷、施工缺陷、设备失效、第三方损害、误操作、天气与外力因素
14、等9类21中风险数据资料的收集和整合；定性或定量风险评价，识别风险并排序；对重大风险进行完整性评价；制定事故减缓措施管道及管道附属设施HSE一切事故都是可以避免的ISO/CD14690；SY/T6267-1997；ISO9000；ISO14000；2010年石油天然气管道保护法火灾、高空作业、挖掘作业、噪音、电、车辆、坠物、受限空间、易燃物、腐蚀物、有毒物、泄漏等风险矩阵分析；安全工作许可制度；持证上岗培训等员工、附近社区公众、环境5 我国天然气管道完整性管理发展的一些建议近年来，我国天然气行业发展迅速，未来还将建设大量长距离、高压力、大直径的天然气管道，保证天然气管道建设、运行等安全是各大管
15、道运营公司面临的重大问题。管道完整性管理是目前国际上先进的管道管理方法，能够提前发现管道中潜在的危害因素，进而可以采取有效的措施进行预防、减缓危害的发生、降低或消除发现的不安全因素，保证管道系统始终保持完整性的状态，保证管系统的安全。由于我国在管道完整性管理领域起步较晚，标准、技术缺失或不完善，与国际发达国家仍存在较大的差距。为尽快提高我国管道完整性管理的技术水平，可以从以下几个方面加强提高。5.1 健全法律法规国家政府应尽快将管道完整性管理纳入管道安全生产的有关法律和法规中，进而出台相应的法律法规来统一和规范管道运营企业的完整性管理行为。为管道完整性管理的顺利执行提供相应的法律保障。5.2 建立行业标准结合我国天然气管道发展的特点，尽快建立健全我国天然气管道行业的完整性管理标准体系，包括管理标准体系和技术标准体系。为天然气企业的管道完整性管理的快速发展、进步提供相应的标准。5.3 完善相应的技术完整性管理的实施必须依靠相关的技术包括数据收集技术检测、风险评估技术、评价技术等，因此完整性管理的发展离不开完整性管理技术的提高、完善。如管道地质灾害的评估和预警技术、管道腐蚀层的有效寿命预测技术、管道GIS平台和数据库的开发等。参考文献1 SY/T 6621-2005输气管道系统完整性管理，中华人民共和国石油天然气行业标准
