我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析_20100112

1单位地址：四川省成都市新都区邮编：610500联系电话：[phone]E-mail：[e-mail]我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析姚安林西南石油大学石油工程学院国际石油工程师协会会员、中国石油储运专委会油气管道完整性管理工作部副主任2010-1-202我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析内容提纲1．前言2．油气管道完整性管理理念的全局性3．管道建设期间的完整性管理任务4．管道运行期间的完整性管理任务5．管道完整性管理方案的科学性及操作实用性6．结束语3油气管道在运行过程中由于受到来自操作运行参数、周围自然环境和社会环境的不断变化，其完整性总是存在逐渐降低的发展趋势，所有油气管道的事故都是其完整性降低到一定程度的结果。由于管道完整性管理技术从理念上反映了保护油气管道安全的问题实质，所以成为当今世界各国普遍认同的管道安全管理新方法。前言我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析4我们在调查我国多家管道公司应用管道完整性管理技术的实践时发现：缺乏对管道完整性管理技术的全面认识，重视管理文件的制定而忽视管理机制的建立，重视国外技术的引进而忽视结合本国实际自主研发，重视硬件技术的配置而忽视员工的技术培训等现象在大多数公司还表现得相当突出。前言我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析5因此，本文试图从管道完整性管理技术的基本理念、主要任务和管理方案实务几个方面分析其特征，以帮助读者正确理解管道完整性管理技术的内涵、外延和应用方法，从而使完整性管理技术在我国油气管道安全保护方面发挥更大的技术促进作用。前言我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析6我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析自2001年完整性管理理念被引入我国油气行业以来，经过几年的推广和应用实践，已成为当前最流行的管道安全管理模式。由于油气管道系统不同于其他工程结构系统，其完整性管理所涉及的环境条件更复杂、风险影响因素更多、事故后果的危害性更大，因而必须从全局的角度来深入理解油气管道完整性管理的基本理念。我们认为，全局性的把握可以从以下两个方面入手。2油气管道完整性管理理念的全局性7我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析首先从技术层面上，为了能对管道完整性进行科学有效的管理和维护，我们有必要借助数学、力学、计算机科学、地理信息科学以及社会学等多学科相互结合来寻求有助于管道完整性管理的方法论。从自然因素和人为因素两方面宏观地保证评价的完整性，管道风险评价体系的建立必须落实在理论分析和实验研究的基础之上。这样才能既从宏观上保证所考虑管道风险影响因素的全面性，又能从微观上确保风险评价体系层次关系的逻辑严密性。此外，在未来一段时期,地理信息系统(GIS)技术、基础数据库技术、高精度检测技术、多目标决策技术等都即将成为油气管道完整性管理技术发展的新动力。2油气管道完整性管理理念的全局性82油气管道完整性管理理念的全局性我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析其次从管理层面上，完整性管理理念的全局性应体现为管理过程的完整性、资产的完整性（AIM）和决策的正确性三部分。管理过程的完整性是指管理者对管道设计、施工、运行、维护整个过程的完整性管理，它贯穿于管道建设和运行的全寿命过程；资产的完整性管理技术不仅包括干线完整性评价技术，还包括场站可靠性评价、站场的风险评价等技术；无论是何种管理模式，上层决策总是直接影响管理效能的，只有将管道安全与社会因素、环境因素、自身因素联系在一起，然后通过科学评估其综合影响效果才能制定出正确的决策方案。93管道建设期间的完整性管理任务我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析根据1996～1999年美国天然气管道的事故原因统计表明：管道因施工和材料缺陷而引起的事故所占比例逐年增加。管道原始信息资料的缺失更是新老管道完整性管理过程中存在的最大缺陷。当前，我国油气管道建设正处于高速发展的历史阶段，为了提高当前大量新建油气管道的本质安全，应当在管道建设期间引入完整性管理的理念，把对基础信息资料的采集和施工关键环节的质量控制作为管道建设期间完整性管理的重要任务来抓。既为后期完整性管理奠定必要的数据基础，又可以使新建油气管道的本质安全得到应有的提升。103.1基础信息资料的采集我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析基于3S的数据平台管道失效原因采集范围及数据类型数据录入采集人员制度建设的PDCA过程图1管道建设期间基础资料的采集流程铺管时造成的损伤、管道线路调整、静水压试验数据、设计运行压力及安全因子等焊接质量、管段名、管道标志、埋深、阴极保护类型、管道附加保护、附加设备、管道周围地形、土壤种类（砂质土、岩石、粘土等）、土壤理化性质等安装缺陷运输过程造成的损伤管道制造商和生产日期、使用年限、管径和壁厚、钢管等级、涂层类型及状况等管材缺陷动态数据静态数据数据类型失效原因表1管道建设期间基础资料的采集类型113.2施工关键环节的质量控制我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析采用腐蚀控制技术要具有针对性，找出管道腐蚀特点、原因及程度，通过鉴定和论证才能有的放矢地进行控制，合理采用内防腐、外防腐工艺或选用某种非金属材料。防腐施工过程中影响施工质量的因素众多，主要取决于选择合适的涂层、提高管线表面预处理质量和严格控制涂装工艺过程这三个主要因素。管道防腐按照施工程序可分为3个部分：焊前检验、中间检验、焊后检验，整个焊接作业质量受到了焊工素质、焊机、工艺参数、外部环境以及焊条材质等因素的影响，也就是说，把握好人、机、法、环、料五个环节就是提高焊接质量的关键。管道焊接因埋设不当而产生管道的失稳、上浮和防腐层破损往往是埋地管道发生失效的主要原因。要想提高埋设质量，必须保证管沟开挖（包括管沟边坡的坡度、沟底宽度和挖掘深度等）、铺管方法、稳管措施以及管沟回填（包括回填土方的土质、最小覆土厚度、土方回填的密实程度以及排水措施等）的质量。管道埋设124管道运行期间的完整性管理任务我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析4.1运行条件的保障及操作规程遵守长输管道总是在泵机组以某种组合方法下运行，全线（或区段）密闭、泵机组串联工作则是其基本的运行方式。管道运行压力可以通过压缩机调节法和压缩机站调节法来保障，前者包括改变压缩机的转速、压缩机的进口节流调节、压缩机出口节流调节、压缩机旁路回流调节等方式，后者包括对首站的调节、改变参与运行的压缩机数或压缩机站数以及降低压缩机站出口温度等方式。流量的调节也可以通过改变管道起终点压力、铺设副管、铺设变径管以及管线节流等方式来实现。温度调节（主要对输油管道）可以有效提高介质的输送率，防止出现原油低温凝蜡现象，这是运行条件中不可缺少的一步。134.1运行条件的保障及操作规程遵守我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析针对长输油气管道我国也颁布了一些宏观管理条例，如1989年颁发的中华人民共和国国务院令第303号《石油、天然气管道保护条例》、2001年8月2日颁发的国务院令第313号《石油天然气管道保护条例》以及2009年5月1日开始实施的国务院令第549号《特种设备安全监察条例》，具体的运行管理规程主要有原中国石油天然气总公司颁布的SY6186-1996《石油天然气管道安全规程》和国家经贸委2000年4月颁发的《石油天然气管道安全监督与管理暂行规定》等，对企业应当履行的管道安全运行义务、长输管道的材料、设计、建造、使用管理、定期检验等均作了详细规定。对于管道企业而言，在制定安全管理操作规程的同时应督促员工切实遵守、规范操作，方能实现管道的安全运行。144.2管道环境条件的监测与数据采集我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析因水毁、黄土湿陷、采空、崩塌、滑坡、泥石流、风沙、膨胀土、盐渍土等发生的灾害主要以管道的第三方破坏为主要表现形式图2管道环境分类及主要灾害类型示意图自然环境人工环境水坝、交通设施、电站、油气管道建筑物、公园、绿地、服务设施等主要有空气、水、动植物、土壤、岩石矿物和太阳辐射等管道环境15我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析与建设期间不同，在管道运行期间的数据采集主要为两方面的因素分析服务：①环境及地质灾害影响因素分析，包括：区域地质环境、地形地貌、岩组、地质结构、降雨、地表水、地下水、气候变化等空间、时间相关信息；②管道第三方破坏影响因素分析，包括：人口密度、经济发展程度、社会治安状况、特定场所、违章建筑、附加保护、管道线路标志、管道地面装置等信息。4.2管道环境条件的监测与数据采集16我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析管道维护是一个长期循环的过程，完整性维护决策系统由风险评价、完整性维护决策和实施效果监测三部分组成，其工作流程如图3所示。4.2管道维护决策的合理确定数据采集数据采集管道分段计算失效概率评估事故后果评估各段风险按风险高低排序选出风险不可接受管段选择完整性评价方案确定何时进行完整性评价依据结果确定维护策略策略实施评价维护对风险控制的效果确定再评估周期选择评价方法按法规和公司内部要求制定可接受风险标准风险降低至可接受范围返回模块①风险评价模块完整性维护决策模块实施效果监测模块否是②①③图3完整性维护决策系统流程175管道完整性管理方案的科学性及操作实用性我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析5.1完整性管理工作的渐进性5.2决策方法的先进性5.3完整性评价技术的针对性5.4完整性管理工作的全员参与性主要从以下四个方面进行阐述：185.1完整性管理工作的渐进性我国在油气管道完整性管理技术的开发研究方面比发达国家晚了将近20年，与国外相比所存在的差距仍需要在今后的应用实践过程中慢慢弥补。我们在学习国外技术的同时不应照搬照抄，应该根据不同的管道运行工况“对症下药”。当前是国内油气管道建设的高峰期，面对众多来自国外的完整性管理文件和评价软件，怎样开展我国油气管道的完整性管理工作仍是一个值得深入探讨的课题。所以，管道完整性管理技术在我国油气管道领域的推广应用，可能是一个不断适应、不断完善的渐进过程。我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析19完整性管理是一个与时俱进的连续过程，由于管道风险控制是利用风险评价结果对已识别到的危险部位、危害因素进行预防性维护，它对减少油气管道突发性事故十分有效，制定的决策方法具有较好的全局性和前瞻性。此外，管道完整性管理是跨学科的系统工程，因而其决策方法是结合了管道可靠性决策、事故后果决策以及成本决策基本原理后形成的一种综合决策。今后，随着决策理论和信息技术的不断发展，管道完整性管理技术也呈现出借助高精度检测手段、GIS技术和公共基础数据库，建立维护管道安全运行的多目标可视化管理决策系统的发展态势。5.2决策方法的先进性我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析20完整性评价要求对所需评价对象进行风险识别，并通过管线分段来确定高危管段以及划定高后果区以缩小评价范围（针对长输管道尤其重要），评价结果由所编写的各类风险评估技术手册有针对性地落实到实际管道维护中。由于不同地区、不同类型的管道存在各种各样的影响因素差异性，应有针对性地引入考虑特定事故诱因的修正模型，这样才可能使评价的结果最大程度地反映所评价管道的客观实际。要使完整性评价技术有针对性地开展，提高数据收集的效率是前提，选择合理的评价方法和风险可接受性准则是关键，制定一套完善的国家和行业标准是保障。5.3完整性评价技术的针对性我国油气管道完整性管理应予重视的问题分析21管道完整性管理是全员参与的整体性的管道维护计划，管道公司内部管理组织结构应当层次清晰，决策层、管理层、执行及操作层、支援层都要有明确的分工，必须强化各级人员的责任意识，提升各自的专业技能，并在整体上形成从管道操作一线到管理层的风险因素呈报、风险预警和风险监控三大系统。使管道公司、地方政府与用户企业和科研单位在维护油气管道运行安全的共同目标下形成了最稳定的“三角联合”。同时通过沿线管道安全知识的宣传和兑现奖惩措施，让广大沿线居民知晓其中利害，动员社会力量，形成全民参与管道完整性管理的良好局面。5.4完整性管理工作的全员参与性我国油气管