长输油气管道安全管理探讨

长输油气管道安全管理探讨

陈康

山东联合能源管道输送有限公司 山东省烟台市 264000

摘要：管道运输是目前大规模输送石油及天然气的主要方式。管道运输自身存在许多优势，包括作业方式连续，受到气候环境方面干扰较小。随着各个国家经济对于石油及天然气的依赖程度不断增加，管道的建设及发展速度加快。国外将新材料及新技术不断应用于长输管道建设工程当中，也促使了长输管道在设计及运行等方面不断进步。长输管道也向着高压力、大口径及高强钢方向发展，也意味着长输管道的管理施工更加严格。长输管道内的输送介质存在易燃易挥发的特性，另外，管道本身的缺陷、腐蚀及外力因素不可避免地对管道带来诸多安全隐患。基于此，长输油气管道失效问题时有发生。管道的失效导致了油气的泄露，一方面引发了经济财产损失，另一方面也威胁着人员的安全。合理分析长输油气管道的安全性，对于识别管理及运行中的危险因素，指导现场安全生产具有重要意义。

关键词：长输；管道；安全；措施

引言

管道运输是目前大规模长距离输送石油及天然气的主要方式。但诸多因素影响了管道的安全运行。1970~2010年间欧洲发生了1172起管道失效事故。因外力引发的输气管道事故达582次，占比48.4%，其次为腐蚀因素引发的管道事故，共计180次。因违规操作引发的管道失效事故次数为53次，占比7.4%。通过合理分析外力、材料缺陷、腐蚀及误操作等因素对管道安全性的影响，提出完善检测方法、建立失效数据库及风险评价方法等防范措施有利于指导长输管道的安全运行。

1长输油气管道失效统计及因素分析

1.1长输油气管道失效统计

我国将输气管道的失效因素划分为9大类，并结合现场实际编制了《输气管道系统完整性管理》。欧美国家的管道建设起步较早，技术相对成熟。欧洲管道事故局公布了一组输气管道事故统计数据，自1970~2010年40年间，输气管道事故发生频率为0.37次/(103km·a)，事故发生总次数为1172次。其中，因外力引发的输气管道事故达582次，占比48.4%，其次为腐蚀因素引发的管道事故，共计180次。因违规操作引发的管道失效事故次数为53次，占比7.4%。

1.2长输油气管道失效因素分析

（1）外力因素。外力是引发长输管道失效的关键因素，主要是管道处于自然环境下受到的环境影响及人为第三方破坏。因此，外力因素包括不可抗自然环境因素及人为因素。长输管道以埋地及架空方式铺设，因管道所处周围环境变化引发的管道失效事故时常发生，埋地管道因地震、泥石流、海啸等不可抗自然灾害引发的管道失效往往以管道裂痕甚至断裂形式出现，架空管道往往出现管道变形，由此引发人员及财产损失往往不可估量。除此之外，常见的雷电天气也会诱发管道的腐蚀穿孔，造成油气泄露，进而引发事故。在我国，人为因素造成长输管道破坏现象始于20世纪90年代。长输管道沿线经常出现打孔盗油现象。因90年代沿线监控技术不发达，该现象无法得到有效遏制。目前，虽然沿线巡检及监测技术不断进步，但由于打孔盗油引发的沿线管道压力变化时常被现场监管人员误认为是正常压力波动而被忽视，打孔盗油现场仍然不可避免。另外，随着我国城镇建设的发展，埋地长输管道沿线上方经常出现违章施工及占压行为，管道上方的工业生产活动及农业生产活动日趋频繁。上述人为活动一方面给管道的安全运行带来了巨大压力，也间接威胁了社会经济的平稳发展。以2013年发生的长输管道失效事故为例，沪昆高铁人为施工不当引发了成品油管道泄露，造成大量成品油泄露，造成3人受伤。

（2）腐蚀因素。腐蚀是管道失效的常见模式。由于长输管道内输送介质存在溶解氧及溶解性杂质，往往造成管道内腐蚀的发生。另外，长输管道沿线地形复杂，所处环境多样。虽然目前常用阴极保护及防腐层对管道外表面进行全面保护，但防腐层一旦破损，管道外表面会存在阴极保护屏蔽区，在土壤及大气中腐蚀性介质的共同作用下，管道外表面会发生腐蚀行为。随着管道服役年限的增加，腐蚀面积及深度不断增加，管道的安全性也面临着巨大的威胁，图1为常见的长输管道内外腐蚀图。

图1管道内外腐蚀图

（3）材料缺陷因素。长输油气管道由多节管道拼接而成，拼接方法为焊接。一方面，各个管节在制造生产的过程中不可避免的存在诸多缺陷，缺陷的存在容易诱发管道的破裂穿孔。另一方面，焊接点处母材存在热影响区，影响了管道的正常使用寿命。因此，管节制造工艺是否达标以及管节焊接评定工艺是否合理直接影响了管道能否长期安全运行。

（4）设备与操作。在长输油气管道的服役过程中，操作人员及维修人员需要根据规程保证管道的长期安全运行。因操作人员及维护人员的误操作及误维修引发的管道失效事故原则上可以避免，但由于人员安全维修及操作意识淡薄或者现场没有对操作维修人员进行周期性培训，管道事故也时有发生。常见的误操作例如非计划停运或者停输再启动方式不合理等都会对长输管道造成严重的安全威胁。

2长输油气管道失效防范措施

2.1发展外检测与内检测技术

目前，基于长输油气管道的特点，国内外发展了诸多管道外检测技术，包括密间距电位测试(CIS、CIPS)、交流电位梯度(ACVG)测试、皮尔逊检测(PS)及交流电流衰减检测(ACCA)等。上述技术在国内外长输管道上应用广泛。相对而言，管道内检测技术在我国发展较为缓慢。目前在我国长输油气管道广泛应用的内检测技术包括电磁超声(EMA)、电磁波传感检测技术(EMAT)、涡流检测法及激光测技术等。漏磁检测技术在我国内检测上应用最为普遍，其他技术仍然不够完善。

2.2建立长输管道事故数据库

自长输油气管道运行至今，发生了数次管道失效案例。对长输管道失效事故进行统计，分析失效原因，归纳失效因素，建立完善的长输管道失效数据库有利于加强现场及企业之间的事故数据共享工作，一方面可以提高企业及现场的安全防范意识，另一方面也可以为管道风险的定性及定量评价提供数据支持，为今后管道的安全运行提供理论依据。

2.3建立完善的长输管道风险评价方法

长输管道安全评价在国外已经得到一定的发展，以肯特法、层次分析法及模糊数学等方法最为常见。在我国，安全评价理论及方法还主要借鉴于国外。基于上述的管道失效数据库，结合我国管道运行发展现状，建立长输管道安全评价模型，形成长输管道安全评价方法有利于有效识别在役长输管道的运行现状，指导现场形成完善的安全管理体制，

结论

通过以上分析，可得出如下结论：

（1）外力、材料缺陷、腐蚀及误操作是影响管道安全运行的重要因素。其中，管道失效事故数据显示，外力是造成管道失效的首要因素。

（2）提高长输油气管道内外检测技术的精确性，发展提高检测水平有利于管道安全状况的合理评估。

（3）基于长输管道的失效统计事故，建立失效事故数据库，并建立长输管道风险评价方法有利于保证管道的长期安全运行。

参考文献

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