?? 油氣長輸管道具有管徑大、運輸距離長、壓力高和輸量大的特點,逐漸成為油氣輸送的主要途徑。隨著建設量的增大,老管線服役時間的增長,長輸管道事故的增多,管道安全問題越來越受到人們的重視。本文對國外近幾年的長輸管線安全方面的一些做法作了綜述與分析,針對我國的情況提出幾點建議。
??? 1國家立法方面
??? 西方國家對長輸管道的安全問題非常重視,美國、加拿大、英國等國家的管道公司都開始討論管道完整性管理問題。美國早在30年前為嚴防管道破壞就頒布了《管道安全法》,2002年11月又通過了《管道安全改進法》;管道安全局(OPSO)也新頒布了《天然氣管道完整性管理條例》,2003年1月頒布了《輸氣管道完整性管理推薦規(guī)則制定辦法的通知》。這些法規(guī)的頻布,旨在進一步確保國家管道網(wǎng)的安全,進一步闡明管道作業(yè)者的資格認證和管道完整性管理的概念。管道完整性管理涉及內在和外在兩方面的問題,內在的問題主要有管道自身老化(管道設計壽命一般為30年),年久失修,管壁因腐蝕、磨蝕而變?。换蛞虼嬖谥T如屈曲、擦傷、壓痕和焊縫燒穿及環(huán)向裂紋等缺陷;或因氣體含硫化氫和二氧化碳等腐蝕性成分;或因疲勞腐蝕和氫致裂紋腐蝕問題,在國外管道氫致裂紋被稱之為管道上的“艾滋病”。外在因素是指因第三方施工而導致的管道破壞,像我國還存在一種特殊的人為破壞情況是“打孔盜油”,都屬于第三方破壞問題。
??? 2安全技術方面
??? 2.1重視過程控制的研究
??? 國外比較注重研究開發(fā)和提高管道監(jiān)控系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的自動化水平。應用較多的是長輸管道監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)。該系統(tǒng)包括傳感器、控制器、遠程終端、通訊連接、主SCADA計算機??梢詫崿F(xiàn)長輸管線全線集中監(jiān)控,密閉輸送和優(yōu)化運行。沿線各站場可以達到無人操作的水平,還可以提供最低費用下運行的最優(yōu)化程序。美國華盛頓 Bellingham的Olympic(400英里長)輸送煉油產品的管線都是采用SCADA系統(tǒng),實現(xiàn)全線監(jiān)控。從調研情況看,國外長輸管道安全管理的特點是將整體優(yōu)化運行技術應用于輸送管道上,與安全管理、節(jié)能降耗、降低成本有機結合,實現(xiàn)計算機批量跟蹤、界面位置確定和運行狀況檢測。
??? 2.2注重管道安全評估
??? 歐美等發(fā)達國家已將風險分析方法應用到油氣管道,對新建或已建管道進行風險評估。管道安全評估國際標準化組織發(fā)布的ISO13623/2000“石油及天然氣管道輸送系統(tǒng)”中,管道設計部分的公共安全條文規(guī)定:天然氣管道及通過高層建筑、公路交通繁忙、當?shù)匾崖裨O有不少地下設施地區(qū)的輸油管道,應進行安全性評價。該規(guī)范要求根據(jù)五類事故根源,對設計、施工或操作失誤,材料或零件損壞、腐蝕、第三方活動、自然災害所引發(fā)的事故頻率及危害性進行評價和風險計算,結果與安全要求對比后得出結論,并提出降低危害的建議。管道何時更換管段和涂層,何種情況下必須維修或不必維修,必須有合適的判定標準。標準太高會造成不必要的維修和資金的浪費,標準太低又會使一些需要采取措施的管段不能得到及時的更換和維修,造成管道風險加大。國外管道公司多數(shù)參照ASTMB31G標準進行安全評估。
??? 國際標準經組織1996年發(fā)布了ISO/CD14690“石油天然氣工業(yè)健康、安全和環(huán)境管理體系?!边@一標準公布后很快得到了世界各大石油公司的認可,并在油氣管道建設、管理中實施。為了適應管道完整性檢查和維護的需要,美國管道行業(yè)實行了風險管理制度,對風險進行正確和科學地識別、評價和有效地管理。將危害降低至目前可以接受的最低水平,實施風險管理示范規(guī)劃活動。多家油氣管道公司申請并被接受參加這項活動,每個公司都提交一份有特色的風險管理計劃,最后還要得到認證。美國石油協(xié)會(API)對油氣管線也發(fā)布了很多標準,如API RP1123、API Pub1156、API Pub1158等。
??? 2.3建立油氣管道事故庫
??? 國外在油氣管道安全評估、風險分析及可靠性設計中都應用了概率論與統(tǒng)計方法來分析判斷事故發(fā)生的可能性。諸如管道的可靠性指標:單位長度管道率、平均故障間隔時間、平均故障修復時間等都是概率意義的數(shù)值。需要從大量子樣的分析中得到這些數(shù)值。油氣管道的這些數(shù)據(jù)只能從已有管道的事故統(tǒng)計中得到。歐美發(fā)達國家均有積累多年的管道事故數(shù)據(jù)庫,包括我國的一些長輸管線的建設都參照國外的數(shù)據(jù),如陜京輸氣管道可靠性設計中輸氣管道故障率就采用了歐洲輸氣管道數(shù)據(jù)庫的資料。
??? 2.4開發(fā)泄漏檢測技術
??? 國際上已開發(fā)出的管道泄漏檢測的方法主要有兩類:一類是基于磁通、超聲、渦流、錄像等技術的管內檢測法,此類方法較為準確,但是投資大,適用于較大口徑管道,但易發(fā)生管道堵塞、停運等事故;另一類是外部檢測方法,包括直接檢測油氣泄漏的直接檢測法和檢測因泄漏而引起的流量、壓力、聲音等物理參數(shù)發(fā)生變化的間接檢測方法。這些檢測方法主要通過超聲、光學、渦流及射線等實現(xiàn)。例如:利用聲的發(fā)射及反射原理對泄漏的部位進行檢測,這種方法受外界的影響大,誤差及誤報率高。
??? 美國柯羅尼爾公司與IPLPartiners有限公司共同出資,開發(fā)檢查液體管道用的新裝置——彈性波檢測“清管器”,就是利用超聲波技術查明管焊縫上存在的裂紋。利用X光等探測法進行無損檢測,檢測時間較長,設備的價格也較昂貴。美國奧斯博國際有限公司開發(fā)兩種比較流行的檢測技術:PFC2000便攜式管道檢測儀和動態(tài)測漏系統(tǒng)(LeakNet),PFC2000便攜式管道檢測儀利用X射線檢測;LeakNet是采用管線動態(tài)智能點分析法(SMARTPOINTS),可連續(xù)監(jiān)測和消除誤報,此系統(tǒng)在美國、加拿大被廣泛應用于油、氣管道的泄漏檢測。