管道應(yīng)急搶險新挑戰(zhàn)與新技術(shù)

文·圖/本刊記者 趙原

中國石油管道應(yīng)急搶險中心總經(jīng)理李德寶

2017年4月7日召開的京津冀協(xié)同應(yīng)對事故災(zāi)難試點工作啟動會上，中國石油管道應(yīng)急搶險中心被國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮中心定位為全國管道應(yīng)急救援總指揮部。目前，油氣管道安全面臨哪些挑戰(zhàn)？管道維護和應(yīng)急搶險有哪些注意事項？為此，本刊記者采訪了中國石油管道應(yīng)急搶險中心（以下簡稱“搶險中心”）總經(jīng)理李德寶。

搶險中心始建于1992年，前身為中國石油管道局管道技術(shù)公司，2011年1月15日，中國石油管道應(yīng)急救援響應(yīng)中心在搶險中心掛牌成立，成為中國石油集團公司五大應(yīng)急救援體系之一。2016年，國內(nèi)首個由國家安全監(jiān)管總局掛牌的危險化學(xué)品和油氣管道應(yīng)急救援基地——國家油氣管道應(yīng)急救援華北（廊坊）基地落戶搶險中心。

李德寶介紹，搶險中心是目前國內(nèi)最具實力和影響力的管道維搶修技術(shù)服務(wù)與應(yīng)急搶險專業(yè)化公司，以管道的應(yīng)急搶險作業(yè)、管道帶壓開孔、封堵作業(yè)、儲油罐機械清洗作業(yè)、管道投產(chǎn)及運營保駕、管道高新技術(shù)研發(fā)等為主體業(yè)務(wù)，具備從φ25 mm～φ1 219 mm、10 MPa壓力以下、各種介質(zhì)管道的不停輸開孔封堵和動火連頭能力。同時，搶險中心將應(yīng)急搶險作業(yè)流程標準化、科學(xué)化，確保接到救援命令后第一輛車在15 min內(nèi)裝車完畢，趕赴事故現(xiàn)場；全部人員設(shè)備可在接警內(nèi)1 h趕赴現(xiàn)場，極大地降低了人員傷亡和財產(chǎn)損失，以及次生災(zāi)害的發(fā)生率。

截至目前，除廊坊本部外，搶險中心在國內(nèi)另設(shè)立了8家地區(qū)搶險中心（華南、華東、華中、山東、川渝、內(nèi)蒙古、新疆、烏魯木齊），共同構(gòu)成了應(yīng)急救援網(wǎng)絡(luò)體系，做到了對國內(nèi)管網(wǎng)業(yè)務(wù)的覆蓋；同時在阿聯(lián)酋設(shè)有辦事處，在國際上設(shè)立了非洲、中東、東南亞三家地區(qū)搶險中心，同步進行業(yè)務(wù)拓展。

搶險中心下設(shè)維搶修技術(shù)研究所，專業(yè)從事行業(yè)技術(shù)研發(fā)工作，目前已獲得專利66項，并參與編制了GB/T 28055-2011《鋼制管道帶壓封堵技術(shù)規(guī)范》等多項國家標準和行業(yè)標準，是國內(nèi)管道維搶修行業(yè)規(guī)則的制定者之一。

管道安全面臨的挑戰(zhàn)

談到目前管道安全運營面臨的挑戰(zhàn)，李德寶指出：“最早，管道運輸?shù)慕橘|(zhì)只是單一的原油，后來發(fā)展了成品油管道，現(xiàn)在還有氣管道等……”運輸?shù)慕橘|(zhì)種類越來越多，隨之而來的管道安全運營難度也越來越大，安全責任相對也越來越大。“比如氣體管道，要增加運行速度和輸量，滿足下游需求，就要建立一些大型壓縮機，運行壓力要達到10～12 MPa，壓力的增加帶來危險系數(shù)的增加，維搶修的難度也大大增加。”

此外，第三方破壞、腐蝕穿孔等問題也是近些年管道泄漏的重要原因。第三方破壞，如施工作業(yè)等外力的破壞使管道受損，如2013年在廣東湛江，中海油崖城13-1項目，就是由于一個管線被船矛捅破，使得420 m的管線需要換管。而腐蝕穿孔，則是由于管線老化、運輸介質(zhì)里含有硫等腐蝕性物質(zhì)、管道運行不按規(guī)程等原因，造成管道腐蝕問題加速。同時，山體滑坡、泥石流、地震等自然災(zāi)害也會對管道造成破壞。

李德寶說，除了以上客觀存在的諸多挑戰(zhàn)，由于管道工藝的改進，輸送安全等級需要也越來越高。“比如高鋼級管道，鋼級越高，能夠承受的壓力越大。但是鋼級高，帶來不利一面就是脆性大。對于我們應(yīng)急搶險來說，就帶來了新的挑戰(zhàn)。一方面對于我們的開孔刀具是一種挑戰(zhàn)，我們才剛突破X80鋼級的開孔刀，現(xiàn)在要著手研究X90、X100。另一方面，鋼性越高，可焊性也就越差，對搶維修時的焊接工藝也形成了新挑戰(zhàn)。”

管道應(yīng)急 “讓風險可控”

山東省青島市“11·22”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故發(fā)生后，引起了社會各界對于管道應(yīng)急搶險安全的關(guān)注。該起事故即由于管道腐蝕造成泄漏，且現(xiàn)場應(yīng)急處置措施不當導(dǎo)致了爆炸。那么，在管道應(yīng)急搶險中應(yīng)注意哪些問題呢？

李德寶說，在管道應(yīng)急搶險過程中，首先要對現(xiàn)場情況進行研判，開展風險識別，“我們這一行業(yè)風險是巨大的，但是如果我們有效地進行風險識別和管控，讓風險可控，就可以有效避免事故發(fā)生。”具體到類似“11·22”事故中的管道泄漏情況，李德寶介紹了搶險隊伍的工作流程：到達現(xiàn)場后，首先要檢測油氣濃度，并設(shè)立風向標，操作人員要在上風口作業(yè)。第二，要進行現(xiàn)場警戒，設(shè)立一個警戒范圍，要聯(lián)絡(luò)地方政府、公安、醫(yī)療、消防力量到達現(xiàn)場，實現(xiàn)企地聯(lián)動、警企聯(lián)動。第三，地方政府和相關(guān)力量到位后，要對這個事故點，管道的狀況、走向和周邊的地理情況進行了解，比如周圍有沒有暗渠等。“我們在以往的搶險過程中曾遇到過有暗渠的情況，泄漏的油品通過暗渠都流到了附近的一所學(xué)校里。如果我們僅僅圍繞一個泄漏點，為了搶險而搶險，那么后果將不堪設(shè)想。”李德寶說。第四，根據(jù)泄漏的情況判斷是否需要疏散周邊的居民，以及要疏散方圓多少千米內(nèi)的居民，“這就需要警方、地方政府的協(xié)助。”最后，還要判斷泄漏油品的流向，最終流到了哪里，做好安全、環(huán)保等各項措施。

李德寶還強調(diào)，在維搶修作業(yè)過程中，保障安全的關(guān)鍵就是按照操作規(guī)程去做。“哪怕一個擰螺絲的環(huán)節(jié)，我們都有操作規(guī)程，第一個螺絲擰哪一個、擰幾號螺絲、用什么扳手、擰多少下、用多大扭矩等，都必須按照規(guī)程操作。要知道所有的事故都不是偶然的。如果不按規(guī)程操作，事故的發(fā)生將成為必然。”

管道搶修技術(shù)新突破

作為國內(nèi)管道維搶修行業(yè)的開拓者和領(lǐng)軍企業(yè)，搶險中心在近些年的管道搶險實踐和研究工作中，突破了很多技術(shù)難題。“比如小口徑封堵，2005年，西氣東輸一線曾發(fā)現(xiàn)直徑僅有6.7 cm的引壓管上的閥門出現(xiàn)內(nèi)漏、泄漏等現(xiàn)象。要解決這個問題，通常的做法，要把整個管線的氣體都排放干凈。而我們研制出在線不停輸對小口徑引壓管改造的方法，在不影響管線正常運營的情況下，將707個點的閥門全部進行了更換。小口徑不停輸封堵的難度在于，管壁薄、壓力高，相當于人類的毛細血管，焊接時稍微深一點就要穿孔，不夠深的話又焊不透，相當精細。”李德寶介紹。目前，該項小口徑不停輸封堵技術(shù)已獲得專利，并成功應(yīng)用于1 100多處改造點。

2015年8月，天津港危險品倉庫發(fā)生“8·12”特別重大火災(zāi)爆炸事故，在危化品清理過程中，部分集裝箱、罐體因無法識別，不能貿(mào)然開啟轉(zhuǎn)運，嚴重阻礙救援清理工作。8月18日，應(yīng)天津市副市長要求，搶險中心先后投入搶險人員30多人，開孔封堵、搶險車、制氮車、無人機等大型車輛設(shè)備30臺（套），歷時23天。搶險中心通過密閉開孔、注氮封存等技術(shù)，對集裝箱和罐體內(nèi)的未知化學(xué)品進行取樣，完成了危險化學(xué)品的排查工作，為解決天津港爆炸清理工作這道世界級難題提供了科學(xué)的依據(jù)。“在取樣過程中，由于集裝箱和罐體內(nèi)的化學(xué)品未知，不能動火，因此不能使用普通的焊接開孔工藝，最終決定采用粘接方式進行，但是由于集裝箱、罐體表面不平，粘接容易產(chǎn)生縫隙。因此在中心內(nèi)反復(fù)進行實驗后，才最終摸索出了安全、適用的開孔方案，解決了取樣難題。”李德寶說。

管道維搶修作業(yè)中使用的各型號夾板閥

模擬海底管道維搶修的試驗釜

2015年12月，深圳光明新區(qū)發(fā)生“12·20”特大滑坡事故，西氣東輸二線深港支干線因滑坡造成斷裂，搶險中心應(yīng)邀參加搶險，先后投入搶險人員50多人，搶修設(shè)備20臺（套），作業(yè)人員連續(xù)奮戰(zhàn)72 h，確保了及時恢復(fù)向香港供氣。“我們當時帶去了一個新工藝——X射線數(shù)字化管道焊縫檢測系統(tǒng)，即焊接完成之后要給焊口‘拍片’，看有沒有夾渣、氣孔、裂紋，有沒有缺陷。傳統(tǒng)工藝每個焊口‘拍片’需四五個小時，但是我們這次‘數(shù)碼拍片’每個只用10分鐘。大大縮短了搶險時間，及時向香港恢復(fù)供氣的同時，也消除了天然氣管道暴露在地表的潛在安全隱患。”李德寶自豪地說。

2016年4月，搶險中心自主設(shè)計的H1500海洋管道開孔機，圓滿完成崖城13-1氣田KP694作業(yè)點的水下帶壓作業(yè)任務(wù)，行程精度達到了0.01 mm，開創(chuàng)了國內(nèi)首次使用自主研發(fā)設(shè)備進行水下帶壓作業(yè)的先河，實現(xiàn)了我國管道搶險作業(yè)由陸地向海洋拓展的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

崖城13-1氣田位于海南島以南約90 km的海域，總長約778 km。這條管線是中海油為香港供氣的唯一通道，已服役20年。管線于2013年受到外力破壞進行了臨時性維修，此次是進行第二階段的永久性修復(fù)作業(yè)。該項工程的作業(yè)點處水深為28.9 m，管輸壓力5.7 MPa，水下能見度差，這給開孔搶險帶來了諸多不可預(yù)知的困難和挑戰(zhàn)。為確保項目萬無一失，搶險中心特別研制了H1500海洋管道開孔機。該開孔機采用全程自動化控制，運行過程中實時監(jiān)控行程、壓力、溫度、轉(zhuǎn)速等各個參數(shù)，導(dǎo)向欄自動解鎖，行程精度達到了0.01 mm。設(shè)備經(jīng)過多次模擬實驗，完全達到海下管線帶壓開孔要求，填補了國內(nèi)該類設(shè)備的空白。

任重道遠

采訪的最后，李德寶向記者暢想了我國管道維搶修的未來。李德寶認為，未來管道維搶修工作應(yīng)逐漸向管道完整性管理轉(zhuǎn)變。“管道完整性管理，就是給管道定期體檢、建立檔案，對管道問題采取針對性措施。比如外部的挖溝、動土影響到管線安全，通過光纖預(yù)警裝置就能判斷出來，然后通過無人機巡線，就能對預(yù)警信息進行確認，并從外部直觀找到管道受損的位置。針對管道腐蝕，可以通過管道檢測器來判斷里面的腐蝕狀況，管道腐蝕情況原來可以定性檢測，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到可以進行定量分析，就像給人體拍CT、核磁的原理一樣，判斷管道的健康狀況。如此一來發(fā)現(xiàn)問題及時加以修復(fù)，提前進行處理，將會大大減少事故發(fā)生的概率。”

在給管道“體檢”的技術(shù)方面，也有很多發(fā)展空間，李德寶舉例說，傳統(tǒng)的管道檢測器為了保證檢測的精準度，運行速度要求不能超過5 m/s，“但是實際在管道內(nèi)運行情況往往會超出這個速度，很難達到檢測要求。”目前搶險中心也在探索新型管道檢測器，使得保證檢測質(zhì)量的前提下檢測速度可以提高到25 m/s，符合管道正常的運行速度。另外也可以大大縮短檢測周期。

在維搶修工藝方面，李德寶提出，搶險中心下一步的研究方向?qū)⒕劢褂跉錃狻NG低溫管道以及其他特殊介質(zhì)管道的疑難技術(shù)突破，并向更高鋼級、更大口徑的開孔封堵技術(shù)領(lǐng)域邁進。將自行研制智能開孔封堵技術(shù)，從而實現(xiàn)300 m水深的維搶修能力。