輸油氣站場(chǎng)工藝管道管理探索

摘 要：輸油氣站場(chǎng)是油氣長輸管道的心臟，站場(chǎng)內(nèi)部設(shè)備通過工藝管道連接成一個(gè)整體。站內(nèi)關(guān)鍵的工藝管道一旦出現(xiàn)泄漏著火等情況，將導(dǎo)致環(huán)境污染，影響居民用氣等嚴(yán)重后果。油氣管道所屬站場(chǎng)的完整性管理一直在探索階段，而站場(chǎng)工藝管道的完整性管理存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、站場(chǎng)工藝管道檢測(cè)、管線薄弱點(diǎn)多、資金成本高等難點(diǎn)。針對(duì)以上難點(diǎn)，西部管道公司結(jié)合站場(chǎng)完整性管理理念，開展了一系列的探索嘗試，并在實(shí)踐中取得良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：輸油氣站場(chǎng)工藝管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)檢測(cè)

1 引言

截止2018年年底，我國油氣長輸管道總里程累計(jì)約13.31萬公里，根據(jù)《中長期油氣管網(wǎng)規(guī)劃》，“十三五”、“十四五”我國油氣長輸管道還需建設(shè)14.3萬公里。油氣管道對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)起著非常重要的作用。由于油氣長輸管道擔(dān)負(fù)著油氣資源匯集和再分配的重要任務(wù)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家對(duì)油氣長輸管道的依賴性逐漸提高，而油氣管道對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)穩(wěn)定的敏感度也越來越高[1]。針對(duì)油氣管道的完整性管理（PIM），國內(nèi)外業(yè)已建立了比較系統(tǒng)的理論和技術(shù)支持體系，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。然而，對(duì)于油氣管道所屬站場(chǎng)的完整性管理一直在探索階段，站場(chǎng)工藝管道的完整性管理更是其中的難點(diǎn)[2-3]。

輸油氣站場(chǎng)是油氣長輸管道的心臟，站場(chǎng)內(nèi)部主要有輸油泵、壓縮機(jī)、閥門、加熱爐、過濾器、儲(chǔ)罐、空冷器等設(shè)備，這些設(shè)備通過站場(chǎng)工藝管道連接成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)對(duì)上游來油/氣的增壓、加熱或冷卻的作用[4]。站內(nèi)關(guān)鍵的工藝管道一旦出現(xiàn)泄漏著火等情況，將導(dǎo)致輸油管道停輸或天然氣管道供氣量不足等情況，甚至出現(xiàn)環(huán)境污染，影響居民用氣等嚴(yán)重后果。因此越來越多的企業(yè)開始關(guān)注站內(nèi)管道管理，并開展了積極的探索[5]。

2 管理難點(diǎn)

站場(chǎng)工藝管道管徑大小不一、管件多、焊口連接方式不同、管道周圍輔助設(shè)備設(shè)施較多。這些特性導(dǎo)致站內(nèi)工藝管道完整性管理方面存在許多難點(diǎn)，具體歸納如下：

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理困難

工藝管道編號(hào)雖然有標(biāo)準(zhǔn)，也可建立臺(tái)賬管理，但通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過多次臺(tái)賬梳理更新，仍存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不清晰，更換管理人員后無法完全理解辨識(shí)原基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的情況。且在運(yùn)行過程中檢測(cè)、檢修信息難以與管道信息對(duì)應(yīng)管理。

2.2 站場(chǎng)工藝管道檢測(cè)困難

站場(chǎng)工藝管道包含管件多、流程相對(duì)干線管道更復(fù)雜，且管道周邊輔助設(shè)施如圍墻、電纜等產(chǎn)生的干擾因素，導(dǎo)致不開挖檢測(cè)和開挖檢測(cè)都存在較多風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 管線薄弱點(diǎn)多

站內(nèi)管道中部分管道因穿過消防路或廠房等需增加套管，且小口徑管道多，常出現(xiàn)腐蝕漏油。

2.4資金成本高

站內(nèi)管道無論是改造還是開展檢驗(yàn)，都存在資金成本高的問題。

3 管理實(shí)踐

面對(duì)以上問題，西部管道公司結(jié)合站場(chǎng)完整性管理理念，開展了一系列的探索嘗試。

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

目前國內(nèi)已知的工藝管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理有以下三種方式：

①單純收集基礎(chǔ)資料，建立管線臺(tái)賬，將所有信息納入臺(tái)賬表格中；

②利用GIS掃描測(cè)繪技術(shù)，對(duì)地上工藝管道進(jìn)行數(shù)字矢量化，地下管道根據(jù)圖紙進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充[6]，建立圖形化資料；

③分析站內(nèi)設(shè)備設(shè)施與工藝管網(wǎng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立聯(lián)系、幾何網(wǎng)絡(luò)、完整性管理三種數(shù)據(jù)類型，以幾何網(wǎng)絡(luò)對(duì)工藝管道中心線和設(shè)備設(shè)施進(jìn)行建模，如圖1[7]。

④在方案二的基礎(chǔ)上，明確工藝管道拆分標(biāo)準(zhǔn)，以三維建模為基礎(chǔ)，直觀地還原站場(chǎng)真實(shí)比例，并與已建設(shè)備管理平臺(tái)進(jìn)行搭接，避免原設(shè)備管理平臺(tái)推倒重建，如圖2。

西部管道公司采取方案四，現(xiàn)場(chǎng)人員通過學(xué)習(xí)軟件，一周內(nèi)完成了58座壓氣站三維模型的搭建，錄入直管段14311個(gè)，管件8148個(gè)，焊縫信息25254條。該方法有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是設(shè)備及管件模塊化輸入，將數(shù)據(jù)資料圖形化；二是內(nèi)部設(shè)置數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了圖形與數(shù)據(jù)管理結(jié)合；三是可拓展性強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火作業(yè)或管道檢測(cè)后可，現(xiàn)場(chǎng)人員可及時(shí)將信息錄入；四是可為管理人員提供輔助決策支持，如動(dòng)火作業(yè)時(shí)管理人員不必到現(xiàn)場(chǎng)即可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊縫距離、周邊設(shè)備情況等了如指掌。

3.2 工藝管道檢測(cè)

3.2.1 檢測(cè)方法

工藝管道檢測(cè)內(nèi)容包括對(duì)防腐層、管道本體、焊縫的檢測(cè)。針對(duì)防腐層，在不開挖情況有管道電流測(cè)繪儀（PCM）、密間隔電位測(cè)量?jī)x（CIPS）、直流電位梯度測(cè)試儀（DCVG）檢測(cè)方法，開挖情況下有目視、電火化漏點(diǎn)掃描、剝離試驗(yàn)等檢測(cè)方法；針對(duì)管道本體有超聲測(cè)厚、超聲導(dǎo)波檢測(cè)、應(yīng)變片檢測(cè)；針對(duì)焊縫有射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、超聲檢測(cè)、C掃描、TOFD檢測(cè)、相控陣檢測(cè)等方法。各類檢測(cè)方法對(duì)不同缺陷類型的敏感度、人員操作水平、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件要求均有一定差異。

3.2.2 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

在工藝管道管理過程中依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)較少，檢測(cè)范圍和頻次主要依據(jù)有《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程（試行）》（ZBFGH 34）、《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》（TSG D0001）。在檢測(cè)范圍、頻次及檢測(cè)方法選擇方面，標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)有一次的指導(dǎo)性，但由于針對(duì)所有工業(yè)管道，在輸油氣現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)過程中，還需要進(jìn)一步細(xì)化。

3.2.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐

西部管道公司從2013年開始開展站內(nèi)管道檢測(cè)工作，制定了適用于公司所轄站場(chǎng)、閥室內(nèi)工藝管道檢測(cè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《站內(nèi)工藝管道檢測(cè)與評(píng)價(jià)規(guī)程》（Q/SYXG0078-2017）。在開展站場(chǎng)全面檢測(cè)時(shí)，對(duì)所有彎頭、三通進(jìn)行焊縫檢測(cè)和壁厚檢測(cè)，焊縫檢測(cè)采用相控陣+超聲+磁粉的方式檢測(cè)。為確保關(guān)鍵部位焊縫檢測(cè)質(zhì)量，識(shí)別典型壓氣站進(jìn)站三通、出站三通、壓縮機(jī)進(jìn)口匯管三通、壓縮機(jī)出口匯管三通、防喘匯管三通等關(guān)鍵焊縫15道，采用雙百方式進(jìn)行檢測(cè)。2018年在開展霍爾果斯站工藝管道焊縫檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一臺(tái)壓縮機(jī)組入口管線與匯管三通的焊縫存在砂眼和焊縫裂紋，立即采取換管措施，避免了著火爆炸等異常情況的發(fā)生。

3.3 薄弱環(huán)節(jié)管理

3.3.1 套管內(nèi)管線

套管內(nèi)管道由于以下三個(gè)原因?qū)е乱赘g：

①現(xiàn)場(chǎng)施工不規(guī)范，導(dǎo)致套管兩端密封不嚴(yán)，套管與管線間形成腐蝕環(huán)境；

②套管安裝時(shí)，套管內(nèi)管線外防腐層受到破壞；

③管線周圍沒有土壤填充，未能與犧牲陽極形成保護(hù)回路，陰極保護(hù)效果差。

針對(duì)以上情況，西部管道公司采取以下措施對(duì)套管內(nèi)管線進(jìn)行管理：

①利用站內(nèi)管道全面檢測(cè)時(shí)機(jī)，對(duì)套管內(nèi)管道采用超聲導(dǎo)波方式進(jìn)行檢測(cè)；

②檢測(cè)后，采用粘彈體膏在套管兩側(cè)進(jìn)行填充密實(shí)，填充厚度不低于20cm，完成后采用粘彈體帶+聚丙烯外護(hù)帶進(jìn)行封口；

③必要時(shí)將套管改造成涵洞結(jié)構(gòu)。

3.3.2 小口徑管線管理

站內(nèi)工藝管道中設(shè)備排污、泄壓、油品回注、壓縮機(jī)干氣密封、燃料氣等管線口徑小，泄漏概率高。近10年公司出現(xiàn)的各類站內(nèi)管道泄漏事件中，有85%以上發(fā)生在小口徑管線。小口徑管線由于以下幾個(gè)原因?qū)е乱赘g：

①部分管線內(nèi)介質(zhì)長期不帶壓或流動(dòng)，內(nèi)部可能存在半管油甚至底部積水的情況，形成腐蝕環(huán)境；

②部分管線壓力低，施工單位作業(yè)過程中重視程序不足，防腐及焊接質(zhì)量均不高；

③管線壁厚薄，一但腐蝕，迅速達(dá)到穿孔的情況，出現(xiàn)油氣泄漏；

④部分管線從大口徑管線上開孔，直埋后大管線隨溫度熱脹冷縮，小口徑管線受土壤約束，造成根部焊縫應(yīng)力集中，出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕。

西部管道公司在部分站場(chǎng)以試點(diǎn)方式開展小口徑管線改造工作：

①對(duì)于不帶壓管線，由于可有效隔離、腐蝕穿孔后漏油量很小，修建管溝，便于泄漏及時(shí)發(fā)現(xiàn)；

②對(duì)于帶壓管線，通過在管線起點(diǎn)處增加截?cái)嚅y門的方式，減少管線泄漏量，如回注管線與儲(chǔ)罐或主管道相連，導(dǎo)致泄漏后油品持續(xù)外漏，在連接處增加閥門；

③部分小口徑管線從地下改至地上，如壓縮機(jī)干氣密封管線和自用氣管線；

④部分從側(cè)面開孔的小口徑管線，在開孔處修建觀察井，將根部焊縫露出，避免主管線伸縮而小管線受土壤束縛不動(dòng)造成應(yīng)力集中；

⑤部分從垂直部分開孔的小口徑管線，埋設(shè)檢測(cè)管，定期檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道泄漏。

3.4 資金投入管理

站內(nèi)工藝管道檢測(cè)及改造費(fèi)用高，尤其是檢測(cè)的范圍越多、檢測(cè)手段要求越多，開挖土方量大，作業(yè)時(shí)間越長。工藝管道檢測(cè)、修復(fù)及改造的費(fèi)用在西部管道公司設(shè)備設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用中占了很大比例。西部管道公司將此部分費(fèi)用專款專用，由公司統(tǒng)一管控，每年按照目標(biāo)任務(wù)分配給各分公司執(zhí)行，保障了站內(nèi)管道管理的有效推進(jìn)。

4 結(jié)論

輸油氣站場(chǎng)工藝管道管理是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，結(jié)合近6年來西部管道公司站場(chǎng)工藝管道管理的實(shí)際，以問題為導(dǎo)向，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、站場(chǎng)工藝管道檢測(cè)、薄弱環(huán)節(jié)管理、資金投入管理四個(gè)方面總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，以期對(duì)管道行業(yè)輸油氣站場(chǎng)工藝管道管理實(shí)踐提供一些思路。

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作者簡(jiǎn)介：

唐煌（1984- ），女，工程師，畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)主要從事油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)方向的工作。