在建成品油管道完整性管理研究

楊康新 王 波

（1.中國石化銷售股份有限公司華南分公司；2.西安航天遠征流體控制股份有限公司）

隨著2015年10月國家質檢總局和國家標準化管理委員會聯合發布GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規范》以來，管道完整性管理有了國家規范的強力支撐［1］。同時，隨著近幾年管道建設數字化、智能化的快速發展，在建管道完整性管理越來越成為建設期管道的關鍵內容［2］。建設期成品油管道完整性管理可以說是管道全生命周期完整性管理的“第一粒紐扣”，建設期的管道完整性管理水平高低將直接決定數據采集的質量、高后果區的風險高低等［3］。因此，做好管道建設期完整性管理將真正為管道的全生命周期奠定堅實的基礎。

1 概述

1.1 文件依據

2015年10月13日國家質檢總局和國家標準化管理委員會正式發布實施GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規范》；為進一步加強油氣管道完整性管理，2016年2月國家發改委、國家能源局、國務院國資委、國家質檢總局和國家安監總局聯合印發了《關于貫徹落實國務院安委會工作要求全面推行油氣輸送管道完整性管理的通知》（發改能源〔2016〕2197號），全面推行油氣輸送管道完整性管理；中國石化為加強管道完整性管理，陸續出臺了《關于印發<中國石化長輸油氣管道完整性管理規定（試行）>的通知》（中國石化安〔2018〕275號）和《關于印發<中國石化銷售長輸成品油管道人口密集型高后果區及較高以上風險管道（段）管理指導意見>的通知》（股份工單銷管〔2018〕227號）。上述規范文件的出臺，為在建管道完整性管理提供了基礎的規范要求。

1.2 規范要求

GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規范》的“一般要求”中對在建管道完整性管理提出以下要求：

a.完整性管理應貫穿管道全生命周期，包括設計、采購、施工、投產、運行及廢棄等各階段，并應符合國家法律法規的規定；檢驗檢測機構資質要求應滿足特種設備相關法律法規規定。

b.新建管道的設計、施工和投產應滿足完整性管理的要求。

c.數據采集與整合工作應從設計期開始，并在完整性管理全過程中持續進行。

d.在建設期開展高后果區識別和優化路由選擇；無法避繞高后果區時應采取安全防護措施。

e.管道運營期周期性地進行高后果區識別，識別時間間隔最長不超過18個月；當管道及其周邊環境發生變化，及時進行高后果區更新。

f.對高后果區管道進行風險評價。

g.積極采用新技術。

h.管道企業應明確管道完整性管理的負責部門及其職責要求，并對完整性管理從業人員進行培訓。

上述第d～f條為強制性條款。因此，根據《油氣輸送管道完整性管理規范》要求，在建管道項目將重點圍繞建設期在建管道數據采集、高后果區識別及高后果風險評價等工作展開。

2 建設期完整性管理核心

管道建設期完整性管理主要涉及數據采集與整合、高后果區識別、風險評價、完整性評價、風險消減與維修維護和效能評價6個環節，六步循環示意圖如圖1所示。

圖1 六步循環示意圖

建設期完整性管理的核心在于通過建設期數據的收集和快速評價，優化設計和采取改進措施，提高管道的本質安全，為后期運行管理創造條件。

3 建設期各階段完整性管理工作內容

3.1 項目階段的劃分

成品油管道的項目階段劃分與完整性管理包含的項目見表1，其全生命周期管理涉及設計、采購、施工、投產、運行及廢棄等各階段，工程實施一般劃分為：

表1 項目階段劃分與完整性管理

a.前期階段。管道工程建設啟動至可研批復，具體工作包括項目預可研、可研、專項評價及項目核準等。

b.定義階段。管道工程建設項目可研批復后至初步設計批復，具體工作包括初步設計委托、編制、審查、批復、項目部組建和工程服務采購。

c.實施階段。初步設計批復后至項目投產移交，具體工作包括物資采購、總體部署管理、施工圖設計、征地協調、施工、投產前檢查、試運投產及項目移交等。

d.竣工驗收階段。項目移交后至項目竣工驗收結束——具體包括消防、安全、環保及水土保持等專項驗收，竣工資料驗收、決算審計、初步驗收、竣工驗收及交付使用等［1］。

3.2 前期階段完整性管理內容

前期階段的主要工作包括編制項目可行性研究報告，開展項目前期的各項評價，包括環境評價報告、地災、安全、地震、職業衛生及節能等各項專項評價。專項評價均要編制專業的評價報告并召開專家評審會，通過各項專項評價的支撐，確保項目可行性依據充分。該階段的完整性工作重點見表2。

表2 可研階段的完整性管理內容

3.3 定義階段完整性管理內容

定義階段的主要工作是根據項目的詳細勘察報告，同時在結合項目前期專項評價和可研報告的基礎上，進行初步設計工作。

在這一階段，完整性管理的要點是進一步優化路由線路，充分有效地避開高后果區，同時對無法避讓的高后果區采用增加管道壁厚、設置截斷閥閥室（主要在大江大河兩側）等措施，確保管道線路設計的整體安全性。該階段的主要工作內容見表3。

表3 定義設計階段的完整性管理內容

（續表3）

3.4 實施階段完整性管理內容

項目實施階段的完整性管理重點包括施工圖設計階段、施工階段和投產階段，特別是施工圖設計階段和施工階段的完整性管理在我國多數油氣管道的建設過程中并未開展，應該予以重視。

3.4.1 施工圖設計階段

施工圖設計階段即詳細設計階段。這個階段在基礎設計的基礎上進一步開展項目詳細設計。其中對項目的新增或改線段進行高后果區識別，同時根據識別和評價采取相應的設計措施。該階段的主要工作內容見表4。

表4 施工圖設計階段的完整性管理內容

3.4.2 施工階段

施工階段是各項設計理念和設計方案真正落實的階段。在這個階段重點開展好施工期數據的采集、做好施工各種過程資料的記錄并做好竣工資料的歸整。同時，對施工過程中出現的線路變更等進行高后果區識別，并提出變更的有效建議。

施工階段的主要工作內容見表5。

表5 施工階段的完整性管理內容

（續表5）

3.4.3 投產階段

投產階段是整個項目從施工期轉化成營運期的關鍵環節。在投產階段需要開展水聯運、管道內檢測等專業性的工作，同時要開展三查四定、投產條件確認等管理確認工作。主要的核心工作是對照可研、設計、施工階段的高后果區情況進行基線的核準，同時需要開展高后果區預案的分析工作。該階段的主要工作內容見表6。

表6 投產階段的完整性管理內容

4 建設期完整性管理控制要點

對于在建管道完整性管理而言，其中最核心的工作就是項目選線、設計和施工完整性管理。

4.1 項目選線

在建管道選線具體可以分成3個階段：可研階段選線、初步設計階段選線和施工圖階段定線。根據GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規范》的要求，盡量避開高后果區（表7），3個階段根據工作側重在選線時需要重點關注。

表7 輸油管道高后果區管段識別分級表

4.1.1 可研階段選線

可研階段選線是整個項目選線的最初始階段。在可研階段選線過程中，首先要充分收集地方規劃的資料。根據通常的選線經驗，各個地方的油氣管道都會納入地方政府的油氣管廊規劃管理。有的地方政府會設置一條油氣管廊規劃帶，將各種油氣管道集中設置在該規劃帶中，以起到集中管理、降低安全風險的作用。在此基礎上，需要進一步做好各種路由線路的比選。在比選過程中，尤其要注意避開生態紅線區、水源保護區等，同時盡量避開軍事用地、學校、醫院和人口聚居區域。比選后，充分做好現場外業踏勘和調研。同時，積極開展環評、林業、文物、壓礦、地災及地震等各種專項評價，確保路由合法合規。

4.1.2 初步設計階段選線

初步設計階段的選線在項目可研的基礎上進一步開展。主要依據可研階段的可研報告、各類專項評價和政府批文，尤其是路由選址意見確定優化的路由方案并明確管道中心線。初步設計階段的選線根據路由選址意見的辦理要求，需要征求各個鄉鎮甚至區/縣的基層選線意見。同時確定好關鍵地段的中線樁。主要是地方的各類規劃區、保護區及公路/河流穿越區等。在初步設計階段對各個高后果區要嚴格按照高后果區管理的要求，盡量避開高后果區。

4.1.3 施工圖階段定線

施工圖階段的定線核心工作在于中線確定。主要是根據初步設計、專項評價、專項評價補充評價和報批文件，對線路進行明確的定線。由于線路工程涉及線路沿線的戶、村及鎮等，同時也涉及線路沿線的歷史遺留問題，線路在最終的定線過程中存在一定的變化和調整。在經村、戶的確認后，現場確定施工圖的定線。定線后開展勘察、測量等工作，為施工圖設計提供精確的地勘和測量資料。

4.2 設計

4.2.1 普通線路安全設計要點

4.2.1.1 管道自身風險因素

管道自身風險因素：一方面管道自身可能存在管材缺陷、環焊縫缺陷、外部交直流干擾引起的腐蝕缺陷、外防腐及補口套問題引起的外腐蝕等缺陷；另一方面管道中的H2S、CO2及SO2等腐蝕性介質會造成一定的內腐蝕。

針對上述問題，設計時，首先要做好管材的選型設計，加強對管材的質量管控，做好無損檢測和試壓。其次，對于外部交直流干擾引起的腐蝕，要在選線時盡量避開干擾體，做好排流的措施。同時，對于外防腐層和防腐補口不良引起的外腐蝕，要選擇合適的防腐涂層和補口材料，并加強防腐和補口的施工質量管理。此外，對含H2S、CO2及SO2等腐蝕性組分的介質造成的內腐蝕，在選材時需選擇具有耐腐蝕性的管材，或者通過增加管材腐蝕余量的方式進行預防。

4.2.1.2 自然災害帶來的風險因素

自然災害帶來的風險因素主要包括：強震區及活動斷層、滑坡與崩塌、泥石流、地面沉降與地裂縫、濕陷性黃土及采空區等災害造成的管線塌陷、變形、破裂或損傷。

針對上述問題，在設計階段需重點做好：合理選擇管道與斷裂帶的交叉角度；進行有效的抗震校核設計和抗震設計［4］；避開不穩定的滑坡區，同時對于無法避開的滑坡應進行專項勘察和治理；清除崩塌區或采取有效的崩塌措施；加大管道埋深，對地面沉降和管道進行受力校核；對地面沉降和地面裂縫進行注漿和填埋處理；對地面沉降和管道變形設置監測設施；對管溝底部進行夯實處理，必要時進行換填處理；高陡邊坡和溝谷穿越地段管溝進行全部夯填處理及預測采空區的沉陷變形量并進行管道應力/應變分析等。

4.2.2 穿跨越線路安全設計要點

河流穿越主要存在的有害因素包括：挖沙、采石和通航拋錨對管道造成誤傷；河道疏浚和整治過程中的河床改道造成管道裸露；洪水沖刷、岸坡垮塌對管道造成損傷等。

針對上述問題，在設計施工階段需著重考慮：管道穿越位置應避開挖沙和采石區；加大管道埋深，埋設深度需位于挖沙、采石深度之下；采用混凝土連續覆蓋或采用鋼筋混凝土蓋板等硬防護措施；穿越水域時，管道埋深需位于河道疏浚線或整治深度以下；做好防洪評價和岸坡穩定性分析，并埋設在最大設計洪水沖刷線以下；增加穿越長度，兩岸管道埋設需在穩定岸坡內。

4.3 施工

成品油管道施工的工序主要包括：施工準備→交、接樁和測量放線→施工作業帶清理和施工便道修筑→防腐管的裝卸、運輸和保管→管溝開挖→布管、現場坡口加工→管道組對、焊接和檢驗→補口或補傷→管道下溝和回填→清管、試壓和干燥→三樁埋設、水工保護及水土保持→管道交工等階段。施工階段的風險管控主要包括：落實監理檢測制度、建立質量管理體系、設計施工圖、管理物資、管控監理過程、采集現場智能化數據、控制焊接質量和編報竣工資料。

4.3.1 監理檢測制度的落實

依據國家相關法律法規，工程項目建設嚴格實施工程監理制和工程質量監督制。實施第三方無損檢測工作制度，無損檢測單位根據管道建設方委托，對現場環焊縫實施無損檢測。

4.3.2 質量管理體系的建立

根據項目的質量方針、目標和業主質量管理體系的要求，施工承包商應建立和健全滿足國際標準組織ISO9001系列要求的質量管理體系，并保證其有效、高質量的運行。施工承包商編制的質量管理體系文件，包括質量手冊、質量管理程序文件及作業文件等，工程開工前應報監理和業主審查并獲得批準。

4.3.3 施工圖的設計

施工圖應嚴格按照初步設計確定方案進行設計，保持與初步設計的一致性；施工圖的設計應與施工過程充分結合，考慮施工的可實施性；設計變更應嚴格控制并按業主的規定執行。

4.3.4 物資管理

嚴格落實工程進場物資、設備的自檢制和專檢制，對其出廠合格證、質量證明書及材料單等進行檢查復核；施工承包商應嚴格執行現場施工中的質量“三檢制”。

4.3.5 監理過程管控

工程監理按照監理大綱和監理細則有效開展工作，嚴格把控施工質量，隱蔽工程實施必須得到監理的認可，并有監理在場。監理做好承包商報審/報驗管理,嚴把人員、設備和材料進場關,并建立了特種作業人員、測量工器具、特種設備及材料復檢取樣等臺賬，做到人員、設備和材料動態管理。監理實施全工序責任鏈監督管理，通過對長輸管道工程全部施工工序的五大要素（人員檢查、機械設備、工程材料檢查、施工方法和施工環境）進行有效管控，從而實現工程實體合格的質量目標。

檢驗分批、分項和分部工程完工后或下道工序施工前，必須經監理檢查確認，未經監理檢查確認合格的，不得進入下道工序作業。監理全面推廣和應用信息化技術，開展隱患辨識工作,堅持“逢錯必報”、“有錯必糾”的原則。注重統計分析工作、及時完成隱患削減。

4.3.6 現場智能化數據采集

智能管道建設過程中，通過數據采集、存儲、傳輸系統和視頻監控系統在施工現場的應用，實現了質量參數的實時采集和傳輸，解決了現場質量數據采集不規范、不同步及數據真實性、可追溯性差等問題。

4.3.7 焊接質量控制

施工過程中長輸管道焊接質量的控制需實現全過程和全方位控制，嚴格執行工程項目的焊接工藝規程，加強焊前和焊接過程中的質量控制。其中，焊材和焊接設備需嚴格管理。焊前預熱時，加熱溫度應比規定的最低溫度高，以保證良好的預熱溫度；焊接時，需及時進行焊后焊道清理，保證每一道焊道焊完后，及時清理干凈；焊接完成后，焊縫首先應進行外觀檢查，主要檢查焊縫外觀成形、余高、寬度、錯邊量及咬邊等，不得有裂紋、未熔合區、氣孔及夾渣等缺陷。

對于焊接資料的管理，其焊接方案、焊接施工方案（可與施工組織設計一起編寫）及HSE（健康、安全和環境三位一體的管理體系）作業計劃書等文件報監理單位審核后，上報項目經理部進行審查。

焊接施工過程中，應按照相關規定做好各工序書面記錄，監理單位在平時檢查和巡視過程中加強監督檢查，不允許出現黑口等缺陷。此外，針對沒有參與試壓的管道，應重點關注，必須進行四方（監理方、無損檢測單位、專家團隊和國外專家）無損檢測。

4.3.8 竣工資料編報

工程施工完成后，應及時進行竣工資料的整理和編制，并保證移交的竣工資料準確可靠。

4.4 建設期完整性數據采集管理

數據采集貫穿管道的整個生命周期，數據的完整性制約著管道完整性管理過程中后續的高后果區識別分析、完整性分析和評價工作結果的準確性，數據采集不準確，管道完整性管理就是無本之木。

在建項目智能管線信息采集、校核、資料電子化、掛接和配合入庫工作內容包括設備設施、陰極保護、高后果區、地質災害評價、周邊環境、管道中心、管道本體及附屬設施等相關內容的數據采集［2］，以及相關的測繪、掃描、校核、掛接及整合等資料數字化工作。

4.4.1 智能化數據采集管理體系

根據智能管線信息采集、校核、掛接及配合入庫的建設需求，數字化實施工作分為4個階段，包括對標階段、采集階段、整合階段和驗收階段，通過完整的實施流程，以確保數據的完整性、準確性、安全性和過程的穩定性。智能化數據采集管理體系架構如圖2所示。

圖2 智能化數據采集管理體系架構

4.4.2 數據測繪

采用WGS84坐標系和1985國家高程基準，根據《中華人民共和國測繪法》、《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》、《城市地下管線探測技術規程》、《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》及《工程測量規范》等技術規范要求開展。

地下管線探查前，應在探查區或鄰近的已知管線上進行方法試驗，確定該種方法技術和儀器設備的有效性、精度和有關參數，對投入的探測儀器做一致性測定，每天作業前后，應檢查儀器的電池電壓。探測位置做好標記，并在標記上注明探測埋深和探點性質。具體過程如下：

a.管線中線探測點測量。必須對所有的較明顯的水平和豎向拐點進行探測（大于5°）。

b.管線點間距設置。管線物探點間距小于20m；當管線彎曲時，至少在圓弧起點、終點和中點上設置管線點，當圓弧較大時，適當增加管線點密度，以保證能準確表述管線的彎曲特征。線路彈性敷衍、自然彎曲段加密探測，線路彈性敷衍設加密測量，其兩測量點間距不大于5m。線路水平、縱向轉點處至少探測4點，以精確定位線路轉點位置。在地形自然起伏比較大的坡地、陡坎及山坡等地加密測量點，落差大于0.4m的坡坎上下各測量一個碎步點，渠深大于0.4m的溝渠、山坡變坡點等處加密測量。

c.管道埋深測量。管道在地下埋設時，測量管道頂部與地面的垂直距離；管道架空時，測量管道頂部與地面（或河水面）的距離；管道平鋪在地面上時，埋深即為0。

d.站場閥室測量。測量站場的圍墻坐標，確定其位置輪廓，點數不能少于4個點；測量管線進出站場閥室圍墻點的坐標。

e.水保設施測量。包括擋土墻、截水墻、護坡和防沖墻。水保設施為面狀管道數據，測量其起終點坐標，確定其位置和長度。護坡，包括護岸，通常和擋土墻一起出現。當護坡和擋土墻相鄰出現時，只測量護坡。

4.4.3 現場數據采集

建設期主要數據采集的內容包括管道本體及附屬設施采集、站內設備設施、周邊環境數據采集、地質災害評價及外供電線路等，具體實施時應遵循：

a.標準要求。按照GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規范》和《中石化智能化管線管理系統建設模板V1.2.3》的要求，完整、準確且規范填寫數據統計表格，相關數據按要求編碼。

b.采集方法。以《中石化智能化管線管理系統建設模板V1.2.3》模版為基準要求，根據項目施工的不同階段，及時進行數據采集，并嚴格按照采集模版字段要求進行數據收集和填報。在項目前期提前就設備合格證、檢查報告等信息做好收集準備，做好前期準備工作。項目施工期，密切保持與施工機組的聯系，確保在合適的施工階段，現場和遠程混合進行數據實施工作。

c.數據校核。數據校核分為數據采集階段和整合階段兩個階段——數據采集階段，采集人員實施數據工作過程中，按照完整性要求、準確性要求、規范性要求和編碼要求通過交叉互檢方式，進行數據校驗，堅持早發現早解決的原則，模版中具有時效性的數據，尤為需要重點關注和檢查；整合階段，以系統方式（通過數據采集分層監督、隔層抽查的形式）檢驗現場數據采集活動，通過再次抽查為數據的準確性、完整性提供二次保障。

4.4.4 檔案資料電子化

通過資料電子化，實現線路與站場設備信息的掛接工作，具體實施時應遵循：

a.標準要求。標準規范——DA/T 31—2005《紙質檔案數字化技術規范》；GB/T 18894—2002《電子文件歸檔與管理規范》；DA/T 28—2002《國家重大建設項目文件夾歸檔要求與檔案整理規范》；GB/T 50328—2014《建設工程文件歸檔規范》；Q/SH 0704—2016《建設工程項目檔案管理規范》。掃描標準與流程——竣工資料掃描工作包括掃描與圖像處理、著錄檢索、存儲的文件格式，確保掃描圖像和檔案信息的安全。掃描流程中注意的要點包括根據數據交換規則設置掃描圖像的輸出存放位置；對于封面、內頁及施工圖紙等各類不同原始資料，需用不同的比例或是掃描方法進行掃描；核對掃描頁數和拆卷人所注明的頁數，確保不重掃、漏掃或多掃，同時要確保案卷的清晰度。圖片處理流程——是對掃描的圖片文件進行修整，提高掃描文件質量的過程。在該階段應注意的要點包括建立存放規則將掃描人員掃好的圖片拷貝到指定存儲介質；對因掃描原因造成的黑邊等特殊圖片進行處理；檢查電子圖片放大4～5倍后是否清晰；對案卷中頁面超過掃描設備A0寬度的圖紙，對折掃成兩張圖紙，然后通過軟件二合一處理，確保掃描圖紙的內容完整、有效。索引流程——是指根據案卷封面信息和案卷內容，對所掃描的圖片文件建立索引的過程。在索引流程中應注意的問題有建立存放規則，將處理好的圖片拷貝到指定存儲介質；根據電子圖片內容輸入對應“卷號”、“卷內目錄”等相關信息；檢查全卷有無缺頁或少頁，必須確保全卷的頁數和案卷目錄信息完全一致；如發現原目錄有少編或錯編現象，就按實際頁碼編寫卷內目錄，以卷內目錄的頁碼內容和電子圖片頁碼內容一致為標準，并登記在冊備查；將索引完成的案卷保存到指定存儲介質。數據格式規范——標準分辨率大于或等于200DPI；標準文件格式為未加密的pdf，并永久留存；采用彩色掃描。

b.采集方法。確認竣工資料范圍與數量、竣工資料的樣式規格；根據竣工資料范圍、樣式規格和重要程度制定掃描計劃并實施；收集、跟蹤掃描過程中存在的問題。

c.數據校核。竣工檔案資料質量檢查是指對建立索引的圖片文件進行全面統一檢查，確保質量的過程。質檢流程中應注意的問題包括檢查電子圖片的頁數是否與原始案卷一致；檢查索引人員錄入的“卷號”、“卷內目錄”是否正確；檢查電子圖片放大4～5倍后是否清晰。

4.4.5 數據整合檢驗

數據整合是收集、整理和清洗不同數據源的數據，轉換后加載到一個新的數據源，提供統一數據視圖的數據集成方式。數據集成核心在于通過數據校驗，為后續過程提供完整、準確且符合規范的信息數據，通過驗證提前發現違反采集模版要求的非法數據，并盡早進行處理，避免因數據問題導致入庫失敗，從而造成數據的多次采集和檢查，還增加多次重復入庫的工作量。

4.4.6 數據保密

智能化數據安全是智能化數據建設過程中的關鍵環節，項目部嚴格要求數據實施人員和利用者樹立保密觀念，采取安全保密控制措施，共同保守數據機密。

5 結束語

在建成品油管道完整性管理的實施是落實《油氣輸送管道完整性管理規范》的重要舉措，要做好在建成品油管道的完整性管理，必須在項目的前期、定義、實施及投產試運行等各個階段嚴格按照數據采集與整合、高后果區識別、風險評價、完整性評價、風險消減與維修維護和效能評價6個環節的要求，從嚴開展，做好每一個環節的工作，最終才能真正實現在建成品油管道的完整性管理工作，真正為管道的全生命周期奠定堅實基礎。