長輸天然氣長輸管道失效原因及安全管理研究

付志明

（江西省天然氣集團有限公司，江西南昌 330096）

江西省天然氣集團公司已投產(chǎn)運行長輸高壓管道目前達到1 321km，在實現(xiàn)江西省委省政府“縣縣通”目標(biāo)后，江西省屬長輸高壓天然氣管道長度將達到3 400多千米，長輸管道安全涉及點多線長面廣，一旦發(fā)生安全事故，將導(dǎo)致巨大財產(chǎn)損失及人員傷亡，更將造成極其惡劣的社會影響，對公司來說也將是災(zāi)難性后果，因此天然氣管道的安全生產(chǎn)運行對企業(yè)、當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和社會和諧穩(wěn)定具有重大意義，天然氣長輸管道的安全管理具有重要意義。

1 天然氣長輸管道安全管理存在的問題

導(dǎo)致天然氣管道失效的原因很多，有的是因為天然氣管道本身的質(zhì)量問題，如焊接未達到質(zhì)量要求、管道缺陷或是管道連接處密封有問題；有的是因為天然氣管道遭到外界影響，如人為破壞、腐蝕、自然災(zāi)害等原因。為了辨識清楚天然氣管道潛在的危害影響因素，國際管道研究委員會搜集了大量的管道資料和事故案例，經(jīng)過調(diào)查、研究和分析，將天然氣管道事故的根本原因劃分為3大類9個類別，具體原因及劃分情況如圖1所示[1]。

圖1 油氣管道失效原因

在實際管道失效案例統(tǒng)計來看，天然氣長輸管道因外來損傷、腐蝕、材料和安裝缺陷、違規(guī)操作或管理不當(dāng)?shù)?種主要因素的影響造成管道泄漏或破裂，從而引起火災(zāi)爆炸事故。鑒于歐洲、美國及蘇聯(lián)（俄羅斯）管道建設(shè)比較發(fā)達，管材發(fā)展、管徑變化、服役年限延長及事故發(fā)生原因都具有較大的參考意義，參考國內(nèi)相關(guān)學(xué)者統(tǒng)計研究數(shù)據(jù)，世界主要國家及中國四川油氣管道失效原因分析統(tǒng)計見表1。

表1 世界主要國家油氣管道失效統(tǒng)計分析表

1.1 外部干擾

外部干擾一般指的是由外在原因或由第三方責(zé)任而引發(fā)的管道事故，它是造成管道事故的首要原因，約占事故總數(shù)的49.7%，約占江西省天然氣管道事故的事故38.5%。第三方施工一般定位為外部單位在管道中心線左右各5m范圍內(nèi)進行的各種施工作業(yè)，這種交叉施工不僅嚴(yán)重影響到長輸管道的運行安全，也增添了長輸管道施工的風(fēng)險。

1.2 施工缺陷及材料缺陷

施工缺陷主要包含施工期機械損傷、焊口不達標(biāo)、防腐層破損甚至補口未做、管道底部存在異物導(dǎo)致后期凹陷、管道敷設(shè)橫切山體導(dǎo)致滑坡隱患、管道埋深不足等。上述施工缺陷及材料缺陷的修復(fù)對已投產(chǎn)管道的損失是巨大的，一方面帶傷運行存在極大安全風(fēng)險，另一方面修復(fù)缺陷往往需要停輸，即使不停輸在帶壓管道上修復(fù)安全風(fēng)險高，維修成本大。因此減少前期施工缺陷及材料缺陷，可以有效保障管道安全運行，降低維護成本。

1.3 地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有突發(fā)性強、破壞性大的特點，由地質(zhì)災(zāi)害而引發(fā)的天然氣管道事故后果也非常嚴(yán)重。江西省山地丘陵區(qū)和多雨區(qū)，是較為嚴(yán)重的暴雨型山體滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，特別是在贛南地區(qū)管網(wǎng)沿線地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，局部地段溝谷深切，地形高差大，巖坡陡峻，由于管道敷設(shè)在淺表層，較易受各類地質(zhì)災(zāi)害的影響。

1.4 腐蝕失效

腐蝕也是歐洲1970—2007年段輸氣管道泄漏的主要原因之一，且通常發(fā)生在薄壁管上，從統(tǒng)計結(jié)果中，腐蝕導(dǎo)致管道發(fā)生失效事件排在第3位，占總數(shù)的14.31%。腐蝕也是中國四川地區(qū)輸氣管道1969—2003年段輸氣管道泄漏的主要原因之一，占總數(shù)的39.5%，主要原因在于四川地區(qū)天然氣含大量硫化氫，易導(dǎo)致管道發(fā)生內(nèi)腐蝕。因此腐蝕也是長輸管道失效重要原因。

2 天然氣長輸管道安全管理的應(yīng)對策略

2.1 完善前期設(shè)計

管道能否長期安全運行，設(shè)計工作是重要的前提，在設(shè)計階段，要全方位勘察管道路由，收集全沿線的地質(zhì)、人口周邊環(huán)境、類似工程事故等相關(guān)資料，選擇最合適的路由。施工圖出版前要組織人員認(rèn)真踏勘路由，避免管道經(jīng)過人口稠密的高后果區(qū)及滑坡、泥石流、高陡邊坡等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)等特殊地段，無法避讓時須采取有針對性的保護措施。同時，管道設(shè)計方案要充分論證，充分聽取各專業(yè)人員意見，從各方面吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，提高管道設(shè)計的本質(zhì)安全，降低后期維護費用。

2.2 加強施工過程管控

施工質(zhì)量是關(guān)系到管道能否安全、平穩(wěn)投產(chǎn)和運行以及減少事故發(fā)生的關(guān)鍵，也是能顯著降低后續(xù)維護費用的環(huán)節(jié)。施工過程中要遵守國家、行業(yè)有關(guān)施工規(guī)范，還要特別做好下列工作：

施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，嚴(yán)防出現(xiàn)不合格焊口、黑口；焊口防腐修補時嚴(yán)格按照工藝要求進行操作，保證補口質(zhì)量，杜絕出現(xiàn)補口未防腐事件發(fā)生，防止留下安全隱患；管道下溝過程中避免管道防腐層的損壞和管道本體的劃傷；對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地段的，要完善專項保護方案，確保后期投產(chǎn)后管道安全。

在做好工程建設(shè)管理的同時，建議建設(shè)單位制定對施工單位的處罰制度。如在“三查四定”前，先由施工單位及監(jiān)理進行自查自改，施工方確認(rèn)無異常問題后，建設(shè)單位再抽調(diào)公司專業(yè)人員檢測管道埋深、管道防腐層、水工保護情況，如發(fā)現(xiàn)管道本體損傷、埋深不足或防腐層缺陷時，施工單位除無條件整改外，還應(yīng)承擔(dān)由此產(chǎn)生的檢測費用并對其進行一定的經(jīng)濟懲罰，提高管道本質(zhì)安全，也是降低后期管道維護費用的方法。

2.3 加強運行期間管理

管道投產(chǎn)運行后，設(shè)計使用壽命一般在30a以上，針對國內(nèi)外發(fā)生的事故及原因分析，做好運行期間管道風(fēng)險管控，確保管道長期安排平穩(wěn)運行尤為重要，管道企業(yè)需要落實GB 32167—2015 《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》要求，抓好管道全生命周期完整性管控外，建議重點完善以下工作：

（1）加強線路巡護管理。管道線路巡護是基礎(chǔ)，巡護人員責(zé)任心是關(guān)鍵，各單位一方面需通過不斷培訓(xùn)來提高巡護人員風(fēng)險辨識及隱患排查能力，提升其工作責(zé)任心，另一方面通過考核兌現(xiàn)方式，激勵巡護人員，對不負(fù)責(zé)任及長期巡線缺失的屬地巡線工進行撤換，對不合格的專職巡線員進行調(diào)離或考核處罰。

（2）安全管理前置，扎實做好第三方施工管理。應(yīng)簡化施工前方案審批流程，在符合管道保護要求的前提下，盡快審批通過，杜絕方案審批時間過長耽誤對方工期而激化雙方矛盾。在管道周邊動土作業(yè)前，做好管道埋深、走向等關(guān)鍵信息的技術(shù)交底，做好風(fēng)險辨識，重點加強施工項目負(fù)責(zé)人、工地負(fù)責(zé)人及機械設(shè)備操作員安全教育，使其樹立管道安全紅線意識；管道安全范圍內(nèi)開挖必須安排人員監(jiān)護，及時補充完善警示標(biāo)志設(shè)施，必要時設(shè)置管道保護硬隔離設(shè)施，嚴(yán)格按照方案做好管道保護。

（3）做好管道保護宣傳。提高管道精準(zhǔn)宣傳方式，深入管道周邊企業(yè)、村委、學(xué)校、農(nóng)戶家中，定期走訪村委等有特定影響力人員，提前掌握管道周邊施工情況。完善管道線路加密樁及警示牌，保證管道走向清晰明了。落實管道保護舉報獎勵制度，提高群眾積極性，對管道沿線群眾及時發(fā)現(xiàn)并報告的第三方施工給予現(xiàn)金獎勵，提高群眾積極性。

（4）科學(xué)識別地質(zhì)災(zāi)害，做到治早治小，有效降低維護費用。針對地質(zhì)災(zāi)害隱患，應(yīng)科學(xué)識別，提前識別，爭取“治小治早”，特別是山區(qū)地段管道投產(chǎn)運行前2～3a，因施工期間地質(zhì)山體擾動破壞，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害事件可能性更高，更應(yīng)該提前研判，有效降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生并降低維修費用的投入。

（5）加強防腐管理，保障管道長期安全穩(wěn)定。管道防腐層的好壞，直接制約管道使用壽命，影響管道長期安全平穩(wěn)運行。日常管理工作中，首先需要認(rèn)真負(fù)責(zé)地組織人員定期對陰極保護參數(shù)進行測量，發(fā)現(xiàn)異常問題及時處理，保障陰極保護系統(tǒng)正常問題；其次，組織力量對管道存量防腐層漏點進行開挖修復(fù)，一方面可以解決管道外腐蝕情況，另一方可以通過防腐層開挖修復(fù)發(fā)現(xiàn)部分管道本體損傷，第三，及時關(guān)注管道內(nèi)腐蝕狀況，防止發(fā)生管道內(nèi)腐蝕失效事件。

（6）推行管道完整性管理，保證管道本質(zhì)安全。推行管道完整性管理，全面進行管道清管內(nèi)檢測，識別管道潛在的本體缺陷，以便能早期維護，同時可以為管道維修提供科學(xué)的依據(jù)，變搶修為計劃檢修，減少管道維修費用，避免管道維修的盲目性。

3 結(jié)束語

通過對天然氣管道事故的原因統(tǒng)計和分析，歸納總結(jié)了長輸天然氣管道失效的主要原因。為保證長輸天然氣管道的安全運行，建議從管道設(shè)計、施工建設(shè)、后期運行階段采取有針對性的安全防范手段，以減少或降低影響管道的危害因素，保持天然氣管道系統(tǒng)的完整，從而提高管道的安全性能，同時減低后期維護成本，提高管道企業(yè)的經(jīng)濟效益。