中外輸油管道安全管理相關(guān)標準比較分析
來(lái)源:《管道保護》雜志 作者:楊大慎;王垚 時(shí)間:2020-3-17 閱讀:
楊大慎 王垚
中國石化銷(xiāo)售股份有限公司華南分公司
筆者在梳理國內外埋地輸油管道安全管理相關(guān)標準的過(guò)程中,發(fā)現雙方在風(fēng)險評估、管道安全距離設定、檢驗檢測管理上存在較大差異。本文對此進(jìn)行了比較分析,并對國內管道企業(yè)開(kāi)展輸油管道管理提出一些建議。
1 風(fēng)險評估管理比較分析
北美管道風(fēng)險評估的法規與標準規定了典型風(fēng)險評價(jià)流程及風(fēng)險因素,對風(fēng)險評價(jià)方法沒(méi)有統一規定,將半定量評價(jià)方法作為推薦性做法,允許各企業(yè)評價(jià)方式保持差異。如加拿大TransCanada公司定量評價(jià)風(fēng)險,基于管道失效統計修正及部分結構可靠性的方法,通過(guò)PIRMID軟件計算管道失效概率;而Enbridge公司則采用定性、半定量方法開(kāi)展管道風(fēng)險評價(jià)。
歐洲英國、荷蘭等國家主要采用定量風(fēng)險評價(jià)方法(QRA),在新建管道選址及土地征用時(shí),要求進(jìn)行QRA評價(jià),分析軟件有Effects、 RiskCurve。聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(huì )(ECE)《工業(yè)事故跨境影響公約》中要求,管道建設期和運營(yíng)期的風(fēng)險評估,應充分結合管道材料、壓力等級,判斷管道泄漏影響范圍,做好管道與高后果區等安全距離內的風(fēng)險防控。該管道風(fēng)險評價(jià)方式,更側重于失效后果分析,充分考慮了泄漏對管道周邊人口及社會(huì )造成的風(fēng)險,計算過(guò)程比較復雜。
澳大利亞采用風(fēng)險矩陣定性評價(jià)法,這種方法簡(jiǎn)單易用,通用性強。但針對復雜風(fēng)險因素的分析和評價(jià)時(shí),過(guò)度依賴(lài)評價(jià)人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì),對評價(jià)人員的經(jīng)驗要求相對較高。
國內很多企業(yè)采用半定量風(fēng)險評價(jià)法,采用指標體系,對各類(lèi)風(fēng)險進(jìn)行打分。 GB/T 27512―2016《埋地鋼制管道風(fēng)險評估》要求,風(fēng)險評價(jià)應先進(jìn)行管道區段劃分,再基于打分法原理,進(jìn)行失效可能性、失效后果的半定量分析,最后再計算風(fēng)險值,進(jìn)行管道風(fēng)險等級劃分。隨著(zhù)國內基礎設施建設的快速發(fā)展,管道周邊環(huán)境風(fēng)險因素會(huì )發(fā)生變化,由于半定量風(fēng)險評價(jià)方法設定的風(fēng)險因素固定,可能導致一些風(fēng)險被遮蔽。該方法有進(jìn)一步優(yōu)化的空間[1]。
2 管道安全距離比較分析
(1)管道與地面構筑物間距。美國聯(lián)邦CFR49有關(guān)液體管道最低安全標準規定,管道和住宅、工業(yè)建筑及公共場(chǎng)所的最小間距為15.24 m。俄羅斯規定管道距離居民點(diǎn)、企業(yè)和建筑物的最小安全距離不小于10 m[2]。歐洲一些管道企業(yè)在風(fēng)險評價(jià)時(shí),計算了管道失效后可能造成的影響范圍,在建設期預留出合理的安全距離。此安全距離包括應急計劃距離、應急危害距離和應急指揮距離。根據不同的應急距離,制定不同的應急處置方案,為預防和限制事故影響做好充分準備。我國GB 50253―2014《輸油管道工程設計規范》規定原油、成品油管道與城鎮居民點(diǎn)或重要公共建筑的距離不應小于5 m;此外規范中還規定了城鎮中心區、市郊居住區、商業(yè)區、工業(yè)區、規劃區等人口稠密地區應取0.6的設計系數?紤]到我國的人口規模,很多地段具有密集性特點(diǎn),管道按5 m距離控制的話(huà),對管道本質(zhì)安全的要求應更加嚴格,但是若管道建設在先,地方規劃在后,管道建設階段設計系數選取不足,本質(zhì)安全無(wú)法保證,若管道大量位 于高后果區,管道安全保護必然面臨很大的難度。
(2)管道與地下構筑物的距離。國內外基于施工、檢修需要及電絕緣等影響,規定了埋地輸油管道與其他埋地管道、通信電纜平行敷設時(shí)的間距。美國要求埋地管線(xiàn)與任何其他地下構筑物間的距離,應超過(guò)0.152 m。荷蘭標準NEN 3650-1-A1《管道系統要求》規定兩條并行地下管道的間距應大于0.4 m。澳大利亞要求,管道與其他管道、其他通信電纜之間的水平距離至少0.6 m。
GB 50253―2014《輸油管道工程設計規范》規定輸油管道與已建管道并行敷設時(shí),土方地區管道間距不宜小于6 m,石方地區間距不小于20 m。采用同溝敷設,最小凈間距不應小于0.5 m。被保護管道與其他管道交叉時(shí),凈垂直距離不小于0.3 m。輸油管道與埋地通信光纜間距平行敷設時(shí),凈垂直距離不小于10 m;交叉敷設時(shí),凈垂直距離不小于0.5 m。
國內外對管道與地下構筑物的距離要求差別較大。國內相關(guān)標準也經(jīng)過(guò)多次修改,現執行標準更多是從做好雜散電流干擾防護、做好管道之間的電絕緣出發(fā),設置管道與地下構筑物的安全距離。一些管道企業(yè),為避免受臨近其他管道影響,還考慮了管道焊縫間的安全距離。
歐洲國家普遍認為,為有效解決管道外部干擾問(wèn)題,政府監管部門(mén)、管道企業(yè)和社會(huì )監管團體應確保對管道地理位置的信息交換共享,及時(shí)更新管道地理位置記錄,聯(lián)合保護管道。但國內企業(yè)與企業(yè)間、政府與社會(huì )民眾間對管道安全的技術(shù)數據無(wú)法實(shí)現信息共享,國內也缺少權威性強的、專(zhuān)業(yè)的社會(huì )監督團體,尚無(wú)法制定聯(lián)合保護措施。
(3)與架空輸電線(xiàn)路的距離。為防止高壓電力系統和牽引系統對管道的電干擾,加拿大標準建議管道與塔桿接地體排流措施之間的間距大于10 m。德國標準要求管道中心線(xiàn)距離110 kV以上輸電線(xiàn)路邊導線(xiàn)的垂直投影,應超過(guò)10 m。澳大利亞標準規定管道與110 kV以上架空線(xiàn)路間的安全距離應大于5 m。我國標準規定,埋地管道與220 kV以下交流接地體的最小間距為5 m,與220 kV輸電線(xiàn)路鐵桿或電桿接地的最小間距為5 m,與1 000 kV的最小間距為13 m[3]。國內外都缺乏與超過(guò)1 000 kV輸電線(xiàn)路的安全間距要求。
國內外標準描述管道與架空輸電線(xiàn)路安全距離時(shí),有的是參考垂直投影,有的是參考與鐵桿、臨時(shí)接地點(diǎn)的距離。而且國內相關(guān)標準規定的距離不完全一致,對執行和應用過(guò)程的指導性,還有待提高。
3 檢驗檢測比較分析
美 國 完 整 性 評 價(jià) 針 對 管 道 定 期 檢 驗 , 在A(yíng)PI 1163、 ANSI ILI-PA、 NACERP 0102等標準規范中,明確提出了對內檢測操作流程、數據管理、分析方法、設備性能及人員資質(zhì)的要求。對于管道定期檢驗水平定向鉆、焊接、腐蝕控制等特殊檢測作業(yè),APIRP 1169《新建管道工程基本檢驗要求推薦做法》建議聘請具有相關(guān)從業(yè)資質(zhì)的檢測人員,其附錄中也規定了特殊檢驗員的認證資格和質(zhì)量檢測要求[4]。
ECE《工業(yè)事故跨境影響公約》要求,管道定期檢驗和維護,由取得相關(guān)資質(zhì)的人員和承包商承擔,管道焊縫檢測,管道試運行前的強度、嚴密性試驗等專(zhuān)業(yè)實(shí)驗,最終驗收測試都應該由專(zhuān)業(yè)外委單位進(jìn)行。國外管道公司對新技術(shù)的應用,持有更開(kāi)放的態(tài)度。如法國TRAPIL管道公司, 2000年起便采用超聲波內檢測代替漏磁內檢測。近年來(lái),通過(guò)不斷提升內檢測器對焊縫、裂紋等關(guān)鍵指標的驗證能力,TRAPIL自主研發(fā)新型組合型檢測器,可同時(shí)檢測幾何變形、金屬缺陷和裂紋。
我國管道定期檢驗,要求檢測企業(yè)取得DD1資質(zhì)(內檢測或(和)外檢測)、 MFL資質(zhì)(漏磁內檢測)[5],國內擁有這些資質(zhì)的機構數量較少。有能力的檢測機構可能因沒(méi)有合法資質(zhì),無(wú)法開(kāi)展定期檢驗業(yè)務(wù)。管道企業(yè)若將外檢測工作交由技術(shù)能力強但無(wú)DD1資質(zhì)的檢測單位開(kāi)展,檢測完成后委托具有DD1資質(zhì)的機構出具外檢測評價(jià)報告,這樣做雖然保障了檢測質(zhì)量,但檢測單位和評價(jià)單位的責任很難界定!短胤N設備安全法》、 GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規范》和TSG D7003―2010《壓力管道定期檢驗規則―長(cháng)輸(油氣)管道》對于資質(zhì)的提 法和要求也不太一樣,對于采用超聲導波檢測、超聲測厚內檢測、超聲裂紋內檢測、幾何檢測等方式的定期檢驗,國內仍缺乏資質(zhì)核準要求。目前,相關(guān)法規和標準正在修訂中,期望可以解決這些問(wèn)題[6]。
一些管道企業(yè)和檢驗機構通過(guò)科技創(chuàng )新或對外引進(jìn),提升管道檢驗檢測技術(shù)水平,但若新技術(shù)申報、評審流程復雜,新技術(shù)推廣應用會(huì )有一定難度。
4 幾點(diǎn)建議
(1)關(guān)于風(fēng)險評價(jià)。一是根據管道實(shí)際情況制定相應的風(fēng)險評價(jià)體系,對于不同地區、不同管道,管道企業(yè)可采用不同的風(fēng)險評價(jià)方法。例如復雜雜散電流干擾區域,如果采用和普通地區同樣的評分指標,評價(jià)結果可能存在不合理性,需要建立更科學(xué)的、更具有針對性的評價(jià)體系。二是采用風(fēng)險評價(jià)與內外檢測相互驗證。內外檢測是識別管道本體風(fēng)險的重要手段,隨著(zhù)管道周邊活動(dòng)的增加,必然會(huì )影響“制造與施工缺陷”的評分,建議結合檢測結果對比分析,綜合考慮風(fēng)險評價(jià)結果的合理性。三是豐富和完善管道失效和腐蝕數據庫。數據庫的建設是管道風(fēng)險管理的基礎性工作,企業(yè)應重視管道歷史失效數據的收集,完善管道失效事故或事件的上報和收集制度,通過(guò)不斷總結經(jīng)驗、發(fā)現規律,為管道完整性管理提供技術(shù)支持。美國、加拿大等國家以法律法規的形式規定了企業(yè)事故上報程序,成為規范失效數據采集和上報的一種有效手段。
(2)關(guān)于管道安全距離。一是建議在管道規劃建設期,管道企業(yè)除了要求管道安全距離符合國內標準外,還應結合管道材質(zhì)、運輸壓力等信息,科學(xué)計算并劃定高后果區和非高后果區,分析輸油管道發(fā)生泄漏爆炸的危害閥值,留出相應的應急響應距離。二是管道企業(yè)共同努力,推動(dòng)管道交直流干擾、1 000 kV以上高壓輸電線(xiàn)路的相關(guān)標準建立,明確管道的各項安全距離和腐蝕防控措施。三是政府、管道企業(yè)、地鐵、電網(wǎng)等單位應當建立長(cháng)期有效的合作,推動(dòng)信息交流和互享,實(shí)現應急資源共享,在高后果區管控、隱患整改等方面,也可以建立統一的管控機制。四是加快推進(jìn)智能技術(shù)應用。無(wú)論是國內還是國外,各項標準對安全距離的要求還存在差異,這種差異短時(shí)間無(wú)法消除,因此根據管道現狀,做好風(fēng)險的監檢測、識別和消減,顯得尤為重要。敷設管道時(shí),可采取一些管道屏蔽、隔離等防護措施。管道陰極保護智能監測、高后果區自動(dòng)識別等技術(shù)應用逐漸成熟,也可以推廣應用。
(3)關(guān)于檢驗檢測。一是進(jìn)行管道定期檢驗時(shí),除考慮依法合規,承包商的技術(shù)能力也應當作為重點(diǎn)考察內容,通過(guò)業(yè)績(jì)審核、牽引試驗、檢測信號質(zhì)量審核、開(kāi)挖驗證等手段對檢測機構技術(shù)水平進(jìn)行控制,甄選檢驗檢測機構。二是適當鼓勵企業(yè)自主研發(fā)檢驗檢測新技術(shù),引進(jìn)國外超聲裂紋檢測、應力檢測等先進(jìn)技術(shù),不斷消化、吸收。同時(shí)鼓勵企業(yè)培養內部專(zhuān)業(yè)檢測隊伍,加強檢驗檢測過(guò)程監督管理,加強對檢測結果的可靠性驗證。三是根據完整性管理特點(diǎn),建立企業(yè)準則,完善對內檢測機構和公司專(zhuān)業(yè)管理人員的工作職責、工作內容、數據分析能力、資質(zhì)條件等要求,提升企業(yè)完整性管理水平。四是政府監管明確、統一、科學(xué)方面還有進(jìn)一步提升空間,建議政府各級管道保護主管部門(mén)按照程序和標準,加強對企業(yè)檢驗檢測過(guò)程、結果的合規性和有效性的評估與判斷。
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作者:楊大慎, 1978年生,大學(xué)本科,中國石化銷(xiāo)售股份有限公司華南分公司深圳管理處處長(cháng),工程師,主要從事管道管理、完整性管理等工作。
王垚,博士,中國石化銷(xiāo)售股份有限公司華南分公司管道管理處副主任師。
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