油氣管道完整性管理詳解

油氣管道風(fēng)險分析及

完整性管理國家高級企業(yè)培訓(xùn)師張國棟syxxzgd@163.co氣長輸管線與管道兩種觀點：一種認為附屬于企業(yè)的內(nèi)部油氣輸送系統(tǒng)稱為管線；獨立經(jīng)營、商業(yè)化運作的稱為管道。另一種認為：輸送系統(tǒng)的物理存在稱為管線，而加上人員管理、運作等保障系統(tǒng)以后的稱為管道。氣體在輸送中途經(jīng)的各種有形設(shè)備，包括管子、閥門、管件、法蘭(包括螺栓和墊圈)、調(diào)節(jié)器、壓力容器、脈動消除器、泄壓閥和與管子連接的其他部件—壓縮機組、計量站、調(diào)壓站和裝配裝置。本定義包括從氣田到陸上的氣體長輸和集輸管線及密閉管道的氣體儲存設(shè)施，儲氣設(shè)施焊接或鍛接于管道上，或裝配于管道或法蘭上。油氣管道運營模式運銷一體化公司：既是貨物的承運人又是貨物的所有者。運輸公司：貨物的承運人運營公司：操作和維護管道設(shè)施，并對管道設(shè)施負有信用責(zé)任的實體。歐洲燃氣管道的事故統(tǒng)計破壞原因外部干擾材料缺陷腐蝕地表移動搶修錯誤其他比例%501815656輸氣管道事故統(tǒng)計一、油氣管道典型事故歐洲天然氣管道事故美國天然氣管道的事故統(tǒng)計破壞原因外部干擾材料缺陷腐蝕結(jié)構(gòu)其他比例%53.516.916.65.67.4美國天然氣管道事故中國四川輸氣管道事故統(tǒng)計破壞原因外力損傷材料缺陷腐蝕施工地表移動其他比例%14.212.327.726.55.43.9輸氣管道事故案例1989年前蘇聯(lián)烏拉爾山區(qū)一條輸氣干線泄露，附近火車引起的地火花引爆了漏出的天然氣，造成600多人死亡，燒毀森林數(shù)百公頃。1994年3月23日，在美國新澤西州，一條0.91m（36in）天然氣管道破裂引發(fā)火災(zāi)，著火后形成的火球高152.4m(500ft）方圓91.44m(300ft)處的建筑物受到輻射熱的影響，毀壞了128套房屋，撤離了1500人。共有50多人受傷，無人死亡。200年8月9日發(fā)生在新墨西哥州的0.76m（30in）天然氣管道破裂事故造成12人死亡，爆炸留下寬6.6m(20in)長達26.2m(86in)的大坑。EIPaso（索帕）天然氣管道公司由于違反安全管理規(guī)定而遭受352萬美元的罰款。1995年7月29日，橫貫加拿大管道公司的一條1067mm天然氣管道在Rapid市附近破裂起火，50多分鐘后距離爆破口7m遠的另一條914mm氣管線也爆裂著火。兩條管道分別停輸了15天和4天。后來查明第一條管道是外部腐蝕裂紋引起延性斷裂；后一事故是因火災(zāi)沒有及時撲滅引發(fā)的次生災(zāi)害。H2S電化學(xué)腐蝕的破壞實例1、威成線的爆炸事故⑴管線基本情況威成線是1965年開發(fā)威遠含硫氣田的第一條由威遠輸送凈化氣到成都的長距離輸氣干線，全長135.3km，采用的管材為Φ630×8的16Mn鋼螺旋焊鋼管。1966年12月建成，1969年9月正式投產(chǎn)，運行前，曾用空氣進行強度試壓，壓力達5.0MPa，嚴密性試驗壓力4.6MPa24h，均合格，投產(chǎn)后輸氣壓力2.1MPa，日輸氣量約200×104m3天然氣。⑵事故描述①1971年5月22日0:40，威成線起始端越溪段突然發(fā)生爆炸，強大的天然氣從管內(nèi)噴出，將距10m處的一輸電線沖斷起火，使前方50m宿舍著火，燒死燒傷數(shù)人，使成都地區(qū)部分工廠突然停氣、停產(chǎn)，造成重大損失。爆破段距公路6m，與公路走向平行，由3個彎頭組成的鞍形管段。威成線越溪段爆破管段示意圖爆破后斷開管線3.6m，爆破使一塊長1.4m，約3.2m2，重約201kg的管段沿氣流方向飛出，落在離爆破點151m處的一瓦房角上，搶修后恢復(fù)生產(chǎn)送氣。②1972年1月13日2:55，在同一部位，再次發(fā)生爆破，爆破后有一段長12.6m，約1357kg的管段飛出，落在距起爆點20m遠的公路邊，將路旁的通訊水泥電桿砸斷。此次爆破雖未造成人員傷亡，但造成的經(jīng)濟損失仍然巨大。⑶事故原因分析①從兩次爆破飛出管段實物可見，其馬鞍形彎頭下部有一明顯的水浸區(qū)。第二次爆破實物測繪圖。可見氣水界面上有嚴重的溝槽腐蝕，鋼管壁厚由8mm減薄為1.1~1.4mm，爆破口僅為0.3~0.5mm。起爆處斷口為人字形塑性斷口，斷口上晶粒有明顯塑性彎曲，可證明爆破為非硫化物應(yīng)力開裂（SCC）。②輸送過程中有游離水產(chǎn)生越溪段距首端凈化廠約14km，出廠凈化天然氣未能作脫水處理，為30~40℃飽和含水天然氣，在輸送過程中，溫度下降，大量的氣水凝結(jié)成液態(tài)水。根據(jù)熱力計算可知，當輸氣量為200×104m3/d，可產(chǎn)生冷凝水400kg/d。③生產(chǎn)記錄表明，該管道投產(chǎn)一年后，由于供氣量增大，引入了低含硫的瀘威線管道來氣與威遠的凈化氣混輸，因而使管道內(nèi)氣質(zhì)中H2S含量超過了原定的管輸標準。凈化廠輸氣標準為H2S≤20mg/m3;混合后管道內(nèi)實測含量在60mg/m3以上，且有1320mg/m2CO2未脫除。在有如此多的酸性氣質(zhì)存在條件下，在氣液界面形成腐蝕原電池，加劇界面溝槽腐蝕的條件是充分的。④由于輸氣量未達到設(shè)計值，輸氣壓力僅為設(shè)計值的一半，因而氣流速度小，計算結(jié)果約為2.9m/s。因此低洼地段內(nèi)的積液難以帶走，造成水線區(qū)的存在于動蕩，而形成如同海水腐蝕一樣水線區(qū)嚴重的電化學(xué)腐蝕。⑤經(jīng)對腐蝕產(chǎn)物分析，發(fā)現(xiàn)含有大量的黑色Fe8S9、FeS和FeS·H2O等不同結(jié)構(gòu)的腐蝕產(chǎn)物，證明其為H2S的電化學(xué)腐蝕。綜上所述，威成線兩次爆管事故是由于馬鞍形管段內(nèi)低洼地段積液，產(chǎn)生了嚴重的水線區(qū)的局部的電化學(xué)腐蝕，形成溝槽，致使管壁嚴重減薄后，強度降低，在輸氣壓力下發(fā)生的爆破事故。2、川南，宋—牟集氣管線爆破事故⑴管線基本情況管線起于四川宜賓市宋家場以北2km的宋1井，止于牟坪場西南約4.5km五家橋站，與付（家廟）—安（邊）線相連，全長18.7km。設(shè)計壓力為4.0MPa，采用資陽鋼管廠首批生產(chǎn)的Φ720×8螺旋焊鋼管，材質(zhì)為16Mn。1976年12月投產(chǎn)，氣源為宋1、宋2、宋4、宋9和宋15井混合氣。氣中H2S含量為173~283mg/m3（0.011%~0.018%），CO2含量為10255~12078mg/m3（0.522%~0.616%）。其中宋2、宋4、宋9、宋15井還含有地層水，水中氯離子含量為10957~22169mg/l。1994年5月31日19:15，在宋1井集氣站大門約20m處發(fā)生爆破，一聲巨響后，天然氣將埋地沖擊出一條長40m、寬5m、深3m的溝，輸氣管線裸露約35m，管線2/3后將剩余部分撕斷，斷距8m，氣流將圍墻、廁所澡堂沖垮。后因變壓器被沖到引起火花著火，火焰高50m。大火沖入井站。本次爆管事故，初步估計直接損失約32.9萬元，其他損失無法估計。⑵原因分析①管道外壁基本無腐蝕，內(nèi)壁有明顯的氣水交界面的水線溝槽腐蝕。其中最大的腐蝕坑直徑12mm，坑深2.65mm，爆管的測厚展開圖如下。經(jīng)測量，起爆口壁厚僅為1.01mm。根據(jù)輸氣管道強度計算，在2.496MPa輸氣壓力下，管壁薄到3.19mm，即可發(fā)生爆破。②該管線已經(jīng)使用18年，根據(jù)對爆管的腐蝕形貌、金相組織及硬度檢測等結(jié)果進行分析表明，爆破原因不屬于SCC。與威成線相同，該管線爆破的根本原因是內(nèi)壁H2S電化學(xué)腐蝕作用造成水線區(qū)管壁的局部逐漸腐蝕減薄。導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕的主要原因：一是氣質(zhì)中H2S、CO2的存在，水中又有大量的氯離子；另一方面則是宋家場氣田后期開采水量增大，日產(chǎn)水100m3左右，管徑大，輸氣量小，出站2.8~3.2km要翻越高差43m的小山，積水難以帶走，管線內(nèi)壁觀察有氣液界面痕跡線300m可見管道內(nèi)有大量積水。美國運輸部關(guān)于天然氣管道事故的研究結(jié)論美國運輸部安全辦公室（NTSB）關(guān)于天然氣管道的重大事故調(diào)查資料中，13次事故均著火，6次發(fā)生爆炸。調(diào)查的數(shù)據(jù)范圍如下：輸氣管道的管徑0.15~0.91m(6~36in)；運行壓力3.38~7.10MPa（490~1016psi）燃燒半徑、面積，是否著火及爆炸等。該研究得出如下結(jié)論：1、事故管道運行壓力與著火燃燒的半徑有關(guān)，燃燒半徑隨壓力增高而增大；2、若發(fā)生爆炸，同樣壓力下燃燒范圍較小；3、燃燒半徑和管徑?jīng)]有直接關(guān)系，還有許多因素影響燃燒范圍，如周圍的地形、風(fēng)力和風(fēng)向。管道的埋深及裂紋形狀、泄露氣體量等。輸油管道事故統(tǒng)計分析西歐及美國輸油管道的事故統(tǒng)計地區(qū)比例，%外力損傷腐蝕機械損傷操作失誤自然災(zāi)害其他西歐333025741美國3433182.54.58中國東部輸油管道的

地表移動事故統(tǒng)計破壞原因外部干擾設(shè)備故障腐蝕違規(guī)操作施工管材其他比例%8.330.321.320.58.511.1輸油管道事故案例1999年6月10日，美國Bellingham，WA一條0.41（16in）汽油管道因外力損傷斷裂。6600桶未加鉛汽油流入了穿過該城市的小河并著火，造成3人死亡、8人受傷。1976年、1984年因地震、山洪暴發(fā)分別使中國秦京線、鐵秦線管道斷裂跑油，經(jīng)濟損失巨大，環(huán)境污染嚴重。1999年2月9日，Colonial管道公司運營的成品油管道在位于田納西州東部的諾克斯維爾發(fā)生了一起破裂溢油事故，泄露了1785t(2027m3)的高硫燃料柴油，財產(chǎn)損失達700萬美元。美國天然氣協(xié)會（AGA）管道類型統(tǒng)計起止時間事故次數(shù)死亡人數(shù)受傷人數(shù)財產(chǎn)損失輸氣管道1986/1/1-2003/8/3113715922432833配氣管網(wǎng)1986/1/1-2003/8/312357295134629425危險液體管道1986/1/1-2003/8/31327025125184549總計1986/1/1-2003/8/31699818211821145807年平均373.220.997.1776.4二、油氣管道完整性管理的

概念和原則1、完整性管理的概念2、管道完整性管理的原則3、管道完整性管理的內(nèi)容4、管道完整性管理的特點油氣管道的可靠性失效與可靠是一對矛盾，對于可修復(fù)的裝備，失效又稱為故障。可靠性的狹義定義：在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，產(chǎn)品完成規(guī)定的功能的能力。廣義的定義：還應(yīng)包括維修性與有效性。產(chǎn)品在規(guī)定的條件下及時間內(nèi)不能完成規(guī)定的功能則稱為失效。對于油氣管道來說是，操作條件：如壓力、溫度等；環(huán)境條件：如土壤、海水、環(huán)境載荷等。規(guī)定的時間：則應(yīng)為設(shè)計壽命，或是服役期間的剩余壽命。在規(guī)定的條件和時間內(nèi)，若不能完成輸送油氣的任務(wù)，則叫油氣管道的失效（故障）。油氣管道的可靠性1、油氣管道完整性的概念管道的完整性是指管道要始終處于安全可靠的受控的工作狀態(tài)，管理人員可不斷采取措施防止管道事故的發(fā)生。完整性是與管道是設(shè)計、施工、運營、維護、檢修的各過程密切相關(guān)的。具體說來就是：管道的完整性管理管道公司根據(jù)不斷變化的管道因素，對油氣管道運營中面臨的風(fēng)險因素進行識別和技術(shù)評價，制定相應(yīng)的控制風(fēng)險對策，不斷改善識別到的不利影響因素，從而將管道運營的風(fēng)險控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，通過監(jiān)測、檢測、校驗等各種方式，獲取與專業(yè)管理相結(jié)合的管道完整性信息，對可能使管道失效的主要威脅因素進行檢測、檢驗，據(jù)此對管道的適應(yīng)性進行評估，最終達到持續(xù)改進、減少和預(yù)防管道事故發(fā)生、經(jīng)濟合理地保證管道安全運行的目的。措施費用事故損失事故損失事故損失事故損失措施事故損失措施事故損失措施事故損失措施事故損失措施費用綜合費用油氣管道的完整性是指管道始終處于安全可靠的服役狀態(tài)，包括以下內(nèi)涵：①管道始終處于安全可靠的工作狀態(tài)。②管道在物理和功能上是完整的，管道處于受控狀態(tài)；③管道運營商已經(jīng)并仍將不斷采取行動防止管道事故的發(fā)生。④管道完整性與管道的設(shè)計、施工、運行、維護、檢修和管理的各個過程是密切相關(guān)的。油氣管道完整性的內(nèi)涵2、管道完整性管理的原則①在設(shè)計、建設(shè)和運行新管道系統(tǒng)時，應(yīng)融入管道完整性管理的理念和做法；②結(jié)合管道的特點，進行動態(tài)的完整性管理；③要建立負責(zé)進行管道完整性管理的機構(gòu)、制定管理流程、并輔以必要的手段；④要對所有與管道完整性管理相關(guān)的信息進行分析和整合；⑤必須持續(xù)不斷的對管道進行完整性管理；⑥應(yīng)當不斷在管道完整性管理過程中采用各種新技術(shù)。完整性評價是指一種過程，包括檢測管道設(shè)施、評價檢測結(jié)果、用各種技術(shù)檢查管道、評價檢查結(jié)果、按缺陷類型和嚴重程度評價，通過分析確定管道的完整性。在役管道的完整性管理在役管道的完整性管理要求管道公司要不間斷識別運營中面臨的風(fēng)險因素，制定相應(yīng)的控制對策。對可能使管道失效的危險因素進行檢測，對其進行適應(yīng)性評估，不斷改善識別到的不利因素，將運營風(fēng)險水平控制在合理的可接受的范圍內(nèi)。管道完整性管理是一個連續(xù)的、循環(huán)進行的管道監(jiān)控管理過程，需要在一定的時間間隔后，再次進行管道檢測、風(fēng)險評價及采取措施減輕風(fēng)險，以達到持續(xù)減少和預(yù)防事故的發(fā)生，經(jīng)濟合理的保證安全運行。管道完整性管理是一個與時俱進的連續(xù)過程。管道的失效模式是一個時間的依賴模式。腐蝕、老化、疲勞、自然災(zāi)害、機械損傷等能夠引起管道失效的多種（因素）過程隨著歲月流逝不斷的侵害管道，必須持續(xù)不斷的進行風(fēng)險分析、檢測、完整性評價、維修、人員培訓(xùn)的完整性管理。3、管道完整性管理的內(nèi)容管道完整性管理是指對所有管道完整性的因素進行綜合的、一體化的管理，包括以下方面內(nèi)容：①建立完整的管理機構(gòu)，擬定工作計劃、工作流程和工作程序文件；②進行管道風(fēng)險分析，了解事故發(fā)生的可能性和將導(dǎo)致的后果，制定預(yù)防和應(yīng)急措施；③定期進行管道完整性檢測和完整性評價，了解管道可能發(fā)生事故的原因和部位。④采取修復(fù)或減輕失效威脅的措施；⑤檢查、衡量完整性管理的效果，確定再評價的周期；⑥開展培訓(xùn)教育工作，不斷提高管理和操作人員的素質(zhì)。4、完整性管理的特點管道完整性管理體系體現(xiàn)了安全管理的時間完整性、數(shù)據(jù)完整性和管理過程的完整性以及靈活性的特點。⑴時間完整性需要從管道規(guī)劃、建設(shè)到運行維護、檢修的全過程實施完整性管理，貫穿于管道的整個壽命周期，體現(xiàn)了時間完整性。⑵數(shù)據(jù)完整性要求從數(shù)據(jù)的收集、整合、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)的管理、升級等環(huán)節(jié)，保證數(shù)據(jù)的完整、準確，為風(fēng)險評價、完整性評價結(jié)果的準確、可靠提供重要基礎(chǔ)。特別是對在役管道的檢測，可以給管道的完整性評價提供最直接的依據(jù)。⑶管理過程完整性風(fēng)險評價和完整性評價是管道完整性管理的關(guān)鍵組成部分，要根據(jù)規(guī)定的剩余壽命預(yù)測及完整性管理效果評估的結(jié)果，確定再次檢測、評價的周期，每隔一定時間后再次循環(huán)上述步驟。還要根據(jù)危險因素的變化及完整性管理效果測試情況，對管理程序進行必要修改，以適應(yīng)管道實際情況。持續(xù)改進、定期循環(huán)、不斷改善的方法體現(xiàn)了安全管理過程的完整性。⑷靈活性完整性管理要適應(yīng)每條管道及其管理者的特定條件。管道的條件不同是指管道的設(shè)計、運行條件不同。環(huán)境在變化、資料在更新、評價技術(shù)在發(fā)展。管理者的條件是指其管理者的完整性目標和支持完整性管理的資源、技術(shù)水平等。因此，完整性管理的計劃、方案需要根據(jù)規(guī)定實際條件來制定，不存在適于各種各樣規(guī)定的“惟一”的或“最優(yōu)”的方案。完整性管理與HSE的差異從理念、政府監(jiān)管和執(zhí)行標準、主要危險因素、主要預(yù)防措施、潛在風(fēng)險受體方面進行比較。理念①一切事故都是可以避免的②員工的安全高于一切③安全是每一名員工的責(zé)任④環(huán)境保護和持續(xù)發(fā)展是一起企業(yè)活動的基石缺陷是無處不在的只有不斷識別，跟蹤缺陷的發(fā)展，并不斷消除缺陷才能本質(zhì)安全政府監(jiān)管和執(zhí)行的標準ISO/CD14690（1996年發(fā)布）SY/6267-1997(國內(nèi)，HSEMS）ISO9000（質(zhì)量體系標準）ISO14000（環(huán)境體系標準）1989年《石油天然氣管道保護條例》（國內(nèi)）200年《石油及天然氣管道安全監(jiān)察管理規(guī)定》（國內(nèi)）加拿大NEBOPR-99第40、41部分、CSAZ662美國交通部（DOT）的管道安全辦公室（OPS）負責(zé)監(jiān)管執(zhí)行聯(lián)邦法規(guī)（CFR）第49卷第186-1999部分要求所有液體管道和氣體管道都必須編制完整性管理程序標準：APIRP1129APIRP1160液體管道ASMEB31.8S-2001氣體管道英國CRGB/R/H/R6國內(nèi)SY/T6621-2005氣體管道、SY/T6648-2006液體管道主要危險因素火災(zāi)、高空作業(yè)、挖掘作業(yè)、噪音、電、車輛、墜物、冷熱溫度、拋射物、噴射、輻射、高空電纜、受限區(qū)域、易燃物、腐蝕物、吸入危險物、有毒物、泄露、單人作業(yè)內(nèi)外腐蝕、應(yīng)力腐蝕、制造缺陷、施工缺陷、設(shè)備失效、第三方損害、誤操作、天氣雨外力因素、（過冷、雷擊、大雨或洪水、地殼運動）等9類21種風(fēng)險主要預(yù)防措施風(fēng)險矩陣分析安全工作許可制度持證上崗培訓(xùn)個人防護用具應(yīng)急反應(yīng)計劃數(shù)據(jù)資料收集和整合定性或定量風(fēng)險評價識別風(fēng)險并排序（尤其確定高后果區(qū)HCA）；對重大風(fēng)險進行完整性評價（檢測、試壓或直接評價）；制定事故減緩措施潛在風(fēng)險受體員工附近社區(qū)公眾、環(huán)境（江河湖海、大氣、土壤、野生動植物）管道及管道設(shè)施（含站內(nèi)設(shè)施）二、風(fēng)險評價的基本原理墨菲定律：任何事物如果聽其自然的話，總是向更壞的方向發(fā)展。簡單的說，墨菲定律就是：看似一件事好與壞的幾率相同的時候，事情都會朝著糟糕的方向發(fā)生。自然界的力量試圖使人們創(chuàng)造的東西處于無序狀態(tài)。腐蝕就是一個例子：金屬總是試圖回復(fù)到原來的礦物狀態(tài)。墨菲定律的來源，美國的一個叫愛德華﹒墨菲的空軍上尉，他有一個經(jīng)常會遇到倒霉事的同事。1949年的一天，墨菲開玩笑說：“如果一件事情有可能被弄糟，讓他去做就一定會弄糟。”舉個例子吧，比如你每天出門都帶著雨傘，可總也不下雨。當你這一天不想再帶傘出門時，則往往會趕上下雨。再比如你去排隊買東西，窗口前有幾條相同長度的隊伍。這時，你所加入的隊伍往往是最慢的。1、危險危險是指一個或一組具有某種潛在的造成損害或失敗的可能性。易燃性和有毒性都是介質(zhì)具有危險性的范例。危險性是客觀存在的，不以人的主觀意志為轉(zhuǎn)移。2、風(fēng)險潛在損失的量度，用事故發(fā)生的概率(可能性)和后果的大小來表示?；蛘哂墒鹿拾l(fā)生的概率和后果嚴重程度來計量的損失。風(fēng)險是發(fā)生特定危害事件的可能性以及事件造成損失的大小。用管道輸送危險品是有風(fēng)險的，因為如果危險品發(fā)生泄漏，會導(dǎo)致產(chǎn)品損失的危害。發(fā)生管道泄漏事件一般被稱之為管道事故。當事故發(fā)生的可能性增加，或是事故后果的嚴重性增大時，風(fēng)險將隨之增大。人們不能消除危險，但可以通過采取必要的措施來降低發(fā)生危險的可能性；減低危險發(fā)生的概率降低危險發(fā)生后所造成的不良后果的嚴重性。也就是說人們不能消除危險，但可以通過自身的努力減少危險發(fā)生的概率和減輕危險發(fā)生所產(chǎn)生后果的嚴重性。失效用于表示下述幾種情況的通用術(shù)語：使用中的某一部分已完全不能操作；還能操作但不能令人滿意地完成指定任務(wù)；已嚴重老化、已達到不能繼續(xù)安全或可靠使用的程度。風(fēng)險評估與風(fēng)險管理風(fēng)險評估識別設(shè)施運行的潛在危險、估計潛在不利事件發(fā)生的可能性和后果的一個系統(tǒng)過程。風(fēng)險評估范圍很廣，可根據(jù)運營公司的目標進行詳細程度不同的評估。風(fēng)險管理由以下部分組成的一個總體方案：識別對某區(qū)域或設(shè)備的潛在危險；根據(jù)事件發(fā)生的可能性和后果，評估與這些危險有關(guān)的風(fēng)險;通過降低事件發(fā)生的可能性和后果減輕風(fēng)險和風(fēng)險降低結(jié)果的測試。第三方損壞除了為運營公司實施作業(yè)的人員外，外方對氣體管道設(shè)施造成的損壞。還包括運營公司的人員或運營公司的承包商造成的損壞。3、管道系統(tǒng)事故風(fēng)險因素分析疲勞開裂and管道評價技術(shù)小結(jié)目前常用的評價方法為：完整性評價、風(fēng)險評價、適用性評價相同點：目的相同：都是為了保證管道的安全運行流程相同：基于歷史數(shù)據(jù)，找出可能的薄弱環(huán)節(jié)，進行檢測、再依照某一模型進行評價不同點：應(yīng)用點不同：風(fēng)險針對管道某個時段的所有可能項目；適用性針對有缺陷的在役管道，考慮運行條件；側(cè)重點不同：風(fēng)險評價側(cè)重于管道失效概率，考慮失效的后果；適用性側(cè)重于管道的管體狀況，以剩余強度為主；完整性考慮全面，側(cè)重于管道的完整性狀態(tài)的考慮，以保證管道的長期安全運行。危險危險危險危險不經(jīng)濟采取措施花費太多設(shè)計和操作因素應(yīng)力計算額外負荷腐蝕防護機械損傷防護公司規(guī)程政策法規(guī)……存在的已知的威脅新的和增加的威脅存在的已知的威脅新的和增加的威脅存在的已知的威脅新的和增加的威脅危險存在的已知的威脅新的和增加的威脅設(shè)計和操作因素應(yīng)力計算額外負荷腐蝕防護機械損傷防護公司規(guī)程政策法規(guī)……危險存在的已知的威脅新的和增加的威脅不經(jīng)濟采取措施花費太多設(shè)計和操作因素應(yīng)力計算額外負荷腐蝕防護機械損傷防護公司規(guī)程政策法規(guī)……危險存在的已知的威脅新的和增加的威脅不經(jīng)濟采取措施花費太多設(shè)計和操作因素應(yīng)力計算額外負荷腐蝕防護機械損傷防護公司規(guī)程政策法規(guī)……危險存在的已知的威脅新的和增加的威脅不經(jīng)濟采取措施花費太多設(shè)計和操作因素應(yīng)力計算額外負荷腐蝕防護機械損傷防護公司規(guī)程政策法規(guī)……危險存在的已知的威脅新的和增加的威脅不經(jīng)濟采取措施花費太多設(shè)計和操作因素應(yīng)力計算額外負荷腐蝕防護機械損傷防護公司規(guī)程政策法規(guī)……危險存在的已知的威脅新的和增加的威脅采取的額外措施采取的額外措施設(shè)計因素設(shè)計和結(jié)構(gòu)的安全性操作因素操作和維護的安全性操作因素操作和維護的安全性設(shè)計因素設(shè)計和結(jié)構(gòu)的安全性操作因素操作和維護的安全性設(shè)計因素設(shè)計和結(jié)構(gòu)的安全性操作因素操作和維護的安全性完整性管理的平衡關(guān)系在役管道管理技術(shù)可分為兩類：一是以完整性評價技術(shù)為核心的完整性管理，二是以風(fēng)險評價為核心的風(fēng)險管理。兩類方法思路相同：識別/檢測→評價→措施，并且都需要檢測；不同點：完整性針對的是管道全部運行要素，考慮的是保證管道持續(xù)運行的需要；風(fēng)險管理針對管段整體中有風(fēng)險的項目，考慮失效后果，基本方法是計算失效概率；兩類方法有逐漸融合到完整性管理的趨勢。完整性管理是一種主動預(yù)防的管理方法，是先進管理經(jīng)驗的總結(jié)提煉，已被國際上眾多管道公司所采用。完整性管理十分注重管理過程的持續(xù)性，強調(diào)在管道生命周期內(nèi)的設(shè)計、建造、運行直至報廢等各個階段都要進行持續(xù)不斷的管理。風(fēng)險管理主要是在管道運行期間，更注重管道當前的安全狀況，強調(diào)對當前管道可能存在的風(fēng)險進行識別、風(fēng)險評價，對不同的風(fēng)險及后果應(yīng)用風(fēng)險接受判據(jù)，采取由針對性風(fēng)險控制措施，使風(fēng)險減低到可以接受的措施。經(jīng)濟性可靠性管道完整性管理管道管理系統(tǒng)管道風(fēng)險管理經(jīng)濟性可靠性經(jīng)濟性可靠性公共安全經(jīng)濟性可靠性公共安全公共安全公共安全公共安全公共安全公共安全公共安全經(jīng)濟性可靠性公共安全管道風(fēng)險管理管道完整性管理經(jīng)濟性可靠性管道完整性管理客戶滿意度客戶滿意度客戶滿意度管道系統(tǒng)管道系統(tǒng)經(jīng)濟性可靠性管道完整性管理管道管理系統(tǒng)公眾雇員環(huán)境消費者供應(yīng)商消費者供應(yīng)商公眾雇員環(huán)境消費者供應(yīng)商公共安全公眾雇員環(huán)境消費者供應(yīng)商經(jīng)濟性可靠性管道完整性管理管道管理系統(tǒng)公共安全公眾雇員環(huán)境消費者供應(yīng)商三、完整性管理的方法和程序1、B31.8S推薦的輸氣管道完整性管理的程序2、APISt.1160推薦的輸油管道完整性管理程序1、B31.8S推薦的

輸氣管道完整性管理的程序美國國家標準ASMEB31.8S提出了兩種管道完整性管理的方法。⑴基于規(guī)范預(yù)測的完整性管理方法⑵基于管道性能評價的完整性管理方法⑴基于規(guī)范預(yù)測的完整性管理方法適用于資料、數(shù)據(jù)較少的情況下，此時可參照B31.8S所預(yù)測的三大類22種危害因素，提供檢測、預(yù)防及減緩風(fēng)險的措施等方面的信息，確定擬采取的完整性管理的步驟。該規(guī)范的附錄A中詳細列出了這一方法的實施步驟。這種方法按預(yù)期的最壞的發(fā)展可能，確定管道的檢測、評價周期，以彌補數(shù)據(jù)不足和分析較粗的影響。完整性危險分類完整性管理的第一步，是識別影響管道完整性的潛在危險，所有危害管道完整性的危險都應(yīng)考慮。國際管道研究委員會（PRCI）對輸氣管道事故數(shù)據(jù)進行了分析，并分成22個根本原因。22個原因中每一個都代表影響完整性的一種危險，應(yīng)對其進行管理。運營公司報告的原因中，有一種原因是“未知的”，就是說，是找不到根本原因。對其余21中已按其性質(zhì)和發(fā)展特點，劃分為九種相關(guān)事故類型，并進一步劃分為與時間有關(guān)的3種缺陷類型。這9種類型對判定可能出現(xiàn)的危險很有用，應(yīng)根據(jù)危害的時間因素和事故模式分組，正確進行風(fēng)險評估、完整性評價和減緩活動。時效風(fēng)險因素內(nèi)壁腐蝕外壁腐蝕應(yīng)力腐蝕與時間無關(guān)的風(fēng)險因素第三方/機械破壞誤操作氣候和外力因素穩(wěn)定風(fēng)險因素與制管有關(guān)的缺陷與焊接組裝有關(guān)的缺陷設(shè)備風(fēng)險識別九大因素危害輸氣管完整性的因素固有因素固有因素與時間有關(guān)的危害與時間無關(guān)的危害與時間無關(guān)的危害與時間無關(guān)的危害與時間無關(guān)的危害固有因素與時間無關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害外腐蝕內(nèi)腐蝕應(yīng)力腐蝕開裂內(nèi)腐蝕應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕應(yīng)力腐蝕開裂內(nèi)腐蝕外腐蝕內(nèi)腐蝕外腐蝕內(nèi)腐蝕外腐蝕內(nèi)腐蝕外腐蝕內(nèi)腐蝕應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造油管道缺陷設(shè)備因素設(shè)備因素與焊接制造油管道缺陷設(shè)備因素與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造油管道缺陷設(shè)備因素與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造油管道缺陷設(shè)備因素與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造油管道缺陷設(shè)備因素與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造油管道缺陷設(shè)備因素與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造油管道缺陷設(shè)備因素第三方/機械損壞誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞第三方/機械損壞第三方/機械損壞第三方/機械損壞第三方/機械損壞誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞第三方/機械損壞誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造油管道缺陷設(shè)備因素第三方/機械損壞誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞管體焊接缺陷管體缺陷管體焊接缺陷管體缺陷管體焊接缺陷與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造有關(guān)道缺陷設(shè)備因素第三方/機械損壞誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞管體缺陷管體焊接缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造有關(guān)道缺陷設(shè)備因素與天氣有關(guān)的因素和外力因素誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞管體缺陷管體焊接缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷O型墊片損壞控制/泄壓設(shè)備故障密封/泵填料失效其他其他密封/泵填料失效其他控制/泄壓設(shè)備故障密封/泵填料失效其他O型墊片損壞控制/泄壓設(shè)備故障密封/泵填料失效其他與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造有關(guān)道缺陷設(shè)備因素與天氣有關(guān)的因素和外力因素誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞管體缺陷管體焊接缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷O型墊片損壞控制/泄壓設(shè)備故障密封/泵填料失效其他天氣過冷雷擊暴雨或洪水土體移動天氣過冷雷擊天氣過冷暴雨或洪水雷擊天氣過冷土體移動暴雨或洪水雷擊天氣過冷土體移動暴雨或洪水雷擊天氣過冷土體移動暴雨或洪水雷擊天氣過冷土體移動暴雨或洪水雷擊天氣過冷土體移動暴雨或洪水雷擊天氣過冷天氣過冷雷擊天氣過冷暴雨或洪水雷擊天氣過冷土體移動暴雨或洪水雷擊天氣過冷與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造有關(guān)道缺陷設(shè)備因素與天氣有關(guān)的因素和外力因素誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞管體缺陷管體焊接缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷O型墊片損壞控制/泄壓設(shè)備故障密封/泵填料失效其他土體移動暴雨或洪水雷擊天氣過冷未知的未知的未知的與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造有關(guān)道缺陷設(shè)備因素與天氣有關(guān)的因素和外力因素誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞管體缺陷管體焊接缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷O型墊片損壞控制/泄壓設(shè)備故障密封/泵填料失效其他土體移動暴雨或洪水雷擊天氣過冷未知的甲方、乙方或第三方造成的損壞（瞬時、立即損壞）以前損壞的管子故意破壞甲方、乙方或第三方造成的損壞（瞬時、立即損壞）甲方、乙方或第三方造成的損壞（瞬時、立即損壞）以前損壞的管子甲方、乙方或第三方造成的損壞（瞬時、立即損壞）故意破壞以前損壞的管子甲方、乙方或第三方造成的損壞（瞬時、立即損壞）故意破壞以前損壞的管子甲方、乙方或第三方造成的損壞（瞬時、立即損壞）與時間有關(guān)的危害危害輸氣管完整性的因素固有因素與時間無關(guān)的危害應(yīng)力腐蝕開裂外腐蝕內(nèi)腐蝕與制造管子有關(guān)的缺陷與焊接制造有關(guān)道缺陷設(shè)備因素與天氣有關(guān)的因素和外力因素誤操作：操作程序不正確第三方/機械損壞管體缺陷管體焊縫缺陷管體環(huán)焊縫缺陷制造焊縫缺陷褶皺彎頭或殼曲螺紋磨損/管子破損/管接頭損壞O型墊片損壞控制/泄壓設(shè)備故障密封/泵填料失效其他土體移動暴雨或洪水雷擊天氣過冷未知的故意破壞以前損壞的管子滯后性失效甲方、乙方或第三方造成的損壞（瞬時、立即損壞）d—管道外徑，in；p—管道允許最大操作壓力，lb/in2,1lb/in2=0.0069MPa；r—受影響區(qū)域的半徑，ft。油氣管道主要失效模式斷裂脆性斷裂：低溫斷裂、應(yīng)力腐蝕、氫致開裂韌性斷裂疲勞斷裂：應(yīng)力疲勞、應(yīng)變疲勞、腐蝕疲勞過量變形過載引起的鼓脹、屈曲、伸長、外力引起的壓扁、彎曲表面損傷機械損傷：表面劃傷、凹坑腐蝕：內(nèi)壁腐蝕（輸送介質(zhì)引起）外壁腐蝕：外部環(huán)境引起）低溫脆斷：冷脆指材料在低溫條件下的極小塑變脆斷。大多發(fā)生在體心立方體和密排六方晶體結(jié)構(gòu)。冷脆與材料的韌性和脆性聯(lián)系緊密。高韌性的材料不容易發(fā)生冷脆，反之就容易發(fā)生。在溫度低于一個特定溫度的時候，材料的吸收的沖擊功會突然減小，從韌性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈?，這一溫度即為冷脆轉(zhuǎn)變溫度。實驗上一般用沖擊試驗來確定這一溫度。應(yīng)力腐蝕：材料、機械零件或構(gòu)件在靜應(yīng)力(主要是拉應(yīng)力)和腐蝕的共同作用下產(chǎn)生的失效現(xiàn)象。氫致開裂：氫的存在而導(dǎo)致材料經(jīng)歷一定時間后發(fā)生的低應(yīng)力脆性開裂

。應(yīng)力疲勞：材料、零件、構(gòu)件在低于其屈服強度的循環(huán)應(yīng)力作用下，經(jīng)大于105循環(huán)次數(shù)而產(chǎn)生的疲勞。應(yīng)變疲勞：材料、零件、構(gòu)件在接近或超過其屈服強度的循環(huán)應(yīng)力作用下，經(jīng)小于105次塑性應(yīng)變循環(huán)次數(shù)而產(chǎn)生的疲勞。腐蝕疲勞：化工設(shè)備中許多金屬材料構(gòu)件都工作在腐蝕的環(huán)境中，同時還承受著交變載荷的作用。與惰性環(huán)境中承受交變載荷的情況相比，交變載荷與侵蝕性環(huán)境的聯(lián)合作用往往會顯著降低構(gòu)件疲勞性能，這種疲勞損傷現(xiàn)象稱為腐蝕疲勞。

⑵基于管道性能的完整性管理方法該方法需要更多的數(shù)據(jù)資料以完成較大范圍的風(fēng)險分析和評價，如果沒有進行充分的調(diào)查，完成適當?shù)耐暾栽u價以獲取所需的管道狀況的信息，就難以實施這一方法。該完整性管理程序使經(jīng)營者在檢測周期、檢測工具、預(yù)防和減輕風(fēng)險的措施等的選擇有更大的靈活性。此種方法所得結(jié)論的可信度應(yīng)當?shù)扔诨蚋哂谇耙环N方法。完整性管理的實施有許多標準可依據(jù)，以美國為例，有ASMEB31.8~S2001《輸氣管道完整性管理標準》ASMEB31.Q《輸氣管道操作人員資質(zhì)標準》NACERP0102-2002《管道內(nèi)檢測推薦做法》NACERP0502-2002《管道外檢測評價標準》、APISt1160-2001《危險液體管道完整性管理系統(tǒng)》等標準規(guī)范對完整性管理做出了具體的規(guī)定和建議。完整性管理應(yīng)遵循的標準B31.8S推薦的

輸氣管道完整性管理程序該推薦流程如圖所示。管道的完整性管理就是圖中所示工作內(nèi)容的周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)不斷完善的過程。對基于規(guī)范預(yù)測的完整性管理方案，其工作步驟可歸納如下。識別危害因素對管道可能造成的影響數(shù)據(jù)收集、檢查和整合風(fēng)險評價各種危害評價完整性評價對完整性評價的相應(yīng)和減緩措施①根據(jù)規(guī)范預(yù)測的22種事故根源識別影響完整性的潛在因素，諸如腐蝕、開裂、第三方破壞等。②收集反映管段及其潛在危險特點的數(shù)據(jù)，以了解管道的狀況，確定管道完整性的危險源位置，并了解事故對公眾、環(huán)境和管道運行造成的后果，確定HCA（管道泄漏可能產(chǎn)生重大有害影響的地區(qū)）地區(qū)。③利用上一步所綜合的數(shù)據(jù)和預(yù)計的后果來評價管道系統(tǒng)的風(fēng)險，優(yōu)先排序，確定需維護的管段。

④基于風(fēng)險評價的結(jié)果，可以選擇并采取適當?shù)姆椒▉磉M行管道完整性評價中的檢測?？梢酝ㄟ^內(nèi)、外檢測來獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，然后對管道做出完整性評價，也可采用試壓、直接評價及其他方法。⑤根據(jù)完整性評價結(jié)果制定相應(yīng)計劃。對在檢測中發(fā)現(xiàn)的管道缺陷制定修補措施并實施。應(yīng)按照已經(jīng)被接受的工業(yè)標準或做法進行修補作業(yè)。⑥對初步完整性評價之后的數(shù)據(jù)進行更新、綜合和檢查，使管道運行歷史數(shù)據(jù)庫得到不斷擴充和完善。依據(jù)已更新的數(shù)據(jù)庫再次進行風(fēng)險評價，以確保分析過程反應(yīng)的是管道的最新狀況。⑦制定最新管理方案。⑧對管理方案實施后的效果進行評價。⑨管道運營者在進行管道完整性管理過程中應(yīng)建立一種有效的與公司員工、公眾、應(yīng)急響應(yīng)部門、當?shù)卣八痉ú块T進行聯(lián)絡(luò)的方案，以使人們了解其完整性管理程序。⑩制定變化管理方案，對管道系統(tǒng)設(shè)計、運行、維護活動和所處環(huán)境變化引起的潛在危險進行風(fēng)險評價，是風(fēng)險評價針對的是當前運行狀況下的管道系統(tǒng)。最后制定質(zhì)量控制方案。基于規(guī)范預(yù)測的完整性管理程序中的風(fēng)險分析可對管道的完整性評價進行優(yōu)先級排序。一旦確認了某管段的完整性情況，可根據(jù)規(guī)范中的要求確定再檢測的時間間隔，這種完整性管理程序的風(fēng)險分析所用的數(shù)據(jù)最少，不能根據(jù)它來調(diào)整再撿測的時間間隔。美國《2002-管道安全改進法》明確規(guī)定了管道運營商要在HCA實施完整性管理計劃。根據(jù)這一法律，美國運輸部（DOT）管道安全處（OPS）規(guī)定油氣管道必須在規(guī)定期限內(nèi)完成識別管道通過的HCA（后果嚴重地區(qū)），制定完整性管理程序，對不同類型、不同條件的油、氣管道，規(guī)定了不同的基線評價完成時限及完成率。項目一類管道業(yè)主或承運人二類管道業(yè)主或承運人三類管道業(yè)主或承運人管道里程/建管時間（年/月/日)≥804km（500mile）≤804km（500mile）2001/5/29以后在建或改建的管道提交書面完整性管理計劃的最后時限（年/月/日)2002/3/32003/2/18于管道投產(chǎn)運行一年后第一階段管道完整性基線評價的完成率及時限（年/月/日)2004/9/30前完成管道長度的50%2005/8/16前完成管道長度的50%—全部完成管道完整性基線評價的時限（年/月/日)2008/3/312009/2/17管道開始運營時美國法規(guī)要求基于管道性能評價的完整性管理程序在上述步驟中還應(yīng)包括以下內(nèi)容：記錄每一管段所用數(shù)據(jù)及其來源；論述所采用的風(fēng)險分析方法的依據(jù)；確定完整性評價的時間間隔和減緩風(fēng)險（維修和預(yù)防）方法的分析；貫徹效能準則，使經(jīng)營者可及時測試所選擇的完整性管理方案的有效性。管道完整性管理是一項系統(tǒng)過程，上述這些步驟相輔相成，應(yīng)不時更新迭替，以更好的保證管道完整性。APISt.1160推薦的輸油管道完整性管理程序APISt.1160中推薦的管道系統(tǒng)完整性管理程序如圖所示。它包括以下環(huán)節(jié)：①識別管道泄漏事故可能對HCA地區(qū)的影響；②數(shù)據(jù)的初步收集、研究、整合；③初始的的風(fēng)險評價；④制定基線評價計劃；檢測及減輕風(fēng)險的措施；⑤數(shù)據(jù)升級、整合研究；⑥再次風(fēng)險評價；⑦完整性管理效果的評價；⑧管理變化。識別對HCA的影響初步收集、研究整合數(shù)據(jù)初次風(fēng)險評價檢測和減輕風(fēng)險再次風(fēng)險評價數(shù)據(jù)升級整合識別對HCA的影響檢測和減輕風(fēng)險識別對HCA的影響檢測和減輕風(fēng)險識別對HCA的影響初次風(fēng)險評價檢測和減輕風(fēng)險識別對HCA的影響初步收集、研究整合數(shù)據(jù)初次風(fēng)險評價制定基線評價計劃檢測和減輕風(fēng)險識別對HCA的影響管理變化識別對HCA的影響管理變化初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化數(shù)據(jù)升級整合檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化再次風(fēng)險評價數(shù)據(jù)升級整合檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化識別對HCA的影響再次風(fēng)險評價數(shù)據(jù)升級整合檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化識別對HCA的影響再次風(fēng)險評價數(shù)據(jù)升級整合檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化識別對HCA的影響再次風(fēng)險評價數(shù)據(jù)升級整合檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化識別對HCA的影響再次風(fēng)險評價數(shù)據(jù)升級整合檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化識別對HCA的影響再次風(fēng)險評價數(shù)據(jù)升級整合檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化識別對HCA的影響再次風(fēng)險評價數(shù)據(jù)升級整合檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化評價程序效果評價程序效果評價程序效果識別對HCA的影響再次風(fēng)險評價數(shù)據(jù)升級整合檢測和減輕風(fēng)險制定基線評價計劃初次風(fēng)險評價初步收集、研究整合數(shù)據(jù)識別對HCA的影響管理變化評價程序效果APISt.1160的管道系統(tǒng)完整性管理程序框架管道完整性管理程序的各個環(huán)節(jié)都有其特定的含義和內(nèi)容。HCA是指管道泄漏可能產(chǎn)生重大有害影響的地區(qū)，如人口密集地區(qū)、通航河流、環(huán)境對漏油敏感的地區(qū)等。美國聯(lián)邦法規(guī)49CFR195.450中對HCA的范圍有明確的規(guī)定。資料集數(shù)據(jù)完整是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)不完整的數(shù)據(jù)會給評價結(jié)果帶來誤差和不確定性，甚至嚴重錯誤。與管道運行條件及環(huán)境條件有關(guān)的數(shù)據(jù)也會隨時間變化。必須對收集的數(shù)據(jù)進行研究分析和整合。初步風(fēng)險評價是在較少的數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上進行，需要根據(jù)資料的數(shù)量、質(zhì)量情況，選擇合適的評價方法。通過初步評價得到管道系統(tǒng)重大風(fēng)險的性質(zhì)和定位，篩選出應(yīng)優(yōu)先進行完整性評價的管段。初步風(fēng)險評價基線評價基線評價實質(zhì)上是初次的管段完整性管理過程。對今后的過程也有重大的影響，其內(nèi)容包括初次進行數(shù)據(jù)收集、風(fēng)險評價、管段檢測、完整性評價、預(yù)防和減輕風(fēng)險的措施?；€評價計劃要確定檢測什么、怎樣檢測和何時檢測？可以采用的檢測方法有在線內(nèi)檢測，試壓和其他技術(shù)綜合應(yīng)用。完整性評價包括評價檢測結(jié)果、評價管道缺陷類型和程度、分析管道完整性情況。根據(jù)分析評價結(jié)果，優(yōu)先對分析較高的管段實施預(yù)防和減輕風(fēng)險的措施。一般可采用效益/費用比來選擇較優(yōu)的措施，同時還要考慮到不能遺漏對重大風(fēng)險的控制。管道完整性管理程序要求制定基線評價計劃由運輸部管道安全處（OPS）檢查。因為它是完整性管理的基礎(chǔ)，其重要性是明顯的。通過管道系統(tǒng)的性能測試和審計相結(jié)合得到對完整性管理的效果評價。管道完整性管理是一個連續(xù)的、循環(huán)進行的管道監(jiān)控管理過程。需要在一定的時間間隔后，對數(shù)據(jù)升級、再次進行風(fēng)險評價、管道檢測、完整性評價及減輕風(fēng)險的措施，以反映目前的實際情況并進一步改善管道安全。B31.8S與APISt.1160的比較B31.8S與APISt.1160在程序描述上有所不同，其對完整性管理的要求是相同的。對于輸氣管道和輸油管道，只是在一些具體規(guī)定上略有不同。主要表現(xiàn)在對HCA地區(qū)的規(guī)定上有不同之處。美國49CFR195、192中對HCA有明確規(guī)定。輸油管道HCA是指管道泄漏可能產(chǎn)生重大有害影響的地區(qū)，如人口密集地區(qū)、通航河流、環(huán)境對漏油敏感的地區(qū)等。輸氣管道后果嚴重地區(qū)是指：3級地區(qū)、4級地區(qū)；關(guān)于沿管道兩側(cè)的狹長地帶，不同管徑、不同最大操作壓力的輸氣管道這一狹長地帶的寬度不同。B31.8S規(guī)定：管徑小于或等于305mm（12in），最大壓力小于或等于8.2MPa(1200Psi)時，狹長地帶的寬度為91.4m（300ft）；管徑大于或等于762mm（30in），最大工作壓力大于或等于6.9MPa(1000Psi)時，狹長地帶的寬度為305m（1000ft）。中國輸氣管道強度設(shè)計—鋼管σs—鋼管最小屈服強度，MPaF—強度設(shè)計系數(shù)，按地區(qū)等級選取φ—焊縫系數(shù)t—溫度折減系數(shù)，當溫度小于120℃時取1δ—鋼管計算厚度，cmP—設(shè)計壓力MPaD—鋼管外徑，cm輸氣管道通過的地區(qū)，應(yīng)按建筑物的密集程度，劃分為四個地區(qū)等級，并依據(jù)地區(qū)等級作出相應(yīng)的管道設(shè)計。城鎮(zhèn)燃氣管道地區(qū)等級劃分應(yīng)符合下列規(guī)定：沿管道中心線兩側(cè)各200米范圍內(nèi)，任意劃分1.6千米長并能包括最多供人居住的獨立建筑物數(shù)量的地段，按劃定地段內(nèi)的房屋建筑的密集程度、劃分為四個等級。在多單元住宅建筑物內(nèi)，每個獨立住宅單元按一個供人居住的獨立建筑物計算。強度設(shè)計系數(shù)一級地區(qū)：有12個或12個以下供人居住建筑物的任一地區(qū)分級單元。二級地區(qū)：有12個以上，80個以下供人居住建筑物的任一地區(qū)分級單元。三級地區(qū)：介于二級和四級之間的中間地區(qū)。有80個和80個以上供人居住建筑物的任一地區(qū)分級單元；或距人員聚集的室外場所90m內(nèi)鋪設(shè)管線的區(qū)域。四級地區(qū)：地上4層或4層以上建筑物普遍且占多數(shù)的任一地區(qū)分級單元（不計地下室層數(shù)）。輸氣管道的強度設(shè)計系數(shù)地區(qū)等級強度設(shè)計系數(shù)，F(xiàn)一級地區(qū)0.72二級地區(qū)0.60三級地區(qū)0.40四級地區(qū)0.30四、完整性管理的主要環(huán)節(jié)管道完整性管理過程包括三個相輔相成的主要環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)資料的收集和整合、風(fēng)險評價完整性評價。1.數(shù)據(jù)資料的收集和整合資料、數(shù)據(jù)完整性是完整性管理的關(guān)鍵，不完整的數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致結(jié)果的不確定性，也可能產(chǎn)生不良或錯誤的結(jié)果，從而誤導(dǎo)經(jīng)營者對重大風(fēng)險的理解。數(shù)據(jù)的完整程度和準確性也是影響評價方法的重要因素，并進一步影響評價結(jié)果的準確性。數(shù)據(jù)完整性工作包括數(shù)據(jù)收集、更新、整合及管理等。數(shù)據(jù)收集、整合完整性管理的數(shù)據(jù)構(gòu)成A、特性數(shù)據(jù)B、施工數(shù)據(jù)C、運行數(shù)據(jù)D、檢測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)收集、檢查和分析數(shù)據(jù)整合形成數(shù)據(jù)庫油氣管道所需要的數(shù)據(jù)類型可分為五組設(shè)計、材料、施工數(shù)據(jù)路由數(shù)據(jù)運行、維護、檢測和修理數(shù)據(jù)確定管道可能影響的敏感地區(qū)的資料事故和風(fēng)險數(shù)據(jù)⑴數(shù)據(jù)的收集①設(shè)計、材料和施工數(shù)據(jù)如管線分段、管線路由、坐標、管徑、壁厚、管材等級、類型、設(shè)計壓力、安全系數(shù)、施工時間、年代、焊接質(zhì)量和檢測報告，防腐絕緣層類型、質(zhì)量、陰極保護類型、質(zhì)量，首站、中間站和末站情況，土壤條件，其他腐蝕條件等。②路由數(shù)據(jù)如路權(quán)寬度、管線埋深、沿線條件、巡線頻率，管線地面標記、公路、鐵路及河流等穿跨域情況，公眾管線，一次呼叫系統(tǒng)頻率及相應(yīng)的時間，管線裸露情況等。③運行、維護、檢測和修理數(shù)據(jù)如管線在線檢測結(jié)果、水壓試壓數(shù)據(jù)，SCADA系統(tǒng)資料，泄漏危險相應(yīng)計劃，通訊與電力故障備用計劃，操作者的資料集培訓(xùn)計劃，管輸介質(zhì)性質(zhì)、運行壓力及沿線水力坡降、運行溫度、環(huán)境溫度，環(huán)境的腐蝕條件、防腐層類型、質(zhì)量及檢測結(jié)果、陰極保護檢測數(shù)據(jù)，管線埋深的實測資料，管道是修理歷史，管道泄漏檢測、管段更換、降級情況，在河流、湖泊、沼澤處的管段的水工保護，對土壤不穩(wěn)定地區(qū)管段的保護和監(jiān)控。④確定管道可能影響的

敏感地區(qū)的資料如管線接近飲用水源、居民區(qū)、人口密集地區(qū)、河流、農(nóng)場、公園、森林或其他的敏感地區(qū)的情況。⑤事故和風(fēng)險數(shù)據(jù)如過去的事故、泄漏、誤操作等的位置、原因，后果、事故潛在影響，包括對人身安全、財產(chǎn)、空氣、土壤的影響，因飲用水供應(yīng)、管道停輸、燃料短缺等造成的經(jīng)濟損失，其他公司或系統(tǒng)的火災(zāi)事故歷史資料等。數(shù)據(jù)資料的來源數(shù)據(jù)資料的來源包括：工藝、設(shè)備、線路的設(shè)計資料和圖紙，線路縱斷面圖及沿線地區(qū)的地形圖，施工檢查報告，建筑圖紙，材料證書及安全檢測報告，操作規(guī)程，施工標準、規(guī)范、應(yīng)急響應(yīng)計劃，檢測報告，試驗報告，事故調(diào)查報告，技術(shù)評價報告等。⑵數(shù)據(jù)更新每條管道的完整性管理并不是從頭到尾都需要以上全部的數(shù)據(jù)，需要根據(jù)風(fēng)險評價進行的階段以及要達到的目的來選擇。開始時著重收集初步評價所需要的重要資料，并注意數(shù)據(jù)的準確性。應(yīng)努力使數(shù)據(jù)能較好地反映該管道的實際情況，對有懷疑的數(shù)據(jù)暫時不用。采用較少的、不夠完善的數(shù)據(jù)進行初步評價，重點在較快的篩選出需要進一步評價的地區(qū)和管段，再逐步的對數(shù)據(jù)進行升級和維護。要注意數(shù)據(jù)的時效性。管線及環(huán)境條件中有的是隨時間變化的，例如，附近居民的人口密度、第三方損壞的開挖活動、管線陰極保護狀況等，都屬于