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          管道研究

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          管道安全防護體系建設存在的問題與建議

          來源:《管道保護》雜志 作者:蔡永軍 徐斌 時間:2019-3-20 閱讀:

          蔡永軍1   徐斌2

          1.中國石油管道科技研究中心; 2.西氣東輸廣東管理處廣州維搶修中心


          青島“11·22”原油管道泄漏爆炸事故已過去5年,事故留給我們的教訓仍然刻骨銘心。 2016年國家能源局等五部委發文要求全面推行管道完整性管理工作,通過內檢測、完整性評價、缺陷修復等措施提高管道本體安全水平,從而降低管道事故風險。從近幾年實施情況看,我們在管道安全防護的理念、法律法規、標準規范、管理措施和技術等方面還存在一些差距和不足,需要努力克服和改進。


          1 應建立科學的安全防控理念

          1.1 重視小概率事件的安全投入

          管體缺陷的風險已經被廣泛認識,大量的檢測評價和修復手段被應用,保證了管道本體安全。但是對于第三方損壞、地質災害等外力造成的管道損傷由于發生概率低,大規模傷害事故的可能性低,認為只要做好高后果區管理降低事故后果就可以,防控措施太多沒有意義。應該認識到,事故永遠是小概率事件,所有的安全投入都是為了防控小概率事件。事故風險是發生概率和后果的乘積,很多事件雖然概率很低,但是與其嚴重后果組合在一起,其風險仍然是不可接受的。

          因此必須改變發生概率低投入就少的理念,建立基于風險的投資理念,重點防控高風險事件。 2014年大連“6·30”原油管道泄漏事故由第三方定向鉆施工造成,就是一起典型的因為小概率事件防控不到位造成重大事故的案例。應該認識到安全防護只要能發現一起重大事故征兆并及時避免發生,就能收回所有安全防護系統的投入。

          1.2 “四防”措施需要同步提升

          傳統觀念認為有人防措施就夠了,巡線是不可替代的。隨著經濟發展,管道附近各種第三方施工活動頻發,完全靠人已經難以防范隨時可能發生的損壞管道行為。通過采取物防措施可以降低損壞的概率,提高管道被損壞的難度,如加密樁、警示牌、蓋板等。技防措施可以提高應急響應速度,預警技術能在管道遭到破壞之間發現事故征兆,泄漏監測技術可以發現泄漏并定位,降低次生災害的后果。要想做到管道24小時受控,技防是最有效的措施。信息防可以及時獲取第三方施工信息,提前采取防護措施。實踐證明管道保護中人防是基礎,物防是補充,技防是提高,信息防則可以防患于未然,缺一不可。

          1.3 充分發揮技防措施作用

          對于技防措施存在兩種錯誤意識,一種認為技防萬能,只要采取了技防措施就可以高枕無憂;另一種 認為現有技防措施不成熟,誤報、漏報太多,不能滿足使用要求。

          應該認識到任何一種技防措施都不是十全十美的,都有其適用范圍。以泄漏監測技術為例,雖然該技術對于小泄漏和緩慢增加的泄漏檢測能力不足,對于調泵、調閥等工藝操作存在誤報。但應用實踐證明基于負壓波的泄漏監測技術能夠及時發現泄漏并準確定位,在應對打孔盜油等突發泄漏方面發揮了重要作用。青島“11·22”事故正是基于負壓波的泄漏監測系統報警并定位之后才啟動應急流程的。而對于大連“6·30”事故,如果該管段安裝有光纖預警系統,很大概率會在事故初期即報警和定位,從而避免事故發生。

          技防等管道防護措施降低了外部事件對管道損壞的稱度,從而提升了管道的安全性。是管道保護中管道管理人員可以主動作為的一環。


          2 完善相關法律法規和配套標準

          2.1 強制條款保證防護措施

          美國聯邦法規49 CFR 195規定對于危險液體管道必須安裝泄漏監測系統,并對性能進行評估,定期進行測試!豆艿罊z測、保護、執行和安全法案》明確將泄漏檢測作為管道整體完整性管理和安全計劃的一部分。 PHMSA被要求進行定期的泄漏檢測技術研究!栋⒗辜又菪姓ǖ洹芬裁鞔_要求原油管道必須配備泄漏監測系統。俄羅斯聯邦政府2002.4.15第240號令規定企業應建立并維護石油泄漏檢測系統及通信預警系統!妒吞烊粴夤艿辣Wo法》第22條和24條只規定了管道企業應該建立巡護制度,配備必要的人員和技術裝備,使用先進的管道保護技術。但是如何防護、該采取什么手段沒有明確規定。

          2.2 安全防護配套規范標準

          美國聯邦法規49 CFR 195要求泄漏檢測系統必須滿足《API1130液體管道計算監測》的要求。同時API還發布《API1175管道泄漏檢測—管理程序》對泄漏檢測的選擇、指標、測試、響應、培訓等進行了全面的規定。加拿大標準 CSA Z662的附錄E對泄漏監測的設計、測試、維護都進行了規定。德國TRFL《管道系統技術規范》要求必須安裝兩種不同原理的泄漏檢測系統實現對瞬態和緩慢泄漏的檢測和定位。

          我國《輸油管道工程設計規范》(GB 50253―2014)規定管道控制中心具有的10項功能,其中第6項功能為"管道的泄漏檢測和定位"!队蜌廨斔凸艿劳暾怨芾硪幏丁罚℅B 32167―2015)規定"宜采用管道泄漏監測或安全預警系統等防范措施"!妒吞烊粴夤艿老到y治安風險等級和安全防范要求》(公安行業標準GA1166―2014)規定在穿越長江、黃河的國家骨干管道應安裝泄漏檢測系統!兑后w管道計算監測》(SYT 6827―2011)對API 1130進行了等同采標,但是缺少對泄漏檢測設備使用管理和維護的相關內容!队蜌夤艿腊踩A警技術規范》(SYT 6828―2017)只對部分管道安防技術的選擇和應用進行了規范。與國外標準相比,我國技術標準對于管道安全防護從設防標準到技術配套方面均存在缺失。


          3 改進安全防護管理相關措施

          安全管理是安全措施能夠有效發揮作用的重要保障,現實中存在重視安全項目建設,輕視安全管理的現象。雖然采取了一些技術措施,但是因為缺少管理,考核不到位,這些技術的效能沒有得到充分發揮。各種技防措施不同程度存在運行維護不到位、設備損壞不能及時修復,長期不進行測試、系統偏離設計指標、實際性能指標得不到保障、缺少報警響應機制、報警核實不到位等情況。

          3.1 統一技防系統維護要求

          美國聯邦法律要求所有泄漏監測系統要按照API1130的規定進行開發和使用。我國所有安全防護系統均由廠家獨立開發,尚未形成行業標準。設備軟件均不通用,許多管道運營單位不具備運行維護能力。雖然技防系統應用范圍逐漸擴大,但是大部分公司尚未建立定期檢測和維護的工作程序。儀表自動化系統有春秋檢,工作內容基本實現標準化。但是技防系統設備正常運行未列入考核內容,各項體系文件和 作業指導書均缺少技防系統維護要求。

          3.2 建立定期檢測評價制度

          儀表需要定期檢定才能保證精度,各種管道防護措施也需要定期檢定和測試來保證其性能指標。API、 CSA標準都對泄漏監測系統定期測試進行了規定。我國因為缺少相關標準規范,很多技防系統從安裝后就未進行過測試和調校,實際應用效果無法保證。由于標準缺失技術指標、也沒有公允的測試與計算方法,設計的技術指標都靠供應商承諾,無法橫向對比。缺少安裝后的功能驗證和后評價,實際所能達到的技術指標缺少權威機構的測試報告,生產單位的實際運行效果也無法回流到設計、招標環節,不能實現良性循環。以周界安防系統為例,需要結合運行環境進行周期性測試,才能驗證其靈敏度、報警率和誤報率,保證實施效果。泄漏監測系統也需要周期性測試,確定報警參數,保證系統報警率和誤報率的平衡。

          3.3 建立完善變更管理程序

          變更管理是保證技術質量確保安全受控的重要一環。實際工作中管道運行單位很少針對管道防護措施變更工作程序,巡護方案變更、技防系統報警參數修改乃至報警響應流程調整都缺少審批、審核程序。泄漏報警靈敏度的設置、修改目前仍停留在技術人員主觀判斷層面,各種參數調整不需要履行任何報批程序,也無需留下任何記錄。因為缺少變更管理程序,無法通過查詢記錄發現設計缺陷,系統性能優化無法實現。

          3.4 建立完善報警響應程序

          由于報警響應程序不明確,各運行單位不同程度的存在報警不核實、核實不規范、不記錄、不處理的現象。如果報警不能及時核實,并采取有效手段排除潛在威脅,技防系統就失去了作用。需要對技防系統報警建立專門的應急響應程序,明確各類報警響應流程,明確各部門責任,保證報警得到現場確認,形成閉環管理。


          4 開展安防體系有效性評估

          4.1 防護措施和風險相一致

          在投入有限的條件下應合理配置各種防護措施以最大程度提高管道的防護效率。目前對不同地區等級、不同人類工程活動強度、不同事故后果下如何科學合理的配置防護措施,尚缺少細致的研究。實際工作中因為缺少對各種防護措施的科學評價,存在過防護和欠防護的問題。需要開展管道總體防護有效性的研究,使管道的防護措施和風險相一致,針對不同的風險類型和強度制定經濟適用的防護措施。

          4.2 科學配置各種防護措施

          由于缺少對各種防護措施的適用性和經濟性分析,無法對管道防護措施的合理性進行評估。以人防為例,不同區域、不同介質管道的巡線頻次如何確定沒有合理的配置說明,F有管道安全防護措施能否將管道運行風險降低到可接受水平尚無有效評估手段。因此需要開展管道保護技術集成研究,提出各種防護措施對應的風險類型,建立管道防護技術體系。


          5 開展薄弱環節技術攻關

          5.1 小泄漏監測

          油品管道的泄漏會造成嚴重的環境后果,隨著政府監管的加強和公眾環境意識的提高,管道運營單位對泄漏的容忍度也在降低;谪搲翰、音波的泄漏監測的靈敏度已經很難提升,對于小于1%的泄漏和滲漏的實時監測需要攻關解決。

          5.2 降低誤報率

          誤報是管道技防系統應用最大的難題,各種誤報會造成管理人員思想麻痹,有可能導致對于真正的事故未能及時響應。實踐中需要結合人工智能技術,進行報警識別,提升技術系統的應用體驗。


          作者:蔡永軍,男, 1980年出生,高級工程師,主要從事油氣管道的安全防護技術研究及高寒凍土區管道的運營管理及維護工作。主編SY/T6827《油氣管道安全預警技術規范》,參與Q/SY 1490《油氣管道安全防護規范》等編寫工作。

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