我国压力管道的运行维护与检验技术研究

1、我国压力管道的运行维护与检验技术研究 1、前言 随着我国国民经济的发展以及能源结构的转变，压力管道的分布越来越广泛，仅长输油气管道就有近30,000公里，而在建的长输油气管道近7,000公里，公用管道与工业管道没有确切的统计数据，据估计可能也有上千万公里。作为五种物流运输方式之一的压力管道1，其安全运行与生产生活关系极为密切，保证压力管道的安全运行意义十分重大。因而有必要加强压力管道的运行与维护管理，作好立法与有标准制订工作，做到有法可依，有标准可执行，确保压力管道的安全运行。 原劳动部1996年4月颁布的压力管道安全管理与监察规定将压力管道分为三种类型2：即长输管道、公用管道（分为城市燃气管道和城市热力管道）与工业管道（包括动力管道）。这也是迄今为止，国内最明确的管道分类规范性文件。这种分类方法与ASME B31有异同点。在实际生产过程中，长输管道、油气田集输管道与城市燃气管道基本上是埋地敷设。2、我国压力管道的运行维护规定与检验规定现状 在我国，由于压力管道安全监察管理工作起步较晚，监察管理力度不够，事故总量较大，人员伤亡、经济损失较大。笔者参与的2002年7月山东莘县发生液氨充装

2、软管爆裂事故，导致13人死亡、48人重伤。有关部门统计了13起2000年发生的压力管道事故，发现事故原因如下：设计安装不合理（3起）、元件质量不合格（5起）、维护操作不当（2起）、管道腐蚀泄漏（3起）；该部门还分析了5起2000年发生的压力管道严重事故的原因：元件不合格（1起）、设计与制造不合格（2起）、腐蚀泄漏（2起）。另外，燃气管道发生泄漏较多，其造成的危害与损失较大。 上述事例说明，正确地进行压力管道的运行维护与检验，对于确保压力管道的安全运行，至关重要。但目前，对于压力管道的运行维护与检验问题，法规与标准并不完善，这与以前我国压力管道条块分割的管理体系有关。 而压力容器与锅炉的安全管理已建立有一整套安全保证体系，质量技术监督部门与各主管部门都有相应的管理规范，近年来的安全事故已大为减少。因此，借鉴压力容器与锅炉的管理规范，是压力管道管理应采取的措施。有签于此，为了普查全国压力管道的安全性能状况与数量，国家质检总局锅炉压力容器安全监察局颁布了关于开展在用工业管道普查整治试点工作的通知（质检锅函200284号。2.1工业管道（GC类） 对工业管道而言，由于管理体制各自为政，以前分属

3、原化工部、中国石油、中国石化、电力系统、冶金系统等3。在运行维护管理与检验方面，原化工部在1995年，在总结以往对压力管道安全管理经验教训的基础之上，颁布了化工企业压力管道管理规定化生发（1995）968号和化工企业压力管道检验规程，对压力管道按承受压力、温度和管内介质特性进行分类管理。化工企业压力管道管理规定在压力管道的设计、使用与检验、使用登记管理等方面作了具体的规定，同时，还提出了压力管道的使用与登记办法。 中国石化在1985年颁布了工业管道维护检修规程（SH01005-92）和工业管道技术管理制度，1992年又修订了工业管道技术管理制度。可见，对压力管道的安全问题很重视。 对于电力系统的工业管道，1991年颁布了火力发电厂金属技术监督规程（SD107-83），对工作温度大于或等于450或工作压力大于5.88MPa的蒸汽管道和部件开展了监督检验; 对设计、制造安装单位进行了资格认可; 对重要的主管子、管件均由原电力部定点厂家生产。 冶金行业多为老企业，管理问题也较多。先后颁布了钢铁企业氧气管网的若干技术规定、氧气安全规程、氢气使用安全技术规程GB4962-85、工业企业煤气安全规

4、程、氯气安全规程（GB11984-89）和冶金工业压力管道管理若干规定。但这些规定的实施效果不理想。 综上所述，上述运行维护与检验规程存在几个方面缺陷：所有规则均是1020年前所颁布，已不符合当今的生产实际，如，一些检验方法、分类方法已经过时；而随着国家机构的改革与调整，一些部门已不复存在，执法主体发生了变化，所制订规则的实施效果难以保证；同时，由于当时评价技术水平所限，对压力管道检验后所发现问题的处理，并没有进行明确规定。国家质检总局锅炉压力容器安全监察局按照工业管道的管理实行“企业负责，政府监督”的原则，结合国家“九五”攻关成果，并根据压力管道安全管理与监察规定，组织检验机构、科研院所、高校、企业共同编写了在用工定管道定期检验规程4，于2003年4月17日颁布，2003年6月1日起实行。该法规将在用压力管道的定期检验分为在线检验和全面检验。在缺陷处理方面，按照“放开一大片，抓住一小撮”的思路，提出了可以放行缺陷的标准与要求，解决了企业的困难，确保了管道的安全运行。同时，该规程还对检验单位与检验人员资格、以及检验质量方面提出明确的责任要求，并将最新的科研成果写入，保证了先进性。另外，

5、在用工业管道检验规程的颁布，对推动正在进行全国工业管道普查提供了依据，对摸清全国在用工业管道的状况、数量以及统一管理模式，并排除潜在故障，具有重在意义。2.2公用管道（GB类） 作为公用管道的一个部份，城市燃气管道的危险性要远大于热力管道。在管理方面，各地政府基本上制订了燃气保护条例，主要是从政策方面作了规定，据调研，执行的效果不好。在运行维护与检验规程方面，从技术角度来看，城市燃气管道只有建设部颁发的城镇燃气管网抢修和维护技术规程（CJJ51-92），尚无其它具体的法规。城市埋地燃气管道运行维护与检验法规化值得深思。在热力管道方面，有中国工程建设标准化协会颁发的CECS 121:2001城镇供热管网维修技术规程。 公用管道的技术标准化亟待提高与加强。燃气管道不仅无具体的检验规程，甚至于在设计、安装与验收方面的规范也较为凌乱，大部分是参照GB50251输气管道工程设计规范以及其它石油标准，如管道的腐蚀与防护等。1998年版的GB50028城镇燃气设计规范规定，大于16Kgf/cm2的燃气管道的设计就参照输气管道工程设计规范，新修订的2001年版GB50028将压力等级提高到40 Kgf

6、/cm2，是燃气管道的一个进步。因为从安全角度来看，燃气管道的危险性要远大于输气管道，因而，照搬GB50251是有弊端的。在施工与验收方面，CJJ 33-89城镇输气输配工程施工及验收规范的规定，仅适用于8Kgf/cm2以下的燃气管道，而对于8Kgf/cm2以上的燃气管道的施工与验收，据业内人士讲，执行SY040198输油输气管道线路工程施工与验收规范。 公用管理的运行维护与检验、以及其它技术标准化现状同现行的管理格局相关。在我国，公用管道这一块划归市政工程，由地方燃气办公室（处）管辖，而具体的又是燃气集团公司（或当地煤气公司、天然气公司）在运营。燃气公司很少对所运营的管道进行定期检验，只有部分城市仅是进行了泄漏检测，按照“3R”的管理原则，这也只属于事后处理，其成本远高于事前处理5。调研中发现，部分燃气公司的相关人员也认识到这个问题，认为总是在接到燃气泄漏报警电话后，再出车抢险，所带的经营成本和社会负面影响较大。因此，实行第3方定期检验，对改变当前燃气管道检验被动局面值得考虑，但依赖于现有地面不开挖检验检测技术的进步以及相关检验规程的完善。 因此，从国家能源政策的调整来看，应制订和完

7、善有关运行维护与检验规程以及施工验收等配套文件标准。以前，城市燃气管道输送的介质主要是人工煤气，压力普遍较低。但随着国家能源政策逐渐向天然气等清洁能源转变，同时，城市区域越来越大，用气量也相应增加，从提高输气量以及节省资源的角度看，城市燃气管道干管的输送压力越来越高1。因而，正确的运行维护与定期检验对燃气管道的安全运行很紧迫。目前，国家质检总局锅炉压力容器检测研究中心承担的国家“十五”科技攻关课题“城市埋地燃气管道及工业特殊承压设备安全保障关键技术研究”，组织了国内科研院所、高校、燃气公司、检验单位、有关政府部门参与，为解决燃气管道运行维护与检验技术与标准问题开展了广泛研究，目前，已取得了阶段性成果。2.3长输管道（GA类） 由于历史上的沿革，我国长输管道大部分属于石油与石化行业。对于长输管道，提得比较多的是油气输送管道，包括油气田内部的集输管网。而对于浆体管道，由于涉及的部门较少，无相关的规定及管理规则。 从宏观管理文件来看，1989年颁发的中华人民共和国国务院令第303号石油、天然气管道保护条例，后为2001年8月2日颁发的国务院令第313号石油天然气管道保护条例所取代。在该条例中

8、，明确提出要求管道使用企业履行管道安全运行义务：即对管道进行正常的维护，建立管道安全运行与维护管理的规章制度，定期对管道及其附属设施进行巡查以及维护保养。 具体的运行管理规程有原中国石油天然气总公司颁布的SY 6186-1996石油天然气管道安全规程6，它主要就长输管道的材料、设计、建造、使用管理、定期检验等作了详细规定。在使用管理规定中要求对管道的营运单位进行登记管理，并提出了日常电法保护运行检查，管道的管理、修复和改造资料的管理，安全装置定期校验、修理、更换，管道事故原因调查等方面的规定。在定期检验中，分为外部检验和全面检验，列出了相应检验项，但遗憾的是没有列出检验方法与标准。总体上看，SY 6186-1996是一部比较好的长输管道运行维护与检验规范，是埋地管道运行维护与检验需遵循的标准。 而国家经贸委2000年4月颁发了石油天然气管道安全监督与管理暂行规定，所涉及内容有勘察设计、钢管制造、管道施工、管道运行、管道检测、事故调查和处理等内容，比SY 6186-1996的规定更为详细、具体。在管道检测规定中，将石油管道的定期检测分为一般性检测与全面检测两种，并对两种检测周期作了规定。

9、 笔者在对重庆和四川气田的天然气管道调查中发现，目前，上述规定只得到了部分执行。对长输干管基本上能作到35年进行一次全面检测，对集输管网则并没有进行相应的检测。据了解，全国的长输管道真正执行35年一检测的并不多，但在日常的运行与维护方面，基本上能达到上述标准的要求。因此，尽管管理规则较完善，仍需在生产中加强法规的执行力度，真正确保管道的安全运行。3 压力管道检验技术研究 压力管道检验具有不完全同于锅炉和压力容器的技术与方法。其原因在于压力管道具有如下特点：（1）种类多，数量大，设计、制造、安装、应用管理环节多；（2）长细比大，跨越空间大，边界条件复杂；（3）现场安装工作量大；（4）材料应用种类多，选用复杂；（5）管道及其元件生产厂家规模较小，产品质量保证较差，事故分析发现，占3040%；（6）长输管道与燃气管道基本上为埋地敷设，热力管道为管沟敷设。针对上述压力管道特点，完全仿照锅炉压力容器的检测手段，工作量相当庞大，管道使用单位的负担也会很重。 如何实现工业管道不搭脚手架、不拆保温层的在线检测，是对量多面广的工业管道实行定期检验的关键，需引进并研究国外先进的检测手段与设备。据本课题组调研所知，英国TWI公司提出的Long range ultrasonic method是以Guided-Ultrasonic Wave技术为基础，可对不能进入的管段，如穿、跨越以及空架管道进行在线检测，无需搭脚手架与拆保温层。同时，应加快工业管道的安全评定技术向工程实用方向的转变，使科研成果能尽快转变为检验与评定规范。 长输管道与燃气管道，基本上为埋地敷设，要想全面开挖检测，难度相当大，也得不偿失。目前，现有检验检测单位的检验方法千差万别，水平参差不齐，不利于加入WTO后的竞争以及检验技术的进步。因此，开展埋地管道的地面检测技术研究与开发，使之标准化，很必要，而我国开展管道检验工

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