張季娜，馮立德，楊玉鋒，魏然然

（1.中石油昆侖燃氣有限公司燃氣技術(shù)研究院 昆侖能源有限公司，黑龍江 哈爾濱 150010；2.中國石油管道科技研究中心，河北 廊坊 065000）

1 概述

城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理（Distribution Integrity Management Program，簡稱DIMP）是指燃氣運營企業(yè)根據(jù)不斷變化的管道因素，對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)的風(fēng)險控制對策，不斷改善識別到的不利影響因素，從而將管道運營的風(fēng)險水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，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。

2 加拿大城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理

加拿大城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理主要依據(jù)是CSA Z662《Oil and Gas Pipeline Systems》，該標(biāo)準(zhǔn)給出了開展完整性管理的步驟、內(nèi)容和技術(shù)要求。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，加拿大燃氣公司開展完整性管理工作時應(yīng)制定“完整性管理方案”，并將各個設(shè)施的文件納入“完整性管理方案”，如果某一部分燃氣管網(wǎng)沒有被納入完整性管理方案，需要說明原因。制定方案時需要考慮以下方面因素：（1）燃氣公司以前發(fā)生過的失效性事故和破壞性事故。（2）以往的完整性審核和相關(guān)活動提出的建議。（3）失效事故的誘發(fā)條件的出現(xiàn)、潛在增長。（4）行業(yè)經(jīng)驗。

完整性管理方案流程圖如圖1所示。

圖1中是加拿大標(biāo)準(zhǔn)中給出的開展完整性管理流程，由于篇幅有限，本文僅對其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)只做簡要介紹。

2.1 范圍

完整性管理工作的范圍應(yīng)當(dāng)包括設(shè)計與施工、維護與修理、工作狀態(tài)、失效性事故及其嚴(yán)重后果、破壞性事故、損壞與老化。

2.2 危害識別與風(fēng)險評價

圖1 加拿大完整性管理流程圖

燃氣公司應(yīng)當(dāng)識別并記錄導(dǎo)致失效性事故和破壞性事故的各種危害，以及事故的后果。應(yīng)當(dāng)記錄危害識別的方法和相關(guān)數(shù)據(jù)，同時還需要記錄危害的基本原因、危害可能導(dǎo)致的失效性事故/破壞性事故。

燃氣公司應(yīng)當(dāng)將風(fēng)險評價納入完整性管理計劃，燃氣公司在選用風(fēng)險分析方法時，應(yīng)當(dāng)考慮到：燃氣管網(wǎng)的設(shè)計、施工和運行特點；現(xiàn)有的篩選方法和風(fēng)險分析方法；用于風(fēng)險分析的各種程序、模型和數(shù)據(jù)的可用性；風(fēng)險評估結(jié)果的使用方法。

應(yīng)當(dāng)反復(fù)實施風(fēng)險分析和風(fēng)險評估，以便實施風(fēng)險減緩措施，將預(yù)期風(fēng)險降低到無足輕重的地步。

2.3 方案審核與評估

應(yīng)當(dāng)定期審核、評估燃氣管網(wǎng)的完整性管理方案，確定計劃是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，是否需要修訂，審核應(yīng)當(dāng)以失效性事故的根本原因為目標(biāo)。審核/評估的職責(zé)、審核/評估采用的方法、審核/評估得到的結(jié)果，均應(yīng)記入文件。燃氣公司還應(yīng)當(dāng)考慮是否對本單位的完整性管理計劃實施審查。

3 其他國家相關(guān)技術(shù)的研究進展

風(fēng)險評價技術(shù)作為完整性管理的核心環(huán)節(jié)，起著關(guān)鍵性的作用。1980年，美國費城燃氣公司（PGW）就對市內(nèi)老城區(qū)的鑄鐵管道進行了風(fēng)險評價，PGW認為燃氣管道面臨最大的安全威脅是敷設(shè)在建筑物附近的小管徑鑄鐵管道，這些管道運行年限較長，很容易發(fā)生泄漏，且泄漏燃氣極易進入建筑物內(nèi)對居民造成傷害。PGW針對鑄鐵管道距建筑物距離、管道運行年限、管道附近施工情況等方面進行了評價，很好的指導(dǎo)了公司鑄鐵管道的更換計劃的制定，并取得了理想的效果。

1992年，W .Kent. Muhlbauer 編 寫 的《Pipeline Risk Management Manual》，將輸氣管道風(fēng)險評價指標(biāo)分為第三方損壞指標(biāo)、腐蝕指標(biāo)、設(shè)計指標(biāo)及誤操作指標(biāo)四大類共49個子評價項目，并加入了泄漏指數(shù)的影響，建立了輸氣管道風(fēng)險評價的指標(biāo)體系，對每一項評分指標(biāo)進行了深入分析并制定了具體的評分細則。在其1996年出版的第二版中，新增了一章內(nèi)容對燃氣分配管道的風(fēng)險評估進行了補充說明，以長輸管道風(fēng)險評價體系為基礎(chǔ)，對部分指標(biāo)和權(quán)重進行了修正，對燃氣分配管道特有的問題進行了補充，但內(nèi)容大多與長輸管道相同，權(quán)重及風(fēng)險指標(biāo)的確定方面存在不少問題，該評價方法的應(yīng)用并未取得其在長輸管道上廣泛推廣的效果。

1997年美國賓夕法尼亞州大學(xué)的Ioannis S. Papadakis分析了天然氣分配管網(wǎng)的風(fēng)險，得到了管網(wǎng)所經(jīng)過的區(qū)域的風(fēng)險分布，并得出了風(fēng)險地圖(risk map)，并利用風(fēng)險地圖對管網(wǎng)維護優(yōu)化、技術(shù)管理進行指導(dǎo)。

20世紀(jì)90年代，日本東京燃氣公司針對他們使用多年的灰口鑄鐵管道經(jīng)常破裂的問題，建立了專門分析灰口鑄鐵管道風(fēng)險的模型，其方法是根據(jù)管道周邊的詳細環(huán)境情況，分析燃氣泄漏的可能性和后果。

進入21世紀(jì)后，韓國燃氣安全公司(Korea Gas Safety Corporation)也對城市輸氣管道和配氣管道進行了較多的研究，編制了風(fēng)險評價計算機程序，根據(jù)國際上通用的概率和后果兩個方面建立了評估模型，并討論了風(fēng)險與成本的關(guān)系，根據(jù)管道的小孔泄漏、大孔泄漏和完全斷裂的三種模式分析了后果，后果以死亡、燒傷、對建筑物的破壞和漏氣四種形式評估，概率則以引起后果的主要原因進行評估，即：第三方作業(yè)開挖、腐蝕、焊接缺陷和地面運動。

挪威的DNV石油開采運輸公司通過對全世界范圍內(nèi)多種行業(yè)多年來的災(zāi)難事故進行統(tǒng)計和分析，建立了完善的泄漏事故數(shù)據(jù)庫，并在此基礎(chǔ)上獨立開發(fā)了政府認可的DNV風(fēng)險評價軟件。該軟件擁有多種事故模型，可對各種事故進行準(zhǔn)確的模擬計算，并以圖表形式輸出風(fēng)險評價結(jié)果。

荷蘭通過對城市燃氣泄漏事故的原因統(tǒng)計和分析，認為針對威脅燃氣管道安全的主要因素為第三方施工破壞這一現(xiàn)狀（2005年占總事故數(shù)的40%），在全國范圍內(nèi)推行KLIC聯(lián)盟制度：全國的油氣管道公司均加入到KLIC聯(lián)盟，國家頒布實施的相應(yīng)法規(guī)規(guī)定國內(nèi)施工單位在施工前必須向KLIC聯(lián)盟提交施工位置油氣管道確切信息申請，聯(lián)盟中相應(yīng)的管道公司根據(jù)程序提供管道材料和現(xiàn)場施工指導(dǎo)，并通過針對第三方施工破壞的風(fēng)險評價來確定巡線制度和重點施工指導(dǎo)區(qū)域，以實現(xiàn)管理過程中資源的優(yōu)化配置。該制度實施后，67000項施工申請項目中，僅有6%的事故率。

2011年美國燃氣公共協(xié)會下屬的安全與完整性辦公室（SIF）制定了針對燃氣管道的風(fēng)險評價模型，將對燃氣管道產(chǎn)生威脅的因素主要分為8個部分：自然外力、其他外力、開挖損壞、腐蝕、材料和連接故障、誤操作、設(shè)備失效和其他原因。根據(jù)統(tǒng)計的事故率及評估專家組對燃氣公司運營者風(fēng)險因素的詢問給每個風(fēng)險因素賦予不同的分值，每個風(fēng)險因素又分為幾個不同的子因素，用于評價風(fēng)險，該風(fēng)險評價方法也作為美國管道及危險材料安全局（PHMSA）的推薦方法。

4 結(jié)語

總體來看，國外對相關(guān)研究的時間較長，有些國家的研究較為系統(tǒng)并取得了不錯的效果，有借鑒意義。但國外燃氣管道建設(shè)時間更加久遠，很多大城市的燃氣管道在上世紀(jì)40年代就已經(jīng)敷設(shè)了，安裝材料比起國內(nèi)更加呈現(xiàn)多樣化，除了鋼管、鑄鐵管、PE管外，還有種類繁多的其他金屬管材與塑料管材。風(fēng)險減緩措施主要是更換舊管道，更換出現(xiàn)質(zhì)量問題的管材。盡管隨著時間的積累，國外的燃氣公司建立了失效統(tǒng)計數(shù)據(jù)龐大、分類詳細的數(shù)據(jù)庫，但不能直接應(yīng)用于我國的燃氣管道。所以只能在參考國外風(fēng)險評價方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國燃氣管道的特點來研究風(fēng)險評價方法。國內(nèi)研究的時間相對較短，雖然研究機構(gòu)及高校針對燃氣管道的風(fēng)險評價發(fā)表了很多文章，但進行實際應(yīng)用少。燃氣公司還主要是應(yīng)用安全檢查表進行風(fēng)險評價，有些燃氣公司盡管開發(fā)了自己的風(fēng)險評估系統(tǒng)，但還未能推廣應(yīng)用。

本文主要研究了加拿大在城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理方面的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，分析了關(guān)鍵表做的內(nèi)容。加拿大城鎮(zhèn)燃氣完整性管理以CSA Z662為主要依據(jù)，該標(biāo)準(zhǔn)中給出了開展完整性管理的步驟、內(nèi)容和技術(shù)要求。