李志峰，王曉博，謝國山

（中國特種設(shè)備檢測研究院，北京 100013）

在我國的《特種設(shè)備目錄》中，工業(yè)管道是壓力管道的一種，它被廣泛應(yīng)用于石油、化工、熱電、鋼鐵、醫(yī)藥、天然氣和油氣（長輸和工業(yè)爭論話題建議不提）等多個行業(yè)。我國對工業(yè)管道的定期檢驗要求較其他承壓類特種設(shè)備滯后， 2003 年頒布了《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程（試行）》（國質(zhì)檢鍋[2003]108號），2018 年頒布了特種設(shè)備規(guī)程TSG D7005《壓力管道定期檢驗規(guī)則-工業(yè)管道》，前后兩部特種設(shè)備法規(guī)針對的對象都是金屬制工業(yè)管道。國外因煉油化工行業(yè)發(fā)展得較早，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布時間早于國內(nèi)，API 于上世紀(jì)八九十年代先后制定了API 570 和API 574，經(jīng)過多次修訂后，目前最新版本為API 570—2016+2018 和API 574—2016，涉及管道的材質(zhì)也從最初的金屬延伸到目前的金屬和纖維增強塑料（FRP和GRP，不包含高密度和低密度聚乙烯）管道，其中關(guān)于管道的檢驗類型、檢驗間隔時間的確定等內(nèi)容與我國法規(guī)有很大不同。我國的工業(yè)管道大量集中于煉油化工行業(yè)的工業(yè)裝置中，而且國內(nèi)煉化裝置的物料工藝、運行工況、腐蝕防護(hù)等方面管理工作經(jīng)過多年的發(fā)展，逐漸向國際標(biāo)準(zhǔn)化管理靠攏，其運行周期也由20 世紀(jì)八九十年代的8 000 h、兩三年一檢修變?yōu)楝F(xiàn)在的四五年一檢修，部分煉化企業(yè)正在制定六年一檢修的目標(biāo)。因此，分析API 標(biāo)準(zhǔn)體系與我國法規(guī)對工業(yè)管道定期檢驗要求的區(qū)別有很大的意義，可以為我國法規(guī)的修訂過程中部分檢驗條款的制定提供一定借鑒。

1 管道分級

我國特種設(shè)備法規(guī)體系和API 標(biāo)準(zhǔn)體系都將管道進(jìn)行了分級，分級的理念都是相同的。但考慮的因素略有區(qū)別?！妒袌霰O(jiān)管總局關(guān)于特種設(shè)備行政許可有關(guān)事項的公告》（2019 年第3 號）中將工業(yè)管道按照介質(zhì)的毒性和可燃性、設(shè)計溫度和壓力分為GC1、GC2、GCD 三類。API 570 將管道按照介質(zhì)毒性、可燃性、閃點、腐蝕性和毒性、所處的地域分為第1 ～ 4類[1]。具體見表1。

從表1 可以看出，二者都是從管道泄漏后產(chǎn)生的后果角度進(jìn)行分級，API 分級主要考慮介質(zhì)特性和管道所處地域位置，我國的分級主要考慮了介質(zhì)特性、設(shè)計參數(shù)和管道所處的行業(yè)。二者互有覆蓋，例如（1）設(shè)計壓力5.6 MPa，設(shè)計溫度435 ℃的裝置內(nèi)蒸汽管道，按照我國管道等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，屬于GC1管道；按照API 570 管道等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，屬于第3 類管道。（2）設(shè)計壓力＜4.0 MPa 的裝置內(nèi)輕烴類管道按照我國管道等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，屬于GC2 管道；按照API 570 管道等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，屬于第1 類管道。二者最大的區(qū)別是我國的劃分標(biāo)準(zhǔn)突出了設(shè)計壓力和設(shè)計溫度的作用，有足夠高的設(shè)計壓力（≥10 MPa）或足夠高的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度組合（≥4 MPa 且≥400 ℃）的管道即為GC1 級工業(yè)管道，而API 中主要考慮了介質(zhì)特性。

表1 我國法規(guī)和API 標(biāo)準(zhǔn)對管道分級的對比Table 1 Comparison of pipeline classification between Chinese regulations and API standards

兩種分級體系中，管道分級主要影響后續(xù)定期檢驗兩個方面：

（1）檢驗過程中的檢驗比例，進(jìn)而影響檢驗工作量和費用；

（2）下次檢驗時間的確定，進(jìn)而影響設(shè)備長周期運行的時間。

2 檢驗計劃（方案）

國內(nèi)的特設(shè)規(guī)TSG D7005—2018 對檢驗方案制定的技術(shù)內(nèi)容規(guī)定較少；API 570 中較詳細(xì)描述了制定檢驗計劃的要求，應(yīng)該考慮損傷類型、損傷速率、設(shè)備容限、無損檢測方法有效性等因素，檢驗計劃中至少包含損傷機理和保證管道完整性所需的所有檢查任務(wù)和時間，應(yīng)該定義所需的檢驗類型、確定每種檢驗類型的檢驗時間安排、所采用的無損檢測技術(shù)（包括檢測范圍和位置）、檢測需要的輔助配合工作及其要求、必要時需要進(jìn)行的壓力試驗的要求、描述管道發(fā)生過的損傷或失效等。API 574 中詳細(xì)地描述了各種管道部位需要重點檢驗的位置和檢驗方 法。

兩種體系中檢驗對象也不盡相同，我國特設(shè)規(guī)（包括《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》征求意見稿）內(nèi)對管道的檢驗是以條為單位，而API 570 中對管道的檢驗是以管道回路為單位，包括制定檢驗計劃針對的也是每個管道回路。在回路之上還有系統(tǒng)，一個系統(tǒng)一般具有相同的工藝目的、控制方案、工藝流、設(shè)計運行條件、相同或者相關(guān)的IOW 參數(shù)設(shè)置。一個系統(tǒng)可能包含多個設(shè)備，一般都會包含一個或多個回路。

3 檢驗類型和方法

3.1 TSG D7005中的檢驗類型和方法

TSG D7005—2018 規(guī)定了三種檢驗類型：一般停機檢驗、有條件的在線檢驗和RBI 檢驗。目前國內(nèi)大部分工業(yè)管道采用的都是一般停機檢驗，在不具備停機檢驗的條件下會采用有條件的在線檢驗和RBI檢驗。

在線檢驗需要具備的條件有：

（1）管道運行條件不影響檢驗的有效性和安全性，裝置內(nèi)工業(yè)管道很多都處于高溫運行狀態(tài)，在線檢驗過程中會采用適用于高溫的檢測方法，這些方法的檢驗有效性要和常溫時的檢測方法相同，其中有效性的概念可以參考GB 26610.2 中的規(guī)定；其次需要考慮在線檢驗過程中的配合工作、檢測設(shè)備本身或者檢測活動帶來的安全風(fēng)險。

（2）明確管線的損傷模式和風(fēng)險水平，損傷模式可以按照GB/T 30579 判別，風(fēng)險水平可以按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，例如GB/T 26610.3 計算分析。

TSG D7005—2018 規(guī)定了多種檢驗方法，針對宏觀檢查的目視檢查方法，針對壁厚測定的超聲測厚、超聲導(dǎo)波檢測和電磁檢測，針對表面缺陷的磁粉檢測合滲透檢測，針對埋藏缺陷的射線檢測和超聲檢測，針對材質(zhì)分析的化學(xué)分析、光譜分析、硬度檢測和金相分析等[2]。而且在部分章節(jié)中規(guī)定了可以采用其他有效的方法對管道進(jìn)行檢測，給了執(zhí)行者很大的自由選擇度。

3.2 API標(biāo)準(zhǔn)中的檢驗類型和方法

API 570 規(guī)定的檢驗類型包括內(nèi)部目視檢查、在線檢查、壁厚測量、外部目視檢查等。

一般不會對管道實施內(nèi)部目視檢查，在條件允許的情況下可以對大管徑管道進(jìn)行內(nèi)部目視檢查，檢驗的內(nèi)容和項目參照API 510 和API 572 對容器的要求進(jìn)行；在法蘭拆卸后或管子拆除后也可進(jìn)行內(nèi)部目視檢查。

在線檢查可能會包含各種無損檢測方法，選擇無損檢測方法時也需要考慮管道的損傷機理、檢測方法的檢驗有效性、設(shè)備溫度、所檢位置等內(nèi)容。

壁厚測量用于獲得管道組成件的剩余壁厚，用來計算腐蝕速率和剩余壽命。壁厚測量一般都在線實施，其中包括剩余壁厚的監(jiān)測系統(tǒng)。如果剩余壁厚發(fā)生異變、腐蝕速率突然增大，應(yīng)該確定原因，對產(chǎn)生加速腐蝕的部位要增加定點監(jiān)測頻率，可以采用超聲C 掃等檢測方法對可疑區(qū)域進(jìn)行掃查。大面積壁厚篩查技術(shù)（低頻超聲導(dǎo)波、EMAT）通常僅限于確定壁厚損失的定性結(jié)果，如果使用則應(yīng)確定所篩選的技術(shù)滿足厚度測量的要求，例如對于小孔缺陷低頻超聲導(dǎo)波的檢驗有效性較差，并且這些篩查技術(shù)應(yīng)該與其他檢查計劃配套使用，其他檢查計劃中應(yīng)該包含定期、定量的剩余壁厚檢查計劃，這樣可建立管道實際壁厚檔案用以評價篩查結(jié)果。

外部目視檢查用于確定管道外部狀況、涂層絕緣系統(tǒng)狀況以及運行過程中的管道本體和附件的錯位、振動和泄漏跡象。在發(fā)現(xiàn)振動后，還要對振動部位進(jìn)行原因分析和監(jiān)控。

API 570 在檢驗類型中也提出了對于特殊情況的補充檢查，其中包括定期使用RT 或紅外熱成像檢查管道污垢或內(nèi)部堵塞情況，使用紅外熱成像檢查有耐火襯里的管道的溫度狀況，發(fā)生故障管道的額外檢查，使用聲發(fā)射檢測對管道活動性缺陷的監(jiān)測，使用DR 對局部沖刷、腐蝕部位的檢查等。

API 570對CMLs監(jiān)測點的分布設(shè)置提出了要求，在后期腐蝕速率的計算過程中也可采信其數(shù)據(jù)；針對管道CUI 損傷、特殊的位置（混合點、注入點、焊縫、法蘭接頭）、特殊的部件（閥門、管材）提出了檢查要求。API 的其他標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定了這些特殊損傷模式和部位的檢查內(nèi)容，具體見表2。

表2 不同API 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢查內(nèi)容Table 2 Inspection contents specified in different API standards

4 檢驗時間間隔

4.1 TSG D7005規(guī)定的檢驗周期

TSG D7005—2018[2]規(guī)定了工業(yè)管道投入使用后3 年首次檢驗，首次檢驗后根據(jù)管道安全狀況等級確定下次檢驗時間，具體見表3 所示。

表3 TSG D7005—2018 規(guī)定的檢驗周期Table 3 Inspection cycle specified in TSG D7005—2018

其中RBI 有兩種檢驗周期確定方式：

（1）根據(jù)風(fēng)險，在計劃的下次停車時間點，風(fēng)險不超過使用單位可接受水平的管道即可確定計劃的下次停車時間點為下次檢驗時間；

（2）根據(jù)管道剩余壽命，檢驗周期最長不超過管道剩余壽命的一半。兩種確定方式得到的檢驗周期都不能超過9 年。安全狀況等級評定可以按照TSG D7005—2018 相關(guān)條款進(jìn)行評定。

4.2 API 570 規(guī)定的檢驗周期

API 570 中有多種檢驗類型，但不是每種檢驗類型都有對應(yīng)的檢驗時間間隔的規(guī)定。在表4 中可以看到僅規(guī)定了壁厚測定和外部目視檢查的檢驗時間間隔。其他各種損傷情況，像點蝕、環(huán)境開裂在確定這兩種檢驗類型的檢驗時間間隔時，應(yīng)考慮實施有針對性的檢測。

表4 API 570 規(guī)定的檢驗時間間隔Table 4 Inspection interval specified in API 570

注入點的潛在腐蝕情況檢查間隔或到期檢驗時間也采用RBI 計算結(jié)果確定。對土壤-空氣界面的檢查按照API 574 實施[3]。

間斷使用的管道，測厚的時間間隔應(yīng)基于實際的使用時間，在不使用期間，管道內(nèi)部應(yīng)隔絕介質(zhì)并且保證無腐蝕性環(huán)境。如果管道在不使用期間，內(nèi)部存在腐蝕，且無保護(hù)措施，應(yīng)重點關(guān)注腐蝕速率，以此為依據(jù)設(shè)定合適的檢查間隔。

4.3 其他國外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗周期

AS NZS 3788 將管道分為A ～ E 級[4]，并依據(jù)管道級別規(guī)定了定期檢驗周期，如表5 所示。其中內(nèi)部檢查是指通過內(nèi)部檢查或采用無損檢測方法（如射線照相、超聲波厚度檢測、脈沖渦流）獲取管道內(nèi)表面狀 況。

表5 AS NZS 3788 規(guī)定的管道定期檢驗周期Table 5 Periodic inspection cycle of pipeline specified in AS NZS 3788

NBBI NB-23 Part2 規(guī)定的管道檢驗間隔[5]：（1）內(nèi)部檢查或設(shè)備完整性評估之間的最長間隔時間不得超過容器預(yù)測剩余壽命的一半或10 年，以較短者為準(zhǔn)。NBIC Part2 4.4.7.1 和4.4.7.2 規(guī)定了承受內(nèi)部侵蝕或腐蝕的承壓件檢驗間隔的估算方法。（2）如果業(yè)主或用戶提交了修改檢驗間隔的技術(shù)理由，則檢驗間隔可在上述最長期限之后進(jìn)行修改，并在需要時接受管轄區(qū)的審查和驗收。（3）工程評估方法中用于制定檢驗間隔的數(shù)據(jù)應(yīng)在操作發(fā)生變化時，或在發(fā)現(xiàn)新的和/或改變的損壞機理后，每五年重新評估一次。

5 延期檢驗要求

5.1 TSG D7005規(guī)定的延期檢驗要求

TSG D7005—2018 規(guī)定了因特殊情況未按期進(jìn)行定期檢驗的管道有兩種延期檢驗的方法：

（1）由使用單位出具書面申報說明情況，經(jīng)使用單位安全管理負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，征得上次承擔(dān)定期檢驗的檢驗機構(gòu)同意，可以延期；根據(jù)市監(jiān)特 [2018]26 號文，如果延期的管道屬于首次檢驗，還需要主要負(fù)責(zé)人和安全管理負(fù)責(zé)人簽字，并將延期申請書面告知使用登記機關(guān)后，可以延長檢驗期，延長檢驗期的時間不得超過2 年。

（2）采用RBI 技術(shù)調(diào)整工業(yè)管道檢驗周期。

5.2 API 570 規(guī)定的延期檢驗要求

API 570 規(guī)定了延期檢驗屬于偶發(fā)情況，不能作為經(jīng)常性逾期不檢驗的處理方式。其中包括兩種延期方式：

（1）簡化的延期由業(yè)主批準(zhǔn)，延期時間不能超過上次檢驗時間間隔的10%和6 個月二者之間的最小值，同時要求需要得到檢查人員或操作管理人員的同意等條件。

（2）不符合簡化延期要求的需要滿足：執(zhí)行已有的或更新的RBI 風(fēng)險評估，明確至延期時間點管道風(fēng)險是否會超過業(yè)主風(fēng)險可接受水平線以上；確定延期是否需要修改現(xiàn)有的完整性操作窗口或限制操作參數(shù)；確定是否需要修改當(dāng)前檢查計劃以支持管道延期；獲得檢查人員或操作管理人員的認(rèn)可；管道和泄壓裝置的延期在到期日之前已經(jīng)辦理完畢。

6 對比分析

通過對管道級別劃分、檢驗計劃（方案）制定、檢驗類型和方法、檢驗周期和延期要求等方面的描述，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)法規(guī)和API 標(biāo)準(zhǔn)中對管道的定期檢驗要求有很大的不同。具體體現(xiàn)在以下6 點：

（1）兩種體系對管道的級別劃分有很大不同。僅考慮煉化裝置內(nèi)的管道，API 570 劃為第1 類的管道比我國法規(guī)中的GC1 要多，這也影響了檢驗的工作量和檢驗時間間隔的確認(rèn)。

（2）API 570 中并未強調(diào)定期檢驗需要停車，可以靈活制定檢驗計劃，采用的是外部宏觀檢查、在線檢查和壁厚測定相結(jié)合的檢驗方式，并輔以特殊情況的補充檢查，但部分工作還是需要設(shè)備停止運行后再進(jìn)行檢測。

（3）API 體系中并未像我國法規(guī)中將使用和檢驗分割得很清晰，而是從設(shè)備完整性的理念出發(fā)確定檢驗工作。例如，對CMLs 的選點和數(shù)據(jù)內(nèi)容的規(guī)定，在確定壁厚測定周期時，對CMLs 的測定頻次提出了要求；在確定檢驗時間間隔時，也采用了CMLs數(shù)據(jù)。

（4）國內(nèi)外的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)都是在評定檢驗結(jié)果的基礎(chǔ)上確定下次檢驗時間，但評定方法和確定檢驗時間間隔（即檢驗周期）的方式不同。我國特設(shè)規(guī)中采用了很多簡便的、易于檢驗人員判斷或計算的安全狀況等級評定內(nèi)容，且檢驗周期和安全狀況等級評定相關(guān)，最長6 年；API 570 中給出了腐蝕速率的計算方法和因腐蝕導(dǎo)致的剩余壽命的簡單計算方法，但過度減薄和其他形式的損傷還需要參照APL 579-1/ASME FFS-1 進(jìn)行計算，檢驗時間間隔與計算得到的剩余壽命和管道級別有關(guān)，第1 類最長5 年，其他類別最長10 年。

（5）我國特設(shè)規(guī)中明確了每條管道在定期檢驗過程中需要采用的檢驗方法和檢驗比例，包括宏觀檢查、壁厚測定、表面無損檢測、埋藏?zé)o損檢測、材質(zhì)分析等，便于檢驗人員的選擇和操作。API 中除了CUI 宏觀檢查外，其他并無檢驗比例規(guī)定，檢驗的部位和比例都是根據(jù)管道以往的歷史檢驗情況、損傷機理和特殊部位的位置來確定的，并在API 574 中描述了非金屬管道的檢驗要求。

（6）作為標(biāo)準(zhǔn)，API 570 中提出的延期檢驗的要求比較簡單，便于操作，尤其是半年內(nèi)的延期條件，企業(yè)操作起來更加便捷。TSG D7005 內(nèi)對于延期檢驗也有明確的要求，其中對于延期時間要求首檢不超過2 年。在延期辦理過程中，TSG D7005 減少了政府監(jiān)管部門的要求，僅首檢延期需要告知，非首檢不需要告知；API 570 延期條件中未提及政府監(jiān)管部門，但其他章節(jié)說明了應(yīng)用API 570 也要遵循當(dāng)?shù)卣南嚓P(guān)法規(guī)。

整體上看，兩種體系中管道定期檢驗的定位不同。API 標(biāo)準(zhǔn)是一個較為完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，在API 570 中也引用了很多相關(guān)的API 標(biāo)準(zhǔn)，檢驗工作是整個設(shè)備完整性管理工作中的一個節(jié)點，通過檢驗獲取數(shù)據(jù)，確定設(shè)備狀態(tài)是否能夠安全平穩(wěn)使用至下次預(yù)計的檢修時間，所以可選的檢驗類型很多，可以在線檢查、停車檢驗、也可采用在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)；TSG D7005 中僅有停車檢驗、在線檢驗、RBI 三種檢驗類型，目前大部分工業(yè)管道的檢驗工作仍然在停車階段完成。在我國標(biāo)準(zhǔn)體系中，并沒有工業(yè)管道的定期檢驗標(biāo)準(zhǔn)，所有檢驗程序和技術(shù)要求都在特設(shè)規(guī)內(nèi)體現(xiàn)，部分技術(shù)要求并不細(xì)致；API 570 和API 574 對管道檢驗過程中的各種技術(shù)要求，像盲管、小接管、注入點、法蘭接觸面等特殊部位的檢查范圍和檢查要點等內(nèi)容都有所涉及[6-7]。

但API 標(biāo)準(zhǔn)中檢驗環(huán)節(jié)的各種靈活、便捷的技術(shù)要求是在成熟的設(shè)備管理技術(shù)體系的應(yīng)用（例如IOW、RBI、FFS 等技術(shù)）和高水平的設(shè)備管理基礎(chǔ)上（CMLs 的科學(xué)布置）的，對設(shè)備管理人員有著很高的要求。

7 結(jié)論

結(jié)合以上分析，可以看出API 標(biāo)準(zhǔn)體系對工業(yè)管道定期檢驗的要求與我國特設(shè)規(guī)相比較，有其優(yōu)點，例如檢驗類型上更加靈活、技術(shù)要求更加豐富、檢驗時間間隔更長、延期要求簡單，但這些條款的確立是在有成熟的設(shè)備管理技術(shù)體系（例如IOW、RBI等技術(shù)）和高水平的設(shè)備管理基礎(chǔ)上（CMLs 的科學(xué)布置）的，而這些條款的應(yīng)用也對設(shè)備操作管理人員、檢驗人員有著更高的要求，例如下次檢驗時間的確定，在API 標(biāo)準(zhǔn)中需要采用合于使用評價，這對檢驗人員提出了更高的要求；CLMs 的合理布置、變更、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析對設(shè)備操作管理人員提出了更高的要求。我國的關(guān)于工業(yè)管道定期檢驗的特設(shè)規(guī)在經(jīng)過多次的修訂也在逐步完善，在《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》（征求意見稿）中已經(jīng)納入三大類工業(yè)管道并將材質(zhì)從金屬管道擴(kuò)展到金屬和非金屬管道，而通過簡化公式計算或判斷所得到的安全狀況等級也為檢驗人員能夠方便快捷、準(zhǔn)確保守地得到管道下次檢驗時間提供了技術(shù)支撐，目前的工業(yè)管道定期檢驗特設(shè)規(guī)是符合我國國情的，但也存在著關(guān)于管道特殊部件或位置的檢驗技術(shù)要求不細(xì)致，無法讓檢驗人員做到更加有效準(zhǔn)確的檢驗，增加缺陷檢出率等缺點。