王 力 韓曉玲 李 彬 王文彬 馬偉平
1. 中國石油北京油氣調控中心,北京 100007;
2. 中國石油集團工程設計有限責任公司西南分公司,四川 成都 610041;
3. 中國石油天然氣股份有限公司管道濟南輸油分公司,山東 濟南 250101;
4. 中國石油西部管道烏魯木齊輸油氣分公司,新疆 烏魯木齊 830000;
5. 中國石油管道科技研究中心,河北 廊坊 065000
澳大利亞是世界上天然氣管道業比較發達的國家,截至2009年,澳大利亞高壓長輸管道近30 000 km,低壓配送管道網絡超過90 000 km[1]。目前澳大利亞政府計劃建設一條橫貫澳洲大陸的管線,耗資30億美元,全長1 800英里(1英里=1.609 km),該項目正進行可行性研究。
近年來隨著中亞天然氣管道、中俄原油管道等跨國管道投入運行,國內陸續開展了中國、美國和俄羅斯在管道技術標準領域的差異研究,包括工藝運行[2]、SCADA 系統[3]、安全距離[4]、清管技術[5]等,但針對澳大利亞管道技術標準研究較少,僅局限于澳大利亞管道監管機構和法律法規[6]等。通過開展澳大利亞管道運行管理標準規范分析,研究借鑒其先進理念,對提高我國油氣管道運行管理水平具有重要意義。
澳大利亞和新西蘭聯合組建標準技術委員會,形成AS/NZS標準體系。1994年,澳大利亞聯邦政府和各州政府共同采納了AS/NZS 2885《氣體與石油液體管道》,形成了聯邦政府和管道工業聯合管理油氣管道的管理模式,該標準包括六部分:
a)AS 2885.0-2008《氣體與石油液體管道 第0部分:通用要求》;
b)AS 2885.1-2012《氣體與石油液體管道 第1部分:設計與施工》;
c)AS 2885.2-2007《氣體與石油液體管道 第2部分:焊接》;
d)AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》;
e)AS 2885.4-2003《氣體與石油液體管道 第4部分:海底管道系統》;
f)AS 2885.5-2012《氣體與石油液體管道 第5部分:現場壓力試驗》。
以AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》最新版為例,該版本在2001版基礎上新增“管道竣工投產交接條件”“管道投產延遲維護要求”“員工工作環境危害分析(JHA)”“管道線路第三方活動監控”“廢棄管道管理”等內容,重點分析研究其新增內容的重要技術性條款與國內相關標準的差異。
我國行業標準SY/T 5536《原油管道運行規程》側重于管道投產前的物質準備(如簽署供電協議、確定供氣氣源及置換用氣等)和管道設施驗收(如消防系統、自動化系統和通信系統等)。此外,還規定編制試運投產前條件確認檢查表以確定管道狀況。AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》規定管道投產前應完成并確認下列檢查項目:管道線路風險評價經過評審;水壓試驗和嚴密性試驗,并按照最大強度試驗壓力確定最大允許操作壓力(MAOP);管道設施連接焊縫無損檢測合格;關鍵設備進行單體現場試驗,例如清管器收發球筒鎖定、ESD、調節閥等;管道人員運行操作、維護和應急預案培訓;陰極保護系統投入運行;管道第三方破壞控制措施等。
我國行業標準SY/T 5536《原油管道運行規程》執行力有限,各管道企業做法也不一致,導致部分管道存在管段埋深不夠、陰極保護系統未投運、計量設備未檢定等條件下即投入運行,造成安全隱患。建議借鑒參考AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》,制定管道行業統一的試運投產前條件確認檢查表。
管道投產運行交接,國內普遍做法是從管道輸送介質到達末站至管道平穩運行72 h視為管道試運行結束,但對管道建設施工技術文件交接期限無明確規定,影響管道運行企業后續日常管理。
AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》規定管道試運行結束,即應進行管道管理和控制權限交接,并移交下列關鍵文件:管道原始設計和竣工設計記錄;管道施工遺留問題清單和整改期限;管道庫存和備品文件;管道沿線土地所有者登記和聯絡文件;管道操作人員后續培訓計劃;環境管理計劃(EMP);SCADA和PLC電子文檔、軟件使用許可證;監管機構聯絡文件等。建議國內標準借鑒,規范管道建設施工方的責任。
國內標準無新建管道投產延遲條件下管理維護技術要求的規定,由于腐蝕、管材缺陷和泄漏等不確定性因素,可能造成安全隱患[7]。
AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》規定:管道試壓后投產延遲,若試壓流體允許留在管道內,向流體中注入緩蝕劑,或采用緩蝕流體充滿管道;試壓流體若被排空,對管道進行干燥或用惰性氣體吹掃,防止延遲期間產生加速腐蝕。管道試壓后投產延遲,若其中充滿試壓流體,應采取措施防止由于熱膨脹引起超壓。投產前,應對腐蝕控制系統進行檢測:雜散電流、整流器和排流管路的檢測間隔不超過2個月,管道電位和陰極保護系統的檢測間隔不超過12個月,如果管道腐蝕狀況不可接受,應考慮重新試驗的可能性。此標準中關于投產延遲管道管理維護的技術要求,對保障新建管道安全投產運行具有重要意義。
我國企業標準Q/SY 1420《油氣管道站場危險與可操作性分析指南》規定了HAZOP的人員條件、資料、實施步驟和報告編制等要求,作為一種定性的安全評價方法,通過識別工藝過程關鍵狀態參數的變化(即偏差),分析偏差產生的原因、后果及采取的對策,其中以設備為主體因素。
AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》首次提出了工作危害分析(JHA),目的是實現安全工作環境,用于識別、評估和控制安全環境危害,人員是主體因素。JHA流程分為危害識別、危害消減、實施和評審四個階段,其中危害消減的控制措施的優先級如下:消除、替換、隔離、工藝控制、程序控制和增加個人防護裝備。以管道控制室環境為例,該標準認為管道緊急工況下,運行操作人員工作時間和強度可能超過正常工作周期,從而產生疲勞風險。針對特定情形,JHA還可衍生出初始工作危害分析(PJHA)和現場工作危害分析(FJHA),其中PJHA適用于日常重復的周期性工作, FJHA適用于復雜條件下的管道巡線工作,例如惡劣氣候、管道泄漏維搶修、管道第三方協調、通信設備故障等。
對油氣站場噪聲抑制,國內管道行業標準無相關規定,其他標準如GBJ 87-1985《工業企業噪聲控制設計規范》、SH/T 3146-2004《石油化工噪聲控制設計規范》,年代久遠或針對性不強。AS 2885.3-2012對此作了明確規定,可借鑒參考。
為滿足法律法規對高壓輸氣站場操作人員的健康需求,AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》規定應采取下列措施:
a)為現場操作人員提供合適的耳膜等防護措施;
b)使用具有聲學處理功能的電動工具、壓縮機、發電機、空氣冷卻器、通風孔和管道系統;
c)選擇站場運行操作和維護的時間段范圍,應考慮對環境和社會的影響;
d)站場放空前,應盡可能降低管道管存量,以減少放空速率和所需放空時間;
e)設置放空消音器可顯著降低噪音水平,但同時考慮降壓速率和站場安全性也隨之降低的影響,以及消音器占地等因素。
近年來由于管道周圍第三方作業導致的管道事故較為普遍,我國2010年頒布實施《石油天然氣管道保護法》,對于規范第三方作業和消除管道周圍安全隱患具有重要意義。AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》新增了“第三方干擾管理”,以下簡要列出二者差異,可作為制定《石油天然氣管道保護法》配套技術標準的參考依據。差異如下:
a) 在第三方實施作業前48 h內,管道運營商利用“統一電話報警系統”通知第三方管道基本狀況,同時告知國家應急中心管道可能受到的影響;
b)第三方作業可能對管道完整性造成威脅時,管道運營商應派代表現場監視;
c)管道軸線1 m范圍內不能采用機械設備開挖,只能采用手持操作設備開挖;
d)管道同地下任何構筑物或其他類型管道的間隙不小于0.5 m;
e)管道開挖回填素土厚度不小于150 mm;
f) 管道附近堆放物質材料至少距離管道中心線6 m。
針對管道線路巡查,國內標準規定了巡線工配備、巡檢周期等原則性要求,例如Q/SY GD0008《油氣管道管理和維護規程》規定,輸油管道每5 km宜配置一名專職或兼職巡線員,對打孔盜油案件頻發管段、防恐重點區域、地質災害頻發段、第三方施工頻繁或人口密集區應加強巡護等。
AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》較全面地規定了管道線路巡查監視內容,具有借鑒意義。其巡查監視內容為:
a)地表狀況的變化,例如沖蝕或地面移動;
b)泄漏跡象,例如植物死亡或液體跡象;
c)在線路上或其附近的施工活動及干擾活動;
d)線路上或其附近進入線路、閥室、壓力調節站、加壓站、泵站、陰極保護點、通訊設施等通道的障礙;
e)惡劣條件、能見度,設置的線路標記的充分性和正確性;
f)站點的保衛和無關者進入的跡象。
對管道剩余壽命,國內行標SY/T 6477《含缺陷油氣輸送管道剩余強度評價方法》給出了體積型和裂紋型缺陷嚴重程度是否屬于可接受水平,而AS 2885.3-2012 《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》規定了管道剩余壽命需要驗證的問題,以下條款具有借鑒意義。
a)基于管道內檢測測量金屬損失量和缺陷評估數據;
b)針對已有缺陷的應對措施,例如最大允許運行壓力(MAOP)降低值;
c)管道日常運行操作記錄,關注溫度變化產生的熱應力影響;
d)防腐涂層的完整性和陰極保護系統的監測記錄;
e)環境、第三方活動、社會發展等對管道輸出地區等級的變化;
f)設備可靠性;
g)缺陷類型、腐蝕速度和最小剩余壁厚;
h)裂紋控制措施和裂紋跡象識別。
國內標準Q/SY GD0008《油氣管道管理與維護規程》規定了廢氣管道處置要求,包括廢氣管道應采用氮氣掃線置換,廢棄管道優先選用拆除方式,不能拆除的管道宜采用氮氣封存等。AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》新增了“管道報廢管理”。以下條款具有借鑒意義。
a)應編制管道報廢計劃,包括環境恢復計劃;
b) 管道報廢前,管道干線應與管道支線、工藝設備、自動化儀表、附屬裝置的介質隔離,利用非可燃流體吹掃置換;
c)如采用“非拆除方式”,應用惰性物質充填管道,并考慮管道對地面沉降的風險,以及管道對土壤和地下水可能造成的污染;如陰極保護系統未拆除,應定期維護和記錄;
d)如采用“拆除方式”,管道拆除應按照新建管道施工過程的安全要求進行施工,拆除陰極保護系統,應同時拆除埋深低于600 mm的陽極接地床;
e)地上管道部分必須采用拆除方式進行報廢,埋深低于750 mm的管道必須切割拆除;
f)管道完成報廢,應轉讓土地所有權。
澳大利亞管道運行管理標準AS 2885.3-2012《氣體與石油液體管道 第3部分:運行和維護》相對完善,主要表現在以下幾方面:
a)明確規定了管道投產前應重點檢查確定的項目,以及管道試運行結束后應交接的關鍵技術文件,對于保證管道順利投產和交接具有重要意義。
b)考慮了管道投產延遲條件下管道管理維護要求和重新進行壓力試驗的問題,對保障新建管道安全投產運行具有重要意義。
c)首次提出了工作危害分析(JHA),可以作為HAZOP的補充。
d)新增了噪聲抑制等內容,體現了“以人為本”的管理理念。
e)新增了管道線路第三方活動監控等內容,可以作為制定《石油天然氣管道保護法》配套技術標準的參考依據。
f)規范了管道線路巡查應監視的內容,有利于指導管道巡線人員的工作,及時發現管道泄漏、水毀等安全隱患。
g)新增了管道壽命評審和管道報廢管理等內容,理念新穎,可操作性較強,對于未來我國東北管網的慶鐵老線、秦京線、任京線的停運具有指導意義。
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