張金鎖

長(cháng)慶油田分公司

原油集輸管道是油田連續傳送介質(zhì)的重要基礎設施。廣泛應用于采油井場(chǎng)、增壓點(diǎn)、計量站、聯(lián)合站、集中處理站、輸油站、商業(yè)儲備庫等站場(chǎng)間。大部分老油田管道服役已接近或超過(guò)30年，受腐蝕等因素影響，逐步進(jìn)入事故多發(fā)期，一旦發(fā)生失效泄漏，極易引發(fā)火災、爆炸等事故，造成人員傷亡、環(huán)境污染及經(jīng)濟損失。開(kāi)展集輸管道泄漏失效與風(fēng)險防控的管理和技術(shù)措施研究，對隱患管段實(shí)施修補、更換等治理措施，顯得十分必要。

1 基本特點(diǎn)與運行現狀

原油集輸管道通�？梢苑譃榧�油管道和輸油管道兩種類(lèi)型，從采油井場(chǎng)至集中處理站（或聯(lián)合站）收集流程中的管道為集油管道，大多內含油、氣、水、砂等物質(zhì)，另外還有微量H2S、CO2、高礦化度水、溶解氧、細菌等多種腐蝕物，屬于多相混輸形式，服役條件苛刻，受腐蝕嚴重。加之部分油田進(jìn)入中后期開(kāi)發(fā)，綜合含水上升，使管道腐蝕老化加劇，泄漏率增高。由集中處理站（或聯(lián)合站）至輸油首站、油庫等輸送流程中的管道為輸油管道，因油藏采出的原油經(jīng)過(guò)加溫、分離、沉降、穩定等地面處理工藝后變?yōu)閮艋�原油，基本屬于單相外輸，所以管道內壁腐蝕相對較小。但管道外部土壤酸堿性會(huì )造成外防腐層逐年質(zhì)變老化，通過(guò)點(diǎn)蝕等形式向內蠶食管壁，最終導致泄漏失效。

2 泄漏失效模式與分析

管道失效形式有多種多樣，引起的事故主要表現為管道介質(zhì)泄漏及造成的次生影響。管道失效原因可以歸納為兩種，即外部損傷泄漏失效和本體缺陷泄漏失效。

2.1 外部損傷泄漏失效

主要表現在三個(gè)方面：一是山體滑坡、塌方、雨水沖刷、河流改道、水土流失或黃土沉陷等自然外因造成管道錯斷或破裂，多發(fā)生在雨天、季節變換時(shí)節。二是第三方破壞，在管道附近進(jìn)行取土、挖掘、基建等機械施工，以及不法分子打孔盜油，都會(huì )造成管道破裂泄漏。三是因崗位人員的技能素質(zhì)、應變能力、責任心等差異導致的誤操作，也會(huì )引起管道運行失控，甚至發(fā)生泄漏。這三個(gè)方面的原因造成的管道泄漏，均具有隨機性、不確定性、瞬時(shí)性特點(diǎn)，屬管道外部失效因素，發(fā)生概率相對較小[1]。如下圖所示。

2.2 本體缺陷泄漏失效

管道工業(yè)的大量歷史數據表明，管道同其他事物一樣，泄漏失效事件發(fā)生概率也遵循“浴盆效應”曲線(xiàn)規律。

“浴盆效應”事故概率曲線(xiàn)表明，管道整個(gè)生命周期內都有可能發(fā)生事故。管道在運行第一階段即早期（初生期）和第三階段即晚期（衰老期）事故發(fā)生概率較高，在運行第二階段即偶然失效期（穩定期）內事故發(fā)生概率較低。管道投運早期，材質(zhì)、防腐、焊口等方面可能存在未被檢查發(fā)現的缺陷或試運行過(guò)程中可能出現損壞。之后，隨著(zhù)時(shí)間延長(cháng)，管道持續運行，失效率逐漸降低，進(jìn)入平穩運行期。在穩定期內，由于管道周?chē)�環(huán)境趨于穩定，運行初期造成事故的管道缺陷得以修補，事故率比早期顯著(zhù)減少，這一階段影響事故率的主要因素是外力破壞或操作失誤等。進(jìn)入衰老期，因腐蝕磨損等原因管道趨于老化，事故率快速上升，失效泄漏易發(fā)多發(fā)。內、外腐蝕引起的管道本體強度、結構等發(fā)生變化而導致的泄漏失效是在役油氣管道常見(jiàn)的失效形式，特別是在原油凈化處理前多相混輸的集油管道更易腐蝕，泄漏風(fēng)險較高。

3 失效風(fēng)險防控措施

對管道泄漏失效風(fēng)險，應根據事故發(fā)生規律及原因分析，從事前源頭風(fēng)險防范、運行中風(fēng)險控制與預警、事后管道評估與持續改進(jìn)三方面入手，采取針對性的管理和技術(shù)措施進(jìn)行防控。

3.1 建設中源頭防范

建立完善的管材驗收與施工質(zhì)量評價(jià)體系。管道材質(zhì)的質(zhì)量?jì)?yōu)劣，直接關(guān)系到管道能否安全運行，應作為事前預防的關(guān)鍵。石油管道材質(zhì)一般選擇無(wú)縫鋼管，管道物資采購前可結合應用區域內土壤土質(zhì)、管輸壓力、傳輸介質(zhì)特性等指標，細化物資采購技術(shù)參數，合理設置招標條件，避免一味追求低價(jià)格。嚴格物資檢驗抽檢機制，嘗試建立管材檢驗結果終身負責制和責任追究制，確保入庫物資質(zhì)量達標。加強管道防腐，管材防腐性能要與傳輸介質(zhì)化學(xué)特性、路由區域內土壤酸堿度、施工埋設技術(shù)方案等相符合，管道壁內、外防腐涂層要選擇優(yōu)質(zhì)材料，并加裝穿管“黃夾克”防腐涂層。管道施工期間，嚴格落實(shí)管道埋深等技術(shù)要求，強化工程監理與質(zhì)檢驗收工序，完善施工質(zhì)量保證機制，層層把關(guān)，將問(wèn)題隱患扼殺在萌芽狀態(tài)。

3.2 運行中風(fēng)險控制

（1）應用管道運行過(guò)程檢測監測技術(shù)。目前，國內外管道泄漏失效檢測技術(shù)有負壓波法、音波法、壓力點(diǎn)分析法、超聲導波法、聲發(fā)射技術(shù)法、光纖泄漏檢測法等，各種檢測方法在管道泄漏檢測應用中的作用表現不同，優(yōu)缺點(diǎn)也很明顯。單一的檢測方法很難滿(mǎn)足現場(chǎng)不同工況條件的需要，對各種方法需要做適當的權衡和取舍，在具體應用中可綜合比較、評估，選擇適合管道現狀的泄漏檢測技術(shù)，確定最優(yōu)管道泄漏檢測方案。長(cháng)慶油田在數字化油田建設的基礎上，依托SCADA系統數字化平臺，建立了安全環(huán)保預警系統，將原油長(cháng)輸管道運行納入常態(tài)監測，通過(guò)對管輸壓力、流量等在線(xiàn)監測，基本實(shí)現了管線(xiàn)泄漏報警。同時(shí)診斷提供泄漏點(diǎn)大致位置，降低了長(cháng)輸管道泄漏造成的危害。

（2）實(shí)施管道檢驗試驗技術(shù)措施。輸油管道建設標準較高，且輸送介質(zhì)為凈化原油，泄漏失效率相對較低，但因屬于骨干管網(wǎng)，管輸液量大，一旦發(fā)生泄漏等事故，后果嚴重，應堅持規范開(kāi)展管道檢測檢驗�？山M建內部檢測檢驗團隊或聘請第三方檢測檢驗技術(shù)服務(wù)機構，開(kāi)展管道壁厚等腐蝕情況檢驗，根據檢測結果評估管道安全運行狀況，及時(shí)處置維護薄弱環(huán)節，提高管道安全可靠性。集油管道里程大、管網(wǎng)復雜，輸送介質(zhì)的腐蝕性相對較高，開(kāi)展常規的管道壁厚檢測檢驗難度大，可通過(guò)對集油管道停輸，使用清水充盈替換管道中的原油，采取略高于管道的運行壓力（一般選取1.2倍至1.5倍的管道運行壓力值）進(jìn)行管道試壓，根據站間壓差等變化，巡視確定管道薄弱破漏段位置，采取針對性防范措施對破漏管線(xiàn)進(jìn)行維修或更換，實(shí)現預知管道承壓能力，預判管道運行風(fēng)險。

3.3 失效后治理改進(jìn)

管道泄漏失效事故發(fā)生后，應在調查研究的基礎上，重點(diǎn)做好對失效管段的原因分析，查清造成泄漏失效的管理和技術(shù)原因。對于因外部損傷導致的泄漏失效，可從完善管道標識、健全操作規程、降低地質(zhì)影響等方面入手，加強管道周邊基礎設施配套建設，提升管道管理水平。對于管道本體缺陷導致的泄漏失效，首先應做好管段腐蝕機理研究[2]，分析化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、細菌腐蝕、雜散電流腐蝕的可能性，找準腐蝕原因，研究制定針對性的治理與改進(jìn)措施，如更換管道涂層保護材料，改善陰極保護措施，調整建構物雜散電流防護設施等等。另外，還應對金屬管材進(jìn)行金相研究，確定管材中碳、金屬元素含量占比，分析金屬活性，試驗屈服強度，繼而修正采購技術(shù)參數，引進(jìn)更加合理的金屬管材。

4 結論

泄漏失效是管道風(fēng)險防范的重點(diǎn)，造成泄漏失效的具體原因較多，需要進(jìn)行全面調查分析，評估確定導致失效的真因，采取針對性的管理和技術(shù)措施進(jìn)行防范和治理，以提高管道安全運行水平。

參考文獻：

[1] 張金鎖．清水試壓在油氣管道泄漏防治中的應用〔J〕．石油安全， 2016， 17（01）： 41-43．

[2] 張春生，申龍涉等．埋地油氣管道外腐蝕原因及防腐技術(shù)的研究進(jìn)展〔J〕．當代化工， 2011，40（02）： 202-205．

作者：張金鎖， 1978年生，男，本科， 2002年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），現在中國石油長(cháng)慶油田分公司安全環(huán)保處從事工業(yè)安全管理。

《管道保護》2016年第6期（總第31期）