1、前言
?? 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,壓力管道的分布越來越廣泛,僅長輸油氣管道就有近30,000公里,而在建的長輸油氣管道近7,000公里,公用管道與工業(yè)管道沒有確切的統(tǒng)計數(shù)據(jù),據(jù)估計可能也有上千萬公里。作為五種物流運輸方式之一的壓力管道〔1〕,其安全運行與生產(chǎn)生活關(guān)系極為密切,保證壓力管道的安全運行意義十分重大。因而有必要加強(qiáng)壓力管道的運行與維護(hù)管理,作好立法與有標(biāo)準(zhǔn)制訂工作,做到有法可依,有標(biāo)準(zhǔn)可執(zhí)行,確保壓力管道的安全運行。
?? 原勞動部1996年4月頒布的《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》將壓力管道分為三種類型〔2〕:即長輸管道、公用管道(分為城市燃?xì)夤艿篮统鞘袩崃艿溃┡c工業(yè)管道(包括動力管道)。這也是迄今為止,國內(nèi)最明確的管道分類規(guī)范性文件。這種分類方法與ASME B31有異同點。在實際生產(chǎn)過程中,長輸管道、油氣田集輸管道與城市燃?xì)夤艿阑旧鲜锹竦胤笤O(shè)。
2、我國壓力管道的運行維護(hù)規(guī)定與檢驗規(guī)定現(xiàn)狀
?? 在我國,由于壓力管道安全監(jiān)察管理工作起步較晚,監(jiān)察管理力度不夠,事故總量較大,人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失較大。筆者參與的2002年7月山東莘縣發(fā)生液氨充裝軟管爆裂事故,導(dǎo)致13人死亡、48人重傷。有關(guān)部門統(tǒng)計了13起2000年發(fā)生的壓力管道事故,發(fā)現(xiàn)事故原因如下:設(shè)計安裝不合理(3起)、元件質(zhì)量不合格(5起)、維護(hù)操作不當(dāng)(2起)、管道腐蝕泄漏(3起);該部門還分析了5起2000年發(fā)生的壓力管道嚴(yán)重事故的原因:元件不合格(1起)、設(shè)計與制造不合格(2起)、腐蝕泄漏(2起)。另外,燃?xì)夤艿腊l(fā)生泄漏較多,其造成的危害與損失較大。
?? 上述事例說明,正確地進(jìn)行壓力管道的運行維護(hù)與檢驗,對于確保壓力管道的安全運行,至關(guān)重要。但目前,對于壓力管道的運行維護(hù)與檢驗問題,法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)并不完善,這與以前我國壓力管道條塊分割的管理體系有關(guān)。
?? 而壓力容器與鍋爐的安全管理已建立有一整套安全保證體系,質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門與各主管部門都有相應(yīng)的管理規(guī)范,近年來的安全事故已大為減少。因此,借鑒壓力容器與鍋爐的管理規(guī)范,是壓力管道管理應(yīng)采取的措施。有簽于此,為了普查全國壓力管道的安全性能狀況與數(shù)量,國家質(zhì)檢總局鍋爐壓力容器安全監(jiān)察局頒布了《關(guān)于開展在用工業(yè)管道普查整治試點工作的通知》(質(zhì)檢鍋函〔2002〕84號。
2.1工業(yè)管道(GC類)
?? 對工業(yè)管道而言,由于管理體制各自為政,以前分屬原化工部、中國石油、中國石化、電力系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)等〔3〕。
在運行維護(hù)管理與檢驗方面,原化工部在1995年,在總結(jié)以往對壓力管道安全管理經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)之上,頒布了《化工企業(yè)壓力管道管理規(guī)定》〔化生發(fā)(1995)968號〕和《化工企業(yè)壓力管道檢驗規(guī)程》,對壓力管道按承受壓力、溫度和管內(nèi)介質(zhì)特性進(jìn)行分類管理?!痘て髽I(yè)壓力管道管理規(guī)定》在壓力管道的設(shè)計、使用與檢驗、使用登記管理等方面作了具體的規(guī)定,同時,還提出了壓力管道的使用與登記辦法。
?? 中國石化在1985年頒布了《工業(yè)管道維護(hù)檢修規(guī)程》(SH01005-92)和《工業(yè)管道技術(shù)管理制度》,1992年又修訂了《工業(yè)管道技術(shù)管理制度》。可見,對壓力管道的安全問題很重視。
?? 對于電力系統(tǒng)的工業(yè)管道,1991年頒布了《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》(SD107-83),對工作溫度大于或等于450℃或工作壓力大于5.88MPa的蒸汽管道和部件開展了監(jiān)督檢驗; 對設(shè)計、制造安裝單位進(jìn)行了資格認(rèn)可; 對重要的主管子、管件均由原電力部定點廠家生產(chǎn)。
?? 冶金行業(yè)多為老企業(yè),管理問題也較多。先后頒布了《鋼鐵企業(yè)氧氣管網(wǎng)的若干技術(shù)規(guī)定》、《氧氣安全規(guī)程》、《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》GB4962-85、《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》、《氯氣安全規(guī)程》(GB11984-89)和《冶金工業(yè)壓力管道管理若干規(guī)定》。但這些規(guī)定的實施效果不理想。
?? 綜上所述,上述運行維護(hù)與檢驗規(guī)程存在幾個方面缺陷:所有規(guī)則均是10~20年前所頒布,已不符合當(dāng)今的生產(chǎn)實際,如,一些檢驗方法、分類方法已經(jīng)過時;而隨著國家機(jī)構(gòu)的改革與調(diào)整,一些部門已不復(fù)存在,執(zhí)法主體發(fā)生了變化,所制訂規(guī)則的實施效果難以保證;同時,由于當(dāng)時評價技術(shù)水平所限,對壓力管道檢驗后所發(fā)現(xiàn)問題的處理,并沒有進(jìn)行明確規(guī)定。國家質(zhì)檢總局鍋爐壓力容器安全監(jiān)察局按照工業(yè)管道的管理實行“企業(yè)負(fù)責(zé),政府監(jiān)督”的原則,結(jié)合國家“九五”攻關(guān)成果,并根據(jù)《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》,組織檢驗機(jī)構(gòu)、科研院所、高校、企業(yè)共同編寫了《在用工定管道定期檢驗規(guī)程》〔4〕,于2003年4月17日頒布,2003年6月1日起實行。該法規(guī)將在用壓力管道的定期檢驗分為在線檢驗和全面檢驗。在缺陷處理方面,按照“放開一大片,抓住一小撮”的思路,提出了可以放行缺陷的標(biāo)準(zhǔn)與要求,解決了企業(yè)的困難,確保了管道的安全運行。同時,該規(guī)程還對檢驗單位與檢驗人員資格、以及檢驗質(zhì)量方面提出明確的責(zé)任要求,并將最新的科研成果寫入,保證了先進(jìn)性。另外,《在用工業(yè)管道檢驗規(guī)程》的頒布,對推動正在進(jìn)行全國工業(yè)管道普查提供了依據(jù),對摸清全國在用工業(yè)管道的狀況、數(shù)量以及統(tǒng)一管理模式,并排除潛在故障,具有重在意義。
2.2公用管道(GB類)
?? 作為公用管道的一個部份,城市燃?xì)夤艿赖奈kU性要遠(yuǎn)大于熱力管道。在管理方面,各地政府基本上制訂了燃?xì)獗Wo(hù)條例,主要是從政策方面作了規(guī)定,據(jù)調(diào)研,執(zhí)行的效果不好。在運行維護(hù)與檢驗規(guī)程方面,從技術(shù)角度來看,城市燃?xì)夤艿乐挥薪ㄔO(shè)部頒發(fā)的《城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)搶修和維護(hù)技術(shù)規(guī)程》(CJJ51-92),尚無其它具體的法規(guī)。城市埋地燃?xì)夤艿肋\行維護(hù)與檢驗法規(guī)化值得深思。在熱力管道方面,有中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會頒發(fā)的CECS 121:2001《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)維修技術(shù)規(guī)程》。
?? 公用管道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化亟待提高與加強(qiáng)。燃?xì)夤艿啦粌H無具體的檢驗規(guī)程,甚至于在設(shè)計、安裝與驗收方面的規(guī)范也較為凌亂,大部分是參照GB50251《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》以及其它石油標(biāo)準(zhǔn),如管道的腐蝕與防護(hù)等。1998年版的GB50028《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》規(guī)定,大于16Kgf/cm2的燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計就參照《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》,新修訂的2001年版GB50028將壓力等級提高到40 Kgf/cm2,是燃?xì)夤艿赖囊粋€進(jìn)步。因為從安全角度來看,燃?xì)夤艿赖奈kU性要遠(yuǎn)大于輸氣管道,因而,照搬GB50251是有弊端的。在施工與驗收方面,CJJ 33-89《城鎮(zhèn)輸氣輸配工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定,僅適用于8Kgf/cm2以下的燃?xì)夤艿?,而對?Kgf/cm2以上的燃?xì)夤艿赖氖┕づc驗收,據(jù)業(yè)內(nèi)人士講,執(zhí)行SY0401-98《輸油輸氣管道線路工程施工與驗收規(guī)范》。
?? 公用管理的運行維護(hù)與檢驗、以及其它技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀同現(xiàn)行的管理格局相關(guān)。在我國,公用管道這一塊劃歸市政工程,由地方燃?xì)廪k公室(處)管轄,而具體的又是燃?xì)饧瘓F(tuán)公司(或當(dāng)?shù)孛簹夤?、天然氣公司)在運營。燃?xì)夤竞苌賹λ\營的管道進(jìn)行定期檢驗,只有部分城市僅是進(jìn)行了泄漏檢測,按照“3R”的管理原則,這也只屬于事后處理,其成本遠(yuǎn)高于事前處理〔5〕。調(diào)研中發(fā)現(xiàn),部分燃?xì)夤镜南嚓P(guān)人員也認(rèn)識到這個問題,認(rèn)為總是在接到燃?xì)庑孤﹫缶娫捄?,再出車搶險,所帶的經(jīng)營成本和社會負(fù)面影響較大。因此,實行第3方定期檢驗,對改變當(dāng)前燃?xì)夤艿罊z驗被動局面值得考慮,但依賴于現(xiàn)有地面不開挖檢驗檢測技術(shù)的進(jìn)步以及相關(guān)檢驗規(guī)程的完善。
?? 因此,從國家能源政策的調(diào)整來看,應(yīng)制訂和完善有關(guān)運行維護(hù)與檢驗規(guī)程以及施工驗收等配套文件標(biāo)準(zhǔn)。以前,城市燃?xì)夤艿垒斔偷慕橘|(zhì)主要是人工煤氣,壓力普遍較低。但隨著國家能源政策逐漸向天然氣等清潔能源轉(zhuǎn)變,同時,城市區(qū)域越來越大,用氣量也相應(yīng)增加,從提高輸氣量以及節(jié)省資源的角度看,城市燃?xì)夤艿栏晒艿妮斔蛪毫υ絹碓礁摺?〕。因而,正確的運行維護(hù)與定期檢驗對燃?xì)夤艿赖陌踩\行很緊迫。目前,國家質(zhì)檢總局鍋爐壓力容器檢測研究中心承擔(dān)的國家“十五”科技攻關(guān)課題――“城市埋地燃?xì)夤艿兰肮I(yè)特殊承壓設(shè)備安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究”,組織了國內(nèi)科研院所、高校、燃?xì)夤尽z驗單位、有關(guān)政府部門參與,為解決燃?xì)夤艿肋\行維護(hù)與檢驗技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)問題開展了廣泛研究,目前,已取得了階段性成果。
2.3長輸管道(GA類)
?? 由于歷史上的沿革,我國長輸管道大部分屬于石油與石化行業(yè)。對于長輸管道,提得比較多的是油氣輸送管道,包括油氣田內(nèi)部的集輸管網(wǎng)。而對于漿體管道,由于涉及的部門較少,無相關(guān)的規(guī)定及管理規(guī)則。
?? 從宏觀管理文件來看,1989年頒發(fā)的中華人民共和國國務(wù)院令第303號《石油、天然氣管道保護(hù)條例》,后為2001年8月2日頒發(fā)的國務(wù)院令第313號《石油天然氣管道保護(hù)條例》所取代。在該條例中,明確提出要求管道使用企業(yè)履行管道安全運行義務(wù):即對管道進(jìn)行正常的維護(hù),建立管道安全運行與維護(hù)管理的規(guī)章制度,定期對管道及其附屬設(shè)施進(jìn)行巡查以及維護(hù)保養(yǎng)。
? 具體的運行管理規(guī)程有原中國石油天然氣總公司頒布的SY 6186-1996《石油天然氣管道安全規(guī)程》〔6〕,它主要就長輸管道的材料、設(shè)計、建造、使用管理、定期檢驗等作了詳細(xì)規(guī)定。在‘使用管理’規(guī)定中要求對管道的營運單位進(jìn)行登記管理,并提出了日常電法保護(hù)運行檢查,管道的管理、修復(fù)和改造資料的管理,安全裝置定期校驗、修理、更換,管道事故原因調(diào)查等方面的規(guī)定。在定期檢驗中,分為外部檢驗和全面檢驗,列出了相應(yīng)檢驗項,但遺憾的是沒有列出檢驗方法與標(biāo)準(zhǔn)??傮w上看,SY 6186-1996是一部比較好的長輸管道運行維護(hù)與檢驗規(guī)范,是埋地管道運行維護(hù)與檢驗需遵循的標(biāo)準(zhǔn)。
?? 而國家經(jīng)貿(mào)委2000年4月頒發(fā)了《石油天然氣管道安全監(jiān)督與管理暫行規(guī)定》,所涉及內(nèi)容有勘察設(shè)計、鋼管制造、管道施工、管道運行、管道檢測、事故調(diào)查和處理等內(nèi)容,比SY 6186-1996的規(guī)定更為詳細(xì)、具體。在‘管道檢測’規(guī)定中,將石油管道的定期檢測分為一般性檢測與全面檢測兩種,并對兩種檢測周期作了規(guī)定。
?? 筆者在對重慶和四川氣田的天然氣管道調(diào)查中發(fā)現(xiàn),目前,上述規(guī)定只得到了部分執(zhí)行。對長輸干管基本上能作到3~5年進(jìn)行一次全面檢測,對集輸管網(wǎng)則并沒有進(jìn)行相應(yīng)的檢測。據(jù)了解,全國的長輸管道真正執(zhí)行3~5年一檢測的并不多,但在日常的運行與維護(hù)方面,基本上能達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此,盡管管理規(guī)則較完善,仍需在生產(chǎn)中加強(qiáng)法規(guī)的執(zhí)行力度,真正確保管道的安全運行。
3 壓力管道檢驗技術(shù)研究
?? 壓力管道檢驗具有不完全同于鍋爐和壓力容器的技術(shù)與方法。其原因在于壓力管道具有如下特點:(1)種類多,數(shù)量大,設(shè)計、制造、安裝、應(yīng)用管理環(huán)節(jié)多;(2)長細(xì)比大,跨越空間大,邊界條件復(fù)雜;(3)現(xiàn)場安裝工作量大;(4)材料應(yīng)用種類多,選用復(fù)雜;(5)管道及其元件生產(chǎn)廠家規(guī)模較小,產(chǎn)品質(zhì)量保證較差,事故分析發(fā)現(xiàn),占30~40%;(6)長輸管道與燃?xì)夤艿阑旧蠟槁竦胤笤O(shè),熱力管道為管溝敷設(shè)。針對上述壓力管道特點,完全仿照鍋爐壓力容器的檢測手段,工作量相當(dāng)龐大,管道使用單位的負(fù)擔(dān)也會很重。
?? 如何實現(xiàn)工業(yè)管道不搭腳手架、不拆保溫層的在線檢測,是對量多面廣的工業(yè)管道實行定期檢驗的關(guān)鍵,需引進(jìn)并研究國外先進(jìn)的檢測手段與設(shè)備。據(jù)本課題組調(diào)研所知,英國TWI公司提出的Long range ultrasonic method是以Guided-Ultrasonic Wave技術(shù)為基礎(chǔ),可對不能進(jìn)入的管段,如穿、跨越以及空架管道進(jìn)行在線檢測,無需搭腳手架與拆保溫層。同時,應(yīng)加快工業(yè)管道的安全評定技術(shù)向工程實用方向的轉(zhuǎn)變,使科研成果能盡快轉(zhuǎn)變?yōu)闄z驗與評定規(guī)范。
?? 長輸管道與燃?xì)夤艿?,基本上為埋地敷設(shè),要想全面開挖檢測,難度相當(dāng)大,也得不償失。目前,現(xiàn)有檢驗檢測單位的檢驗方法千差萬別,水平參差不齊,不利于加入WTO后的競爭以及檢驗技術(shù)的進(jìn)步。因此,開展埋地管道的地面檢測技術(shù)研究與開發(fā),使之標(biāo)準(zhǔn)化,很必要,而我國開展管道檢驗工作的歷史不長。目前,埋地管道地面檢測技術(shù)主要是按照物探原理,利用電磁法進(jìn)行檢測,其檢測精度有限,受干擾比較明顯,特別是人口稠密的城市埋地管道,因為管道分布較密集,各種電磁信號的干擾很大。因此,有必要研究埋地管道防腐涂層缺陷與現(xiàn)有檢測儀器的檢測參數(shù)間的對應(yīng)關(guān)系,如電流衰減率與涂層缺陷大小的關(guān)系等。對于穿越管段,可采用TWI公司Long range ultrasonic method。同時,宜開展新的檢測方法研究,如將雷達(dá)信號無損檢測技術(shù)、微波信號無損檢測技術(shù)、聲發(fā)射無損檢測技術(shù)等納入埋地管道地面檢測儀器的開發(fā)研究領(lǐng)域。
在埋地管道檢驗評價方面,應(yīng)加強(qiáng)對檢驗結(jié)果的評價研究。據(jù)本專題組調(diào)研所知,當(dāng)前埋地管道檢驗隊伍對于檢驗結(jié)果的評價工作重視程度有限,原因可能在于經(jīng)費問題。天津大學(xué)曾開發(fā)了1套埋地管道防腐系統(tǒng)的綜合評價技術(shù)軟件〔7〕,主要采用了四指標(biāo)法,即腐蝕電流密度、管地自然電位、管道防腐層技術(shù)狀況以及陰極保護(hù)的有效性,但沒有對管道本身的性能進(jìn)行綜合評價,如管道材料適用性、剩余壽命、剩余強(qiáng)度以及風(fēng)險因子等。由前所述,只有對管道本身性能進(jìn)行評價,才能使管道使用單位對管道性能有全面的了解,也才有利于有關(guān)職能部門的安全監(jiān)察。
4、建立我國壓力管道的運行維護(hù)管理模式與檢驗規(guī)則
?? 應(yīng)加強(qiáng)立法,建立起有關(guān)的壓力管道運行維護(hù)管理與檢驗等方面的安全監(jiān)察體系,依照鍋爐壓力容器的管理經(jīng)驗,借鑒國外先進(jìn)的壓力管道運行維護(hù)與檢驗經(jīng)驗,制訂法規(guī)與部門規(guī)章,做到有法可依。
?? 結(jié)合當(dāng)前我國壓力管道安全管理與監(jiān)察現(xiàn)狀,在政府行政法規(guī)方面,有關(guān)部門應(yīng)著手制訂《壓力管道安全監(jiān)察規(guī)定》、《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《壓力管道元件制造監(jiān)督檢驗規(guī)程》、《在用壓力管道檢驗規(guī)程》、《壓力管道檢驗檢測機(jī)構(gòu)資格管理辦法》、《壓力管道使用、運行維護(hù)規(guī)程》、《壓力管道操作人員規(guī)定》。上述法規(guī)的編寫,應(yīng)針對工業(yè)管道、公用管道與長輸管道的不同特點,分別制訂相應(yīng)的部門規(guī)章規(guī)章與規(guī)范性文件,并與現(xiàn)有的國內(nèi)外檢驗檢測最新技術(shù)緊密結(jié)合,使之具有先進(jìn)性、適用性與可行性。
?? 在運行維護(hù)管理與檢驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面,應(yīng)針對現(xiàn)有國內(nèi)外檢驗檢驗?zāi)芰Γ朴嗊m合于中國國情的埋地管道檢驗檢測技術(shù)規(guī)范,如完善現(xiàn)有的《地下管線電磁法探測規(guī)程》等,同時,針對目前國內(nèi)檢驗檢驗機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀與水平,通過科學(xué)研究,制訂埋地燃?xì)夤艿涝u價技術(shù)規(guī)范,如《埋地管道外防腐涂層的分級評價方法》。通過上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制訂,使現(xiàn)有的地下管線檢測有標(biāo)準(zhǔn)可循,各檢驗機(jī)構(gòu)的行為規(guī)范化。
?? 國家應(yīng)有單一的政府安全監(jiān)察職能部門,從壓力管道的設(shè)計、元件制造、安裝、使用、檢驗、維護(hù)、改造等7個環(huán)節(jié)加強(qiáng)對易燃易爆等危險性較大的壓力管道的監(jiān)察力度;逐步打破以往壓力管道條塊分割管理局面,使我國的壓力管道運行維護(hù)管理與檢驗走向規(guī)范化管理體系。同時,政府管理部門應(yīng)具有服務(wù)意識,作到“忠于職守,勇于負(fù)責(zé),嚴(yán)格把關(guān),保國安民”,切實履行安全監(jiān)察職能,減輕企業(yè)負(fù)擔(dān),確保國家財產(chǎn)與人民生命安全。
?? 當(dāng)前,首先應(yīng)在全國范圍內(nèi)開展壓力管道使用登記管理工作以及定期檢驗的試點,從而實行以‘企業(yè)負(fù)責(zé)、政府監(jiān)督’為主的壓力管道新的檢驗與安全運行監(jiān)察體系。
5、結(jié)論
?? 目前,我國的管道建設(shè)方興未艾,大量的管道正在或?qū)⒁ㄔO(shè)。舉世矚目的‘西氣東輸’天然氣管道工程,將帶動管道途經(jīng)城市的主要能源向天然氣過渡,加快城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)。中國石油天然氣集團(tuán)公司的十五規(guī)劃中也提出,我國的能源結(jié)構(gòu)要逐漸由石油向天然氣方向轉(zhuǎn)變,這將進(jìn)一步加快輸氣管道工程的發(fā)展,壓力管道的發(fā)展提供了前所未有的機(jī)會。
??? 因此,盡快作好壓力管道安全運行維護(hù)管理與檢驗工作,制定有關(guān)法規(guī),完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系,加強(qiáng)壓力管道定期檢驗技術(shù)研究,建立規(guī)范化、專業(yè)化的檢驗隊伍,勢在必行。