1、燃气输配管网完整性管理初探 1 前言城市燃气输配管网长期埋设在地下，受到各种不确定性因素的影响和破坏，会不同程度地出现了腐蚀等缺陷，给系统平安带来潜在的巨大危害。一旦发生事故，不仅经济损失巨大，而且易成为社会不稳定因素，因此必须对城市燃气输配系统平安评价给予高度重视。完整性管理(Integrity Management Program，IPM)就是为满足平安管理的客观需要，近几年开展起来的以管道平安为目标的系统管理体系，内容涉及管道设计、施工、运行、监控、维护、更换等全过程1。简单地说，完整性管理体系就是在前期对整个燃气管网系统进行可靠性、风险性评价的根底上，利用完整性检测技术评估运行状态指标
2、，确定再评价周期等。它反映了燃气管道平安管理从单一平安目标向提高效率、增加综合经济效益的多目标开展的趋势。2 完整性管理2.1 概 述美国管道平安局最新公布的规定强制性要求燃气运营商必须对所管辖的天然气管道实施完整性管理，并提供了四种可供选择的方案2：内部检测技术、压力试验、直接评价、其他能够评价管道现状的技术(允许使用没有写入该规定的方法)。规程指出单一技术的应用不可能全面说明潜在的事故诱因，应该在考虑风险评价结果、缺陷类型、方法有效性和可行性等之后，进行选择、组合，从各自不同的角度出发，最终得到不同类型的评价报告3。可见，完善的天然气管道完整性管理技术结合了在线检测技术，水力静压试验，直接
3、评价和腐蚀控制等措施，至少包括以下内容4： 决定哪些管段处于高危地区(High Consequence Areas，HCAs)；具有针对性的评价方案；具有连续性的完整性评估方案；整合、分析与完整性有关的数据和失效后果，确定评价后管道如何维修的标准等；识别和评价用来保护高危地区的防护和减缓措施；度量完整性管理方案的有效性；权威人士对评价结果和数据分析的认可。2.2 完整性管理的根本步骤通用的完整性管理程序包含以下几个步骤：(1)预准备阶段本阶段工作的主要内容有：根据客观情况划分管段，确定失效类型，例如国际管道研究委员会(Pipeline Research Committee Internatio
4、na1， PRCI)将天然气管道失效原因归纳为3种时间类型、9种失效类型、21种小类，再加上未知原因，共22小类。分别对各管道进行评价并将结果汇总，确定需要优先考虑的管段和重点预防的失效类型。收集管道完整性管理数据，包括管道原始施工图和监测记录、管材合格证书、制造设备技术数据、管道设计与工程报告、管道调查和试验报告、管道监测方案、运行和管理方案、应急处理方案、事故报告、技术评价报告、操作标准和相应的工业标准等。依靠专家或公众社会对某事件达成的共识所量化的经验值。(2)风险评价阶段利用风险评价得到不同管段的风险指标和不同失效原因的风险指标，比较其结果，确定需要优先开展管道完整性评价的管段区域和需
5、要优先预防的失效原因。(3)完整性评价阶段对需要优先评价的管段，采用综合检测技术的结果评价管道的完整性。(4)维修、调整、制定预防措施和确定再评价间隔周期阶段通过管道维修、运行工况调整和预防措施来消除或减缓检测中发现的平安隐患，提高管道平安性，是对检测评价的响应。再评价周期主要根据维修标准、维修数量和预防措施有效性来确定，根本原那么是：经过本次维修后的剩余缺陷到下个周期的完整性检测中不会开展成危险性缺陷。工程技术人员可以根据客观需要来选择适宜的方法确定再评价周期，例如通过比较管材最小屈服极限、管道最大操作压力、按检测缺陷预测的失效压力三个数值，即可按照约定法即可确定再评价周期等。2.3 在线检
6、测在线检测使用管内移动的传感设备，通过无损探测技术(Non-Destructive Testing，NDT)识别、定位和描述金属损失、管道变形、缝状缺陷、管位移动等情况，是测量在役管道机械、腐蚀、焊接缺陷的有效方法，也是为监测和管理管道风险提供可靠信息的最重要手段。它所提供的数据有助于量化腐蚀速率、事故后果严重性，确定再检测时间间隔，能够定量给出风险评价结果，提供管道维护和整改方案等。但是，它不能测得缺陷发生的具体位置，也不能预测其未来开展趋势，所以必须采用其他方法作为补充，而且要每隔一段时间进行再评价5。根据最初探测目标，在线检测技术适用于以下几种情况：(1)金属损失：探测、测量腐蚀造成的损
7、失特征量。根据不同的侧重点还可以检测制造缺陷、焊接问题、机械损伤、凹坑、褶皱、迭层、水压试验造成的裂纹等其他缺陷。常用方法有漏磁探伤和超声波法。(2)变形：探测、测量凹坑、褶皱、弯曲半径等特征量。(3)裂缝：所能探测的裂缝位于管体或焊缝，包括疲劳裂纹、沿焊缝方向的疲劳裂纹、由焊接质量差造成的各种裂缝等。具体方法有超声波检测、环向漏磁、电磁检测和弹性波长试验。(4)绘制管位移动图。美国ASME B31.8S标准认为“在线探测技术的有效性取决于取样管道的特定条件和设备选择是否得当。因此，制定高效、可行、经济的预案，对数据作必要的初步评价，提高工程管理水平，提供长期的系统维护方案，有助于大幅度提高在线检测技术的应用水平。