喬煥芳，湯小坤(陜西延長石油(集團(tuán))管道運(yùn)輸公司，陜西 西安 710000)

1 長輸管道系統(tǒng)的安全設(shè)備和設(shè)施

石油和天然氣是長輸管道的主要運(yùn)輸介質(zhì)，這些介質(zhì)內(nèi)部蘊(yùn)含豐富的化學(xué)物質(zhì)，有易燃易爆、腐蝕、毒害等危險(xiǎn)特性，在運(yùn)輸過程中對操作者的專業(yè)程度、設(shè)備的等級要求、環(huán)境溫度、輸送方式等要求都特別高，無形中增加了許多風(fēng)險(xiǎn)。從經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保的角度出發(fā)，管道運(yùn)輸目前是油氣資源最為常見的輸送方式。通常長距離管道的鋪設(shè)多在野外，根據(jù)地形環(huán)境穿越公路、鐵路，跨穿越湖泊、河流，翻山越嶺，輸送過程通常需要足夠的溫度和壓力，因此長輸管道通常設(shè)有輸油首末站、中間加熱、加壓站，配備安全可靠的檢測設(shè)備，儀表自控系統(tǒng)和安全設(shè)備設(shè)施及其他相關(guān)的附屬設(shè)備。

2 油氣長輸管道的主要風(fēng)險(xiǎn)

我國的工業(yè)化水平越來越高，雖然企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)上有了一定的進(jìn)步，但對運(yùn)輸過程的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識還不夠深入，錯(cuò)誤估計(jì)了油氣運(yùn)輸?shù)母黜?xiàng)風(fēng)險(xiǎn)隱患，引發(fā)了嚴(yán)重的社會后果。目前企業(yè)在油氣管道運(yùn)輸、前期建設(shè)和后期運(yùn)維護(hù)方面需要嚴(yán)格注意以下風(fēng)險(xiǎn)問題：第一，高度重視管道日常運(yùn)行過程中的破壞問題，特別是第三方損壞，比如：埋地管道被重型機(jī)械碾壓、鉆采、爆破，人為打孔、盜油等。第二，管道在復(fù)雜大氣環(huán)境中的腐蝕問題。管道的腐蝕主要可以分為兩種：一種是外部腐蝕損壞。這種破壞主要與周圍環(huán)境有關(guān)，當(dāng)外部受到酸雨、磨損影響或接觸到其他化學(xué)物質(zhì)時(shí)，都有可能產(chǎn)生外部腐蝕現(xiàn)象。另一種是內(nèi)部腐蝕。這與石油、天然氣的內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)相關(guān)。為了應(yīng)對以上現(xiàn)象，輸油管道通常都有防腐絕緣層和陰極保護(hù)聯(lián)合保護(hù)管材，避免由于管道腐蝕造成破壞。但隨著管道的使用時(shí)間越長，陰極保護(hù)和防腐絕緣層的保護(hù)作用越低，防腐絕緣層質(zhì)量較差，土壤中的鹽、堿、水、地下雜散電流，都會造成輸油管道腐蝕，腐蝕嚴(yán)重的還會造成輸油管道穿孔、油品泄漏。第三，管道設(shè)備設(shè)施的故障問題，日常運(yùn)行過程中設(shè)備設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)或者因操作者疏忽大意，都可導(dǎo)致設(shè)備設(shè)施的故障。第四，管道因施工質(zhì)量所引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)也十分嚴(yán)重，工人在施工中沒有按照相應(yīng)的規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，造成管道建設(shè)存在重大風(fēng)險(xiǎn)隱患。第五，自然災(zāi)害等外部因素毀損了管道運(yùn)輸?shù)陌踩?。自然?zāi)害對管道的破壞十分嚴(yán)重，如果一個(gè)地區(qū)發(fā)生了地震、洪水、泥石流等問題，會嚴(yán)重隔斷管道的運(yùn)輸，嚴(yán)重情況下還可能會引發(fā)二次災(zāi)害。

以上任何一種因素導(dǎo)致的管道破裂，油品泄漏都可能引發(fā)火災(zāi)爆炸事故，以及石油天然氣特有的毒害性，嚴(yán)重危及到人們的生命健康和財(cái)產(chǎn)安全。

3 油氣長輸管道設(shè)備管理與維護(hù)措施

以延-西成品油管線為例，結(jié)合工作實(shí)際簡單分析油氣長輸管道的設(shè)備管理與運(yùn)行維護(hù)。

3.1 實(shí)施信息化管理，達(dá)到可靠的自控水平

延-西成品油管道2009年運(yùn)行至今，配有技術(shù)領(lǐng)先的管線泄漏監(jiān)測系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、模擬仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全管線全方位數(shù)據(jù)監(jiān)測采集，遠(yuǎn)程操作控制，數(shù)據(jù)分析與事故模擬等全自動一體化控制。操作人員對現(xiàn)場狀況一目了然，發(fā)生事故能第一時(shí)間應(yīng)急處置，盡可能減少事故的影響。同時(shí)，定期對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以有效掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，避免事故的發(fā)生。

目前，我國工業(yè)發(fā)展已經(jīng)有了一定的時(shí)間積累，油氣管道行業(yè)也從傳統(tǒng)的管理全面向信息化，智慧化轉(zhuǎn)變。2016年，延-西成品油管道也踏上智慧化管道建設(shè)的必由之路，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興信息技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)高感度的技術(shù)環(huán)境，完成管道資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)管道企業(yè)內(nèi)部及時(shí)、互動、整合的信息感知、傳遞和處理，最終達(dá)到競爭力強(qiáng)、具有高素質(zhì)人才隊(duì)伍的可持續(xù)發(fā)展企業(yè)。油氣管道信息化發(fā)展歷程如圖1所示，“智慧的管道”特征示意圖如圖2所示。

圖1 油氣管道信息化發(fā)展歷程

圖2 “智慧的管道”特征示意圖

3.2 優(yōu)化管道主體設(shè)備的資源配置

油氣長輸管道運(yùn)行設(shè)備的資源優(yōu)化和合理匹配可以極大地減少運(yùn)營成本，同時(shí)高溫加壓介質(zhì)在優(yōu)化工況下運(yùn)行，不僅增強(qiáng)設(shè)備的使用壽命，同時(shí)可以惡意工況下的事故發(fā)生。針對場站輸油泵機(jī)組，根據(jù)其效能曲線，合理匹配運(yùn)行工藝，提高油氣運(yùn)輸效果[1]。

3.3 加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)管理

日常工作中，不斷加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)管理可以有效地提高設(shè)備的可靠運(yùn)行能力。眾所周知，油氣長輸管道運(yùn)輸不可避免的會面臨一定的運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)不可能完全規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)隱患，只能借助一些安全政策和安全措施降低事故發(fā)生的概率，從而降低企業(yè)的運(yùn)輸成本。在油氣長輸管道設(shè)備的日常維護(hù)過程中，企業(yè)管理人員要科學(xué)有效地對設(shè)備全生命周期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，對故障設(shè)備及工藝管線選擇合理的修復(fù)方式。我國最常見的維修方法主要包括預(yù)防性維修、定期性維修、狀態(tài)性維修以及事后性維修。這四種不同的維修方式分別對應(yīng)四種不同的時(shí)間，預(yù)防性維修主要的維修目的在于防范風(fēng)險(xiǎn)，在一些管道的薄弱區(qū)域加強(qiáng)保護(hù)，可以降低事故發(fā)生的概率。而定期性維修可以幫助管道進(jìn)行全面檢查，管道的薄弱環(huán)節(jié)及時(shí)的進(jìn)行彌補(bǔ)。狀態(tài)性維修能夠依據(jù)管道的實(shí)際工作狀態(tài)規(guī)避即將發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)隱患。事后性維修主要解決突發(fā)狀況，這種維修方式需要彌補(bǔ)的損失過大，處于被動局面[2]。

3.4 管道防腐檢測的措施

長輸管道一般輸送壓力高易燃易爆等介質(zhì)，隨著管道運(yùn)輸在石油、天然氣領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，油氣一旦泄漏會危害環(huán)境及人口居住地，安全性等級要求高。在管道運(yùn)行過程中，腐蝕失效是在役金屬管道破裂的最主要形式之一，它可大面積減弱管道的壁厚，導(dǎo)致管道過度變形和破裂，又有可能導(dǎo)致管道穿孔，引發(fā)油氣管道跑、冒、滴、漏等事故。

埋地長輸管道的腐蝕多以外腐蝕為主，大面積均勻腐蝕的情況較為少見，多表現(xiàn)為局部腐蝕和點(diǎn)蝕兩種。延-西成品油管道所處的環(huán)境比較復(fù)雜，管線所經(jīng)區(qū)域需要跨越河流、山谷、鐵道、公路、村莊等，而且海拔相對較高，管道內(nèi)輸送具有腐蝕性質(zhì)的帶溫帶壓的油氣介質(zhì)，并且采用單管變徑φ426 mm和φ377 mm，防腐難度相當(dāng)高。目前采用防腐涂層外加陰極保護(hù)的措施：(1)防腐涂層的結(jié)構(gòu)為：①底層：熔結(jié)環(huán)氧底層，厚度≥100 μm；②中間層：共聚物熱熔膠厚度170～250 μm；③外層(背層)：聚乙烯防腐層，厚度≥3.0 mm或≥3.7 mm。三層PE涂層的使用壽命在30年以上，是一種性能優(yōu)異的外防腐涂層。從強(qiáng)度方面考慮，三層PE分為普通型和加強(qiáng)型(穿跨越段)，普通型涂層總厚度為3.0 mm左右，加強(qiáng)型涂層總厚度超過3.7 mm。定期進(jìn)行涂層檢測，防止脫落。(2)陰極保護(hù)為：主要針對有缺陷的涂層。陰極保護(hù)的原理：外加陰極極化電流，金屬的腐蝕電位將由原來的Ecorr移至Eal，而金屬的腐蝕電流就由Icorr降到Ial。如果繼續(xù)增大外加陰極電流，使金屬的電位移至陽極的初始電位，即E=E0a，則金屬上的陽極溶解電流I=0，表示微電池腐蝕停止，金屬即得到了完全保護(hù)。每月對陰極保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，預(yù)測出管線腐蝕的趨勢，為管道平穩(wěn)運(yùn)行提供理論依據(jù)。陰極保護(hù)極化曲線圖如圖3所示。

圖3 陰極保護(hù)極化曲線圖

3.5 加強(qiáng)設(shè)備操作人員的專業(yè)能力及素質(zhì)培訓(xùn)

國家的科技在與時(shí)俱進(jìn)，工作人員的專業(yè)素質(zhì)也需要不斷提高。隨著技術(shù)的突飛猛進(jìn)，設(shè)備的精細(xì)化管理，在現(xiàn)代自動控制專業(yè)階段，需要打造專業(yè)的人才隊(duì)伍，穩(wěn)步推進(jìn)?；髽I(yè)管道運(yùn)輸形成可持續(xù)發(fā)展局面。

4 結(jié)語

基于油氣長輸管道設(shè)備特點(diǎn)，管理油氣長輸管道設(shè)備要遵守節(jié)能性原則、經(jīng)濟(jì)性原則、創(chuàng)新性原則。針對油氣長輸管道設(shè)備的管理與維護(hù)措施，需要注意加強(qiáng)培訓(xùn)設(shè)備操作人員的專業(yè)技術(shù)水平，不斷優(yōu)化設(shè)備配置，完善設(shè)備使用保養(yǎng)制度，通過科學(xué)管理，提高長輸管道生產(chǎn)穩(wěn)定性。