摘　要：阐述国内外城市燃气管道完整性管理的研究进展，介绍国外城市燃气管道完整性管理的法规和标准，提出燃气管道完整性管理体系，探讨了管理体系中的技术体系。

关键词：城市燃气管道  完整性管理  法规标准  管理体系  技术体系

Researcg on City Gas Pipeline Integrity Management and Technology System

Abstract：The researeh progress in city gas pipeline integrity management at home and abroad is described．Foreign regulations and standards for city gas pipeline integrity management are introduced．A city gas pipeline integrity management system is proposed and the technical system in the management system is discussed．

Key words：city gas pipeline；integrity management；regulations and standards；management system；technical system

1　概述

城市燃气管道完整性管理(Distribution Integrity Management Program，简称DIMP)是指燃气运营企业根据不断变化的管道因素，对管道运营中面临的风险因素进行识别和技术评价，制定相应的风险控制对策，不断改善识别到的不利影响因素，从而将管道运营的风险水平控制在合理、可接受的范围内，最终达到持续改进、减少和预防管道事故发生，经济合理地保证管道安全运行的目的^[1-2]。

2　城市燃气管道完整性管理研究进展

国外油气管道安全评价与完整性管理始于20世纪70年代的美国，至90年代初期，美国的许多油气管道都已应用安全评价与完整性管理技术来指导管道的维护工作。美国油气管道完整性管理较早在长输油气管道开展。为指导长输油气管道完整性工作，美国机械工程师协会制定了ASME B31.8S《天然气管道完整性管理系统》，美国石油学会制定了API ll60《危险液体管道完整性管理系统》^[3-4]。

城市燃气管道完整性管理的研究从2000年左右开始。2005年，美国国家管道和危险材料安全管理局(Pipeline&Hazardous Materials Safety Adminis-tration，简称PHMSA)、燃气输配工业协会和国家管道安全协会共同发布了《燃气管道完整性管理第一阶段调研报告》。该报告指出，PHMSA实施的危险液体管道和输气管道完整性管理并未对城市燃气管道提出要求，但是针对燃气输配管道的完整性管理非常必要。开展完整性管理最有效的方法是制定高层次的法规和标准，由联邦政府发布，指导全国完整性管理工作开展。该报告强调，应当在2年内制定针对城市燃气管道的完整性管理法规，这样燃气运营企业可以在2008年时参考法规要求制定完整性管理方案，2009年推行完整性管理。该报告还指出美国部分州的燃气企业在防止第三方损坏和开挖方面的做法对于降低管道事故是有效的，应当纳入完整性管理的范畴^[5]。

近年来，我国城市燃气行业开始开展城市燃气管道完整性管理的研究与实践工作。2012年，Gl3／T 50811—2012《燃气系统运行安全评价标准》发布，推动了完整性管理的发展。国内大型燃气企业如北京燃气集团、深圳燃气集团、中国石油昆仑燃气公司等也开展了完整性管理研究工作。

3　国外燃气管道完整性管理法规和标准

燃气管道完整性管理法规和标准是实施管道完整性管理的重要指导性文件。为了有效推进燃气管道完整性管理工作，美国、加拿大等国家燃气管理和研究机构制定了相关的法规和标准，主要的法规和标准见表l。表l中APGA是美国公共燃气协会的简称，GPTC是美国燃气协会(简称AGA)的下属机构燃气管道技术委员会的简称。

2009年，美国联邦法规中增加燃气管道完整性管理的内容，其CFR l92的P部分明确指出，2011年8月2日以前所有燃气企业必须实施管道完整性管理，并提出了燃气管道系统(包含液化石油气系统)开展完整性管理的最低要求。随后，美国的城市燃气管理机构和研究机构发布了一系列规范性文件，提出了完整性管理的操作方法。同时，美国燃气相关研究机构研发了完整性管理商业软件，这些软件可以帮助燃气企业制定完整性管理方案。其中影响力较大的软件有美国新世纪软件公司(New Century)根据联邦法规条例要求开发的燃气管道完整性管理软件系统。以上法规和标准及商业软件有效地促进了美国燃气管道完整性管理技术的发展。

4　城市燃气管道完整性管理体系

燃气管道完整性管理体系是针对燃气管道完整性管理的计划、实施、效能、质量、评审、培训、改进等内容，建立具有规定性、强制性、科学性的可执行、可操作、可遵循的管理文件、技术文件及技术标准。该体系划分为管理体系和技术体系，其中管理体系包括法规标准、管理手册、体系文件及管理方案等；技术体系包括对燃气管道运营中各种问题的发现、分析、解决、改进等^[6]。

根据国外城市燃气管道完整性管理研究成果，结合我国长输管道完整性管理成功经验，提出城市燃气管道完整性管理流程和主要内容。城市燃气管道完整性管理的顺利开展需要建立总体框架，明确完整性管理的方针、工作内容、实施流程，以解决国内相关工作不够系统全面的问题，提升管道管理水平。城市燃气管道完整性管理的6个关键环节为数据管理、泄漏管理方案、风险评价、完整性评价、维修维护和效能评价，这6个环节涵盖了管道完整性管理工作的各个阶段，指明了开展燃气管道完整性管理的主要内容和工作顺序。

5　完整性管理技术体系

管道完整性管理的技术体系主要由数据管理、风险评价、管道检测与完整性评价、监测、管道修复、完整性管理技术平台、泄漏管理等技术构成。

①数据管理技术

管道完整性管理首先是对管道数据进行管理，数据是管道完整性管理的重要基石。燃气管道完整性管理涉及的数据可分为3大类：a．管道空间数据，主要指管道中心线控制点坐标、高程、遥感影像以及重要管道设施(弯头、阀门、调压站)坐标和埋深。b．管道属性数据，主要指管道设施(阀门、弯头、防腐层、焊缝、钢管信息、调压站)数据、管道阴极保护数据、管道杂散电流干扰情况、管道基础地理信息数据(公路、铁路、水文、地震带、土壤腐蚀性等)。c．管道运行管理数据，主要指管道日常巡线、阴极保护、水工保护、第三方破坏、应急抢险、检测评价数据等。针对城市燃气管道的数据管理，应当首先根据其属性和特点，制定完善的数据采集与处理的规范性文件。通过建立数据管理作业文件，可有效规范数据采集过程和数据保存的格式。

②风险评价技术

风险评价是指识别出对管道安全运行产生不利影响的风险因素，评价事故发生的可能性和后果，综合得到管道风险大小，并提出相应风险控制措施的分析过程^[6]。风险评价是完整性管理的关键环节，应根据评价范围、复杂程度采用不同的方法和技术。管道风险评价流程见图l，其中的几个主要环节一般为风险因素识别、失效概率分析、失效后果分析和风险分级。

③管道检测与完整性评价技术

管道在建设和运营过程中，由于各种原因不可避免地会产生凹陷、变形、腐蚀以及由于外力产生的破坏、位移等，造成管道变形、泄漏、爆炸等失效模式，导致输气中断、人员伤亡、财产损失、环境破坏等失效后果。完整性评价是利用基于风险的燃气管道安全检测技术，评估管道现行状态，确定维修维护措施与再评价周期的过程。由于城市燃气管道与长输管道在管材、管径、压力等级、连接方式等各方面存在较大差异，适用于长输管道上的完整性检测方法不可直接移植于城市燃气管道。目前国内外用于燃气管道的检测与评价技术主要有在线检测、压力试验和直接评价3方面，见表2。

④监测技术

监测技术主要包括腐蚀监测、内外壁壁厚监测、沉降变形定量监测、一般性监测与检验、线路监测、地质位移监测和运行参数监测等多方面内容。监测技术是完整性管理的重要内容，其作用为：为科学管理与决策提供依据；预防事故发生；预测设备寿命；改善管道运行状态，提高设备的可靠性，对管道安全、保证操作人员安全和减少环境污染等方面起到有益的作用；有利于分析影响管道完整性的原因，了解失效过程与管道运行工艺参数之间的关系，评价技术方法的实际效果。

⑤管道修复技术

燃气管道运营企业应按照管道内外检测、试压、直接评估中发现的危险缺陷的严重程度，确定缺陷点维修的时间表。修复方法主要包括：换管，打磨，钢制修补套筒A型套筒，钢制保压修补B型套筒，玻璃纤维修补套筒，焊接维修、堆焊、打补丁，环氧钢壳修复技术，夹具维修等临时抢修。

⑥完整性管理技术平台

城市燃气管道完整性管理需要根据燃气管道完整性管理的特点和运营管理的发展趋势，研制一套适合燃气管道完整性管理的信息平台。燃气管道完整性管理信息平台建设还需要强有力的关键技术支撑，这些关键技术主要包括：管道数据模型技术、高分辨率的卫星遥感和数字航测技术、3S(全球定位系统GPS、遥感系统RS和地理信息系统GIS)一体化技术等。

⑦泄漏管理技术

泄漏管理工作主要依靠可靠的泄漏管理方案，燃气运营企业在制定泄漏管理方案时，应当包含5个基本要素：泄漏点定位，分析与泄漏点相关联的风险因素，进行泄漏分级，确定泄漏检测优先级，自我评价与记录保存。

城市燃气管道分支多，接口和阀门也较多，存在多处动密封和静密封，管道发生的泄漏事故远远多于长输管道。因此，完整性管理方案重点应该放在识别造成泄漏的因素和泄漏点的定位，同时加强泄漏发生时的应急处理。

6　结语

①美国从2005年左右开始投入较多的力量研究城市燃气管道的完整性管理方法，PHMSA、GPTC和APGA等机构制定了燃气管道完整性管理相关法规、标准。

②城市燃气管道完整性管理体系包含管理体系和技术体系，管理体系是指法规标准、管理手册、体系文件及管理方案；技术体系主要由数据管理、风险评价、管道检测与完整性评价、监测、管道修复、完整性管理技术平台、泄漏管理等技术构成。

参考文献：

[1]董绍华．管道完整性管理体系与实践[M]．北京：石油工业出版社，2009：10-13．

[2]崔涛，冯庆善，杨祖佩，等．新建管道完整性管理理念探索[J]．油气储运，2008，27(10)：4-5．

[3]王蕾，李l阢燃气输配管网完整性管理的探讨[J]．煤气与热力，2006，26(9)：16-l9．

[4]宋袜昕，姚安林，徐涛龙．城镇燃气管道建设期完整性管理研究[J]．煤气与热力，2011，31(3)：B36-B40．

[5]杨玉锋，周利剑，张海健，等．美国城市燃气输配管道完整性管理研究[J]．煤气与热力，2013，33(6)：B01-B05．

[6]王婷，郑洪龙，宋汉成，等．城市燃气管道的完整性管理[J]．油气储运，2012，31(3)：184-187．

本文作者：杨玉锋  齐晓忠  李杨  魏然然  葛新东

作者单位：中国石油管道科技研究中心油气管道输送安全国家工程实验室

  中石油昆仑燃气有限公司

  中国石油天然气管道局设备管理中心

  中国石油天然气管道局国内事业部