管道设计完整性研究

[摘 要]上世纪90年代末，一些重大管道事故的发生彰 显出管道完整性管理的重要性，并推动了管道完整 性管理技术的长足发展。国际大型管道公司都将管 理重点放在了管道的安全可靠性上，发达国家政府 和议会也积极参与到管道完整性管理的计划中，制 定和出台了一系列标准规范和法律法规，逐渐形成 了较为完整的管道完整性管理体系，其最终目标是将有限的资金最有效地用于降低管道风险，提高管道运行的安全。

[关键词]设计；安全；数据；完整性；管理

中图分类号：TE973.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0135-01

据相关新闻报道，未来5年，中国石油规划新建长输管道总里程达4万km以上。如此巨量的管道工程，途经地区地质情况复杂，对工程建设技术、工期、质量、安全环保等均提出了更加严峻的挑战。但是目前管道建设设计数据陈旧、施工变更大、运行数据缺乏、数据记录形式不统一、各环节数据在不同部门保存且格式混乱等现状严重影响管道完整性管理，直接对管道安全运行造成潜在威胁。

1 完整性管理

1.1 管道路由选择的工程建设的精髓。

原则是符合国家法律法规、行业标准规范、具有可实施性和可操作性。依照相关规范，结合锦郑管道实际，我们得出以下几点：

（1）做好本专业的统一技术规定，使线路踏勘、现场信息搜集和路由协调工作规范化，为线路路由方案比选提供统一基准；

（2）现场踏勘与专家现场审线结合，以便推荐出更加合理的线路路由方案；

（3）加强与七项评估单位的互动和沟通，便于线路路由优化；

（4）现场踏勘配备专业要全面，使线路方案比选更客观合理；

（5）现场资料和踏勘报告应该详实丰富，以便于方案比选。

随着我国经济发展加快、城乡规划日益增多、用气单位区域分布广泛、建设外部环境越来越复杂、相关法律法规要求越来越高、东西部地方政府要求差异大，管道建设过程中涉及的相关利益方越来越多、地方政府批复约束性差、控制性工程方案确定性不足等因素导致管道路由选择难度越来越大。

根据目前形势，客观分析管道建设的长远利益，建议管道路由应加强以下4各方面工作：

（1）加大设计的投人和工作深度一现场多调研，多结合，多记录；

（2）提高路由协议的签订层次与约束力一加大外协力度，确保路由确定性；

（3）提前开展控制性工程的勘察，提高设计方案的可实施性一重点工程，重点对待；

（4） 加强与七大评估的结合，减少反复；

（5） 据统计，管材投资占长输管道工程总投资的40%，无论是从经济角度，还是从技术角度选择一条规范性、科学性、合理性和可操作性的路由非常关键。

1.2 数据收集是长输管道设计的依据

管道设计阶段的数据资料将直接决定后续所有工作的准确性和可操作性。建立科学完善的数据采集和管理系统无论是对管道设计、施工、投产、运行和维护具有重要的现实意义。在数据收集过程中，以下细节问题必须得记录清楚：

（1）管道长度、设计压力、管径、壁厚、埋深、中线坐标等数据、沿线弯头、弯管位置数据；

（2）管道大中型穿越、线路截断阀室位置以及相应技术参数等数据、管道水工保护位置、形式数据；管道穿越地下障碍物位置，埋深等数据；

（3）管道外力损伤、温度、应力强度数据；管道防腐层、阴极保护技术数据、焊缝和关键部位的无损检测数据；管道材料理化性能测试，失效分析评价数据；

（4）地质断层及地震效应数据、地面沉降及土壤稳定性数据、及其腐蚀性数据；土壤粘度及土质等级数据、河流冲刷及洪水频率数据、地形地貌及气象条件数据；交通道路及社会依托数据、人文社科及法律法规数据；

（5）说明管道沿线地区等级的分类情况，说明天然气管道的设计系数选用情况。对于人口密集区等特殊区域，说明从设计系数选用方面所做的特殊考虑。

（6）钢管材质、壁厚、等级、制管方式、化学成分和力学性能等参数的选用依据。

（7）管道经过城镇规划区和人口密集区时，说明管道在设计系数、管道壁厚、管型选择、管道埋深、无损检测、地面标识等方面采取的措施。

（8）说明管道经过保护区、风景区、水源地、文物保护区等环境敏感区地段的情况，并说明管道在设计系数、壁厚、无损检测、水工保护、阀室设置和作业带设置等方面采取的措施。

（9）管道经过采空区和矿产资源区的情况。矿产压覆报告和地质灾害评价报告结论，并说明对其提出的要求和建议的落实情况。

（10）地震强震区及地震断裂带段时，应说明管道抗拉伸和抗压缩应力计算结果，并说明不满足抗震应力核算的管段在管材选择、管沟开挖、回填土等方面所采取的措施。

（11）管道经过不良地质区域时，应根据地质灾害评价结果，说明管道经过的滑坡、不稳定斜坡、泥石流、危岩和崩塌等地质灾害情况，并说明所采取的措施。

（12）说明管道经过湿陷性黄土、盐渍岩土、膨胀岩土、多年冻土、风沙等特殊岩土段的分布情况，并说明设计在管道壁厚、管道敷设和水工保护等方面米取的措施。

（13）并行（同沟）敷设地段，说明与已建管道的并行关系，列表说明起止点、并行长度、岩土情况，并说明设计在并行间距、敷设要求、管道壁厚、无损检测、防腐、阴保、水工保护、管道标识等方面米取的措施。

（14）管道与高压电力线和电气化铁路的并行情况，其电压等级、并行间距、并行长度等，并说明设计在管道壁厚、管道敷设、防腐、阴保、排流、检测等方面采取的措施。

（15）说明管道沿沟谷地段敷设情况，重点说明沟谷的地质、水文情况和沟谷岸坡侵蚀情况，以及在管道敷设位置、管道埋深、水工保护等方面采取的措施。

（16）复杂山区段管道的敷设情况，管道翻越高陡边坡和大段横坡敷设地段的分布、下覆地质和设计在管道敷设方式、管道埋深、水工保护和边坡支护等方面采取的措施。

（17）说明管道沿软土、水网地段敷设情况，重点说明软土、水网地段的地质情况，以及水网耕作区、水产品养殖区、河道清淤等人为活动情况。说明设计在管道埋深、稳管、护管、水工保护、管道标识等方面采取的措施'

（18）说明管道阀室设置情况，重点说明对阀室设置和选型的特殊考虑，如在全新世活动断裂带和特殊敏感目标两端增加阀室设置等。

（19）说明沿线伴行路设置情况，说明伴行路执行的标准和主要技术指标。

（20）对穿越工程，应针对存在的风险因素，论述采取的安全措施，包括但不限于：挖沙、抛锚、通航安全、冲刷、堤防沉降、敏感点保护、施工安全等。论述穿越工程在管材选用、焊接及检验、试压、防腐等方面采取的措施。

（21）存在的风险因素，逐条论述采取的安全措施，包括但不限于泥石流、洪水、雪崩、崩塌、涌水、涌沙、瓦斯、有毒气体、渣土堆放、施工安全等方面。论述穿越工程在管材选用、应力分析及热补偿、焊接及检验、试压、防腐等方面采取的措施。

（22）说明管道沿线的高等级（二级以上）公路和铁路交叉及穿跨越方式。公路、铁路穿越时防止地表沉降的措施，以及穿跨越在穿越结构、管材选用、焊接及检验、试压、防腐等方面采取的措施。

2 结束语

设计是工程建设的灵魂和成败的关键，在设计阶段就将管道定格于规范、科学和安全的环境下，为管道平稳运行建立最基础最根本的保障。施工和运行提前介入设计过程，严格执行设计正确的设计方案，并为设计提供合理的现场情况和实践经验，减少后续变更，避免因变更手续和管理界面导致设计数据和参数的混乱。

参考文献

[1]何利民.油气储运工程施工[M].北京：石油工业出版社，2006：22-23.

[2]董绍华.管道完整性技术与管理[M].北京：中国石化出版社，2007：15-18.

[3]姚伟.油气管带地质灾害风险管理技术[M].北京：石油工业出版社，2010：45-46.