浅谈国际长输管道企业安全管理模式

石油天然气长输管道作为中国的第五大运输行业，是保障能源有效供应、运输的重要命脉之一，具有高效、经济、安全、环保的优势。预计到2025年，我国油气管网总长度将达到24万公里，其中，原油管道3.7万公里、成品油管道4.0万公里，天然气管道16.3万公里，基本实现百万人口以上的城市接入成品油管道，五十万人口以上的城市接入天然气基本管道。长输管道的安全平稳运行，对企业发展、社会稳定、国家能源安全以及人民生命财产安全都有着举足轻重的影响，因此，油气管道的安全管理成为大家愈加关注的问题。

据资料介绍，在世界范围内，管道运输已发展100多年。截至目前，全球油气管道干线的总距离超过200万公里，发达国家的原油管输量约占其总输量的80%，成品油长距离的运输基本采用管道输送，天然气管道输送比例也已高达95%。经过不断探索和积累，发达国家建立了较为完善的管道安全管理体系。

下面以美国管道安全管理为例，简介涵盖从宏观的监管机制、法规标准制定到应急联动，以及企业安全管理等内容。

一、监管机构

美国将油气管道提升到国家经济和能源战略高度进行管理，实行由联邦和各州合作监管的模式。在管道规划、选线、征地、运行、维护、应急、废弃等全生命周期等各个阶段都有对应部门负责，部门明确、权责明晰，具体如图1 所示。

图1 美国管道安全监管体系

此外，美国联邦政府要求各州建立“一号通报警系统”(one-call)，并向国家响应中心(NRC) 报告管道事故或沿线的异常事件。

管道安全办公室(OPS)建立了国家地理系统(NPMS)。根据管道利益相关方的类型，可获取不同等级的管道地图系统，公众也可获取管道位置信息和联络方式。NPMS也提供仅为国家和地方紧急事务使用的专用管道地图，是国家应急中心在应急响应和指挥决策时的技术支持平台。

此外，政府还设立了“811”挖掘咨询电话，强制要求施工单位在挖掘作业前72 h 要了解管道信息，通告施工方案和警示信息，从联邦法规层面预防挖掘施工损坏管道。

二、法规标准

美国的法规标准体系也是在多次油气管道重大事故促成下不断健全，形成了以联邦法律为主、推荐性行业协会标准为辅的多层级体系。（注：美国标准化组织遵循协商一致的原则制定推荐性行业标准，联邦法规如引用该标准条款则具有强制性。）

美国历年颁布的与油气管道相关的重要法规：

1968 年的《天然气管道安全法》和1979 年的《危险液体管道安全法》是美国管道安全领域的基本法律。

1988 年、1992 年和1996 年分别颁布了《管道安全再授权法案》、《管道安全法案》和《管道安全和合作法案》。

2002 年，《管道安全改进法案》是美国管道基于“完整性管理”理念建立的最重要的立法，规定了管道运营商实施完整性管理程序，在高后果区评估管道失效后果等内容。

2006 年，《管道检验、保护、执法和安全法案》规定联邦政府运输部（DOT）管辖第三方活动和挖掘破坏管道。

2011 年，《管道安全、监管和劳工法案》要求管道运营商为NPMS 提供管道数据信息、设置“一号通报警系统”、开展管道风险评价并向管道安全办公室(OPS)报告管道事故。

美国有关管道安全管理、完整性管理、应急响应及人员资质的代表性标准有：

1. API RP 1167-2016《管道SCADA 系统报警管理》、API RP 1168-2015《管道控制室管理》、API RP 1173-2015《管道安全管理程序》。

2. API Std 1160-2019《危险液体管道完整性管理规范》、ASME B31.8S-2016《气体管道完整性管理规范》。

3.  API RP 1174-2015《陆上危险液体管道应急响应推荐做法》、API RP 1162-2010《管道公众警示程序》、API RP 1175-2015《管道泄漏检测管理程序》、API RP 1166-2015《开挖监测和观测》。

4. ASME B31Q- 2014《管道人员资质认证》、API RP 1161-2014《液体管线操作人员资格评定指导文件》。

三、管道应急

美国的管道应急联动机制是由政府主导制定应急救援文件、应急设施建设、能力评估以及重大事故的应急统一指挥，详见图2。

图2 美国管道应急联动机制

事故指挥系统（incident command system，ICS）是美国实施应急指挥、控制和协调应急单位的一套工具，也是整合各单位，以达到稳定紧急状况、保护生命、财产和环境安全的一种办法，是美国联邦及各州应急管理机制的核心组成部分，现已成为美国应急管理中广泛采用的现场指挥体系标准。在发生重大事故时，应急相关的人员组织、资源调配和现场处置均通过ICS 系统控制实施，即将企业的人员、设备和可用资源整合成多个模块，包括调度控制、救援抢修、资源配送、后勤保障和经济赔偿等。

美国在应对重大事故时的通行做法是成立指挥部，负责事故现场的指挥调度，任命总指挥官，例如权威的应急管理专家、技术专家、消防队队长或法律授权的政府官员。总指挥官在应对和处置重大事故过程中拥有最高话语权和决策权。

美国管道企业也建立了事故指挥系统（ICS）。在管道应急抢修作业过程中，按照风险等级将事故现场划分为热区、温区和冷区，不同等级作业区有明确的个体防护装备要求，行动时严格执行分区作业。

四、企业管道安全管理

经查阅相关文献发现，长输管道的安全管理理论主要分为风险管理和管道完整性管理（Pipe Integrity Management）两类。

风险管理的目标是利用最低的投入得到最大的安全保障，从识别风险、评估风险到管控风险，从而减少或防止意外损失的发生，并确保企业生产经营活动安全顺利开展。风险管理目标通常包括最大限度地降低或控制风险及降低和控制事故发生的后果两方面。

管道风险就是管道发生事故的可能性和后果的综合量化。基于评价方法和技术特征的不同，把管道风险评价技术归纳为定量分析、定性分析和半定量分析三种类型。

油气管道的风险评价始于20世纪70年代的美国。由于多条石油和天然气管道的运行时间较长，极易发生事故，而一旦发生事故，即会造成不可估量的、包括人员伤亡和财产损失在内的严重后果，同时导致管道运营企业效益大幅下降，对上下游企业也会产生严重影响。基于此，美国率先采用风险分析技术评价油气管道的危险性，以期最大限度地降低油气管道事故的发生，并尽可能延长油气管道运行寿命，科学安排管道维修维护费用。

目前，国内外管道行业采用比较广泛且成熟的风险评价方法是肯特评分法，即美国海湾公司出版的《管道风险管理手册》。大多企业的安全评价和软件建模也是根据其基本原理编制而成。

管道完整性管理是指通过对管道系统的一系列检测、评价和维护措施的实施，使管道系统的故障率降低至社会和公众可接受的水平。其步骤主要包括对管道潜在危险的识别、数据收集及信息整合、风险评估、完整性评价、对完整性评价的响应等内容，流程如图3所示：

图3 完整性管理的实施流程

基于上述两种理论，形成了以完整性评价技术为核心的完整性管理和以风险评价技术为核心的风险管理。两类管理方法的整体思路大体是一致的，即识别/检测——评价——措施，并且都需要检测，但完整性管理针对的是管道全部运行因素，考虑的是保证管道持续运行的需要，而风险管理针对管段整体中有风险的项目，考虑失效后果，基本方法是计算失效概率。此外，完整性管理是一种主动预防的管理方法，注重管理过程的持续性，强调在管线生命期的设计、建造、运行直至报废等各个阶段都要进行持续不断地管理。而风险评价则是在管道运行期间，更注重管道当前的安全状况，强调对当前管道可能存在的风险进行识别、评价，采取有针对性的风险控制措施，使风险减低到可以接受的程度。

近年来，两种管理方法有逐渐融合到完整性管理的趋势，形成以管道安全为目标并持续改进的管道完整性管理体系，涉及管道设计、施工、运行、监控、维修、更换、质量控制、通信系统等全过程管理，并贯穿管道全生命周期。根据不确定因素，运用监测、检测、检验、试压等有效方法，对油气管道运行中面临的危险进行识别和分析，其核心内容包括数据采集、高后果区识别、风险评价、完整性评价、维修维护、效能评价等六部分，如下图所示。

图4 完整性管理体系基本框架

随着在役管道迅速增多，管道评价除了以侧重于管道失效概率，考虑失效后果的风险评价，以及基于管道处于完整状态保证长期安全运行的完整性评价外，还有一种基于管道的管体状况，以剩余强度为主的管道适用性评价，其产生背景是管道发生腐蚀后，管道的剩余强度、剩余寿命、可靠性以及安全性等均会发生一定改变。为保证管道安全可靠性的同时，又满足安全经济地运行，需要对含缺陷管道开展适用性评价。它是在管道腐蚀影响分析（腐蚀机理、腐蚀程度、腐蚀速率和缺陷尺寸确定）基础上以剩余强度计算的方式进行的。评价内容主要包括：管道失效分析、管道的剩余强度评价、剩余寿命预测、可靠性分析以及风险管理等四大部分，是以现代断裂力学、弹塑性力学和可靠性理论为基础的评价方法。三种管道评价技术相互关系如下图所示。

 

图5 三种管道评价技术关系图

除对管道开展多种评价外，发达国家在提升管道安全技术方面，尤其注重研发和提高管道监控系统及计算机网络管理系统的自动化水平。应用较多的是长输管道监控与数据采集系统(SCADA)，主要用于实现长输管线全线集中监控，密闭输送和优化运行。另外，融合管道原有的SCADA系统自动控制功能，并实现地理信息、数据采集、传输、储存和作图统一作业的地理信息系统(GIS)也已广泛应用于管道的过程安全控制、风险评估、事故隐患的监控和事故后紧急救援等多个环节。

此外，美国还十分重视管道事故后应开展的工作，并建立了管道失效数据库，形成失效数据采集上报、统计分析、公开发布的管理机制。失效数据库主要包含管道的基本信息和事故信息两方面内容，具体见下表。

表1 管道失效数据库包含的信息

通过建立管道失效数据库，根据管道基本信息中参数的差异来分析管道失效情况的变化，总结管道失效的趋势和主要影响因素，并应用一定的统计方法分析判断在油气管道安全评估、风险分析及可靠性设计中事故发生的可能性，为完整性管理和风险减缓方面的决策制定提供有效依据。

安全文化也是企业安全管理过程中不可忽视的部分。Maddin K 等人开展了适应管道行业的安全文化评价，以促进管道企业在所有业务层面改善安全文化，提高人身和过程的安全绩效。

中国是管道运输大国，油气管道是国家能源供给必不可缺的运输方式。保障管道的安全运行，关系着人民群众的生命财产安全及国民经济的发展，也是管道企业管理的重中之重。通过进一步学习和借鉴国外较为成熟的安全管理经验，有效开拓思路，促进国内长输管道安全管理水平的持续提升。