作者：董绍华,帅健,张来斌
出版社：石油工业出版社
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油气管道完整性检测评价技术试读：
前言
石油天然气的易燃、易爆、有毒、腐蚀等性质决定了其固有危险性，同时石油天然气的生产、加工、储存、运输等工艺的特殊性也决定了石油工业是一个高风险的产业体系。近年来，全球发生多起油气行业重特大事故，造成重大人员伤亡、财产损失和环境破坏，社会影响巨大，公共安全受到严重威胁，石油天然气行业的安全管理成为社会发展的重要指标。
本套教材主要面向油气工业安全，以油气安全工程风险、事故致因、检测评价等技术为主要研究对象，综合运用工程技术和管理科学等知识，辨识和预测存在的风险因素，防止油气生产事故发生或最大限度减轻事故损失。本套教材共计8本，以满足石油类院校的教学需求为目标，兼顾油气生产现场技术人员学习的需求，由中国石油大学（北京）
油气安全工程系列教材编委会
组织编写，力求覆盖整个石油工业勘探、开发、炼化、储运各个环节。本书全面分析了国内外技术进展，紧紧围绕GB 32167《油气输送管道完整性管理规范》的要求，提出了管道行业面临的挑战和机遇，下一阶段要着力解决建设期数据的移交、数据对齐入库、地区等级升级地区管控、定量风险评价与管理、精准完整性评价等问题，逐步扩展到全生命周期的管道智能化管理，对于管道安全管理意义重大。
本书全面总结了国内外管道行业发生的重大案例，按照GB 32167的要求，阐述了线路和场站完整性评价关键技术的进展，如适用性评价技术、低温可靠性、地区等级升级评价等技术进展情况，分析了管道企业完整性评价标准体系的架构，提出了企业级完整性检测与评价标准组成和内容；阐述了完整性评价基础理论的技术核心，并通过案例分析了内检测评价（ILI）、直接评价（ICDA、ECDA、SCCDA）、试压评价技术应用过程，更具有针对性和实践性；研究了管道适用性评价的关键技术和适用性评价模型，开发了管道完整性超级评价软件系统，针对管道出现的地质灾害等多种风险因素进行了评价分析，案例全部来源于生产实践，具有很好的示范作用。
本书集成了国内外已有先进的管道完整性评价技术、方法，结合我国油气管道的特点，建立了系统的油气管道完整性监测评价技术体系，并在国内管道成功应用。本书总结了管道腐蚀评价技术，分析了杂散电流产生原因和防护方法，提出了管道系统SCC、HIC腐蚀评价方法，阐述了焊缝缺陷自动识别技术，提出了焊缝图像处理、传统边缘检测、融合算子边缘检测以及缺陷识别方法，对于管道焊接图像的识别具有重要意义。
本书第一章由董绍华、帅健、张河苇编写；第二章由董绍华、张来斌、王同德、王联伟编写；第三章由张来斌、董绍华、邸鑫、耿丽媛、王同德编写；第四章由李强、王良军、王联伟编写；第五章由董绍华、帅健、叶迎春编写；第六章由向勇、殷鹏刚、刘刚、王同德编写；第七章由张河苇、董绍华、谢书懿、孙玄、郭诗雯、刘宗奇编写。
在本书编写过程中，得到了中石油北京天然气管道有限公司费凡、周永涛、董秦龙、王东营等同志的大力支持，他们给本书提供了宝贵的第一手资料，在此一并感谢。
由于笔者水平有限，书中错误和不足之处在所难免，诚恳广大读者批评指正。编著者2017年12月1 概述1.1 国外管道事故案例分析
据美国联邦管道与危险物质安全管理局统计，在1990—2010年间，美国共发生了2840起重大燃气管道、天然气管道事故，包括992起致死或致伤事故，共致323人死亡，1372人受伤。天然气管道老化问题已经导致了十分严重的后果。
根据美国统计数据的分析，自1990年以来，有超过5600起上报8的泄漏事件涉及陆基危险液体管道，泄漏总量超过1.1×10gal，其中主要是原油和石油制品。管道和危险材料安全管理局认为有超过一半（每年至少发生100起以上）的泄漏事件属于“重大”级别。这个级别意味着除其他因素之外，还发生了火灾、严重的伤害或者恶性死亡事故，或者至少产生了2100gal的泄漏量。
与其他运输方式相比，管道运输泄漏造成的年事故率较少，但管道事故却可能是灾难性的。管道泄漏是由多种原因导致的，如第三方破坏、腐蚀、机械故障、控制系统故障、操作失误及自然灾害等。
自2002年以来，发生在美国、加拿大的所有泄漏事件中，有50%都是由设备故障、建设缺陷和其他与管道有关的技术问题引起的。腐蚀问题在管道安全局看来是不同于设备故障的，腐蚀是导致泄漏的第二大主导因素，在统计的时间段内所占比例接近¼。
2000年8月，发生在美国新墨西哥州Carlsbad附近的天然气管道爆炸造成12名露营者死亡。该管道属于El Paso天然气公司（El Paso Natural Gas Company, EPNG），内腐蚀引起的管壁严重减薄是造成这次管道事故的直接原因。发生在1999年8月华盛顿州的成品油管道4事故，导致3人死亡，25×10gal汽油泄漏着火，风景区受到严重污染。这两起管道事故的发生，直接引起了管道完整性管理在美国的立法，美国国会于2002年通过了《管道安全改进法案》，这是美国管道完整性管理方面最重要的立法，首次以法律的形式明确要求执行管道完整性管理程序，即要求管道运营商定期采取内检测、压力试验和直接评价方法评价管道系统的完整性，并要求建立一套程序化的管理体制，最大限度地确保管道安全。1.1.1 腐蚀因素和机械损伤因素导致泄漏的事故（8起）（1）2010年7月27日，加拿大Enbridge公司从美国印第安纳州向4加拿大安大略省输送石油的管道发生故障，导致80×10gal（约33028m）石油泄漏进入一条河流，而这条河流是密歇根州卡拉马祖河的支流。漏油杀死了河流中的鱼类，包括一些濒危的野生动物。
这条石油管道的所有者是加拿大能源运输及物流公司——Enbridge公司，管道穿孔导致漏油事故。该公司管理人员发现漏油现象后立刻关闭了石油管道的阀门。这条直径76cm的石油管道，每天443可以将800×10gal（约3×10m）石油从美国印第安纳州格里菲斯输送到加拿大安大略省萨尼亚。这条管线名为Lakehead管线系统，是世界上最大的输油管道之一。（2）2010年9月10日，Enbridge公司Lakehead管线系统的6A管线发生漏油，此前在美国伊利诺伊州位于芝加哥郊区的Romeoville市周围发现原油泄漏，管线在当日已关闭，且漏油已被控制。
Enbridge公司Lakehead管线系统的经营时间已近60年，负责将加拿大约70%的原油输入美国。加拿大是对美国最大的石油出口国，在输往美国的原油中，经由Enbridge公司管线输出的比重最大。其中，Lakehead管线系统的6A管线是该公司在该地区主要的1900mile管线之一，是由加拿大西部运输原油至美国的主要运输管道之一，6A管线的输油量占美国原油总进口量的7%～8%。6A管线管径约36in，每4日运输量为67×10bbl轻质合成、中重级原油。管线泄漏后，Enbridge公司按照国家相关规范和公司安全及环境相关标准，随即进33行了油品的清理工作，泄漏量约970m，回收了960m。（3）2011年5月7号，在美国内华达州，TransCanada公司4Keystone管道沿线的一座泵站泄漏了将近1.7×10gal油砂类型的原油，这条管线与公司建设中的XL线相连。当地居民报警并迫使该公司关闭这条输油管道。（4）加拿大Enbridge公司Norman Wells原油管道等3起泄漏事故。2011年5月11日，加拿大Enbridge公司宣布：由于Norman Wells原油管道发生泄漏，停止该管道的原油输送，管道泄漏位置位于加拿大Northwest Territories Wrigley南50km处。Norman Wells原油管道用于加拿大Northwest Territories的Norman Wells与Alberta的Zama间的3原油输送，日输送量可达6265 m。（5）同期，与Norman Wells相连的美国平原管道公司（Plains 3All American Pipeline LP）Rainbow管道发生破裂，导致4532 m原油泄漏， Rainbow管道泄漏事故也是导致Enbridge暂停Norman Wells管道的直接原因之一。（6）同期还有其他北美管道泄漏事故，如Kinder Morgan Energy Partners Trans公司位于Alberta Edmonton西部的Mountain管线发生原油渗漏，对附近农场造成污染，导致管线停输。（7）2012年6月7日晚加拿大西部艾伯塔省发生一起石油管道泄漏事故，漏油数量大约为1000～3000bbl。事发地点位于艾伯塔省中西部的森德镇，距离人口约9.2万的红鹿市约100km。泄漏的原油流入当地红鹿河的支流，加拿大平原中流公司在美国40多个州和加拿大5个省份经营业务，涵盖范围包括原油运输、销售、存储，同时包括液化石油气的销售和储存等业务。（8）2012年7月27日加拿大Enbridge公司的Line 14管道在美国威斯康星州（Wisconsin）靠近大沼泽地（Grand Marsh）段发生石油泄漏事故。Enbridge管道公司控制中心检测到该管线压力下降，操作员立即关闭管线，应急人员也立即被派往事故现场。泄漏油品在G县道西侧进行收集，大部分位于管道右侧，原油泄漏量约为1200bbl。Enbridge公司在美国威斯康星州的石油管道，是芝加哥地区的炼油厂4为加拿大提供约1200×10bbl（190000L）原油的主要输送管道。该管道管径24in，1998年安装，日输量317600bbl，主要向芝加哥地区的炼油厂输送轻质原油。该线为Lakehead管线系统的一部分，为Enbridge能源公司拥有。Enbridge对此次事故负有全责，并将对发生事故的管段进行换管。1.1.2 检维修期间引起的事故（3起）（1）2009年6月9日，在美国北卡罗来纳州加纳市康尼格拉食品公司Slim Jim肉类加工厂发生的一起天然气爆炸事故中，有6名工人死亡，67人受伤。（2）2010年2月7日，在美国康涅狄格州米德尔顿Kleen Energy能源公司一座在建电厂发生的一起天然气爆炸事故中，6人死亡，50人受伤。这次事故是在吹管清扫过程中发生的。
这两起事故都存在可能造成更为严重的财产和生命损失的隐患。美国化学安全与危险调查委员会（CSB）对这两起事故进行了调查，并研究了近年来在美国发生的其他严重燃气事故。这两起爆炸事故均是在有工人在场并存在（点）火源的情况下，因计划内作业活动导致易燃天然气大量泄漏而造成的。（3）2007年11月28日下午3点45分左右，加拿大能源公司Enbridge输往美国的石油管道在美国明尼苏达州的端口发生大火并爆炸，导致3名员工死亡，迫使Enbridge公司关闭了大部分干线输油管道，导致加拿大向美国中西部炼油厂的原油供应中断。大火和爆炸导8致美国原油库存量下降到15.23×10bbl，这是2005年10月以来的最低纪录，这令油价当天飙升超过3美元。石油公司员工曾更换过一个管道的部分零件，而管道重新启动时，某个连接处松开，导致油喷进而着火。1.1.3 第三方施工引起的事故（3起）（1）2010年6月8日，美国得克萨斯州北部靠近俄克拉何马州边界的利普斯科姆县一个小镇发生一起天然气管道爆炸事故，导致2人死亡，3人受伤。一家污垢处理公司的工人在用推土机从一个土坑挖土时，意外碰到天然气管道，引起爆炸。（2）2010年6月7日，美国得克萨斯州中北部的约翰逊县发生一起类似爆炸事故，造成3人死亡，至少10人失踪。当时工人正用挖掘机挖洞，准备安装一根电线杆。爆炸是由挖掘机挖到天然气管道引起的。（3）2010年9月9日，美国加利福尼亚州旧金山国际机场圣布鲁诺镇附近发生天然气管道爆炸事件，并引发大火。事件造成7人丧生，当地近40栋房屋被烧毁。一辆正在施工的挖掘机挖断天然气管道，引发爆炸，大火旋即蔓延至一旁的居民区。爆炸引发的大火持续燃烧超过12小时，直到10日晚消防人员才将其扑灭。4
美国所有地下天然气管道全长将近48×10km，其中超过60%管道埋设于20世纪50年代至60年代，而且大多数没有包上如今常用的防腐蚀“外套”。而此次发生爆炸的天然气管道埋设于1956年，就属于40年以上的“高龄”管道。2010年9月11日，加利福尼亚州副州长马尔多纳多要求加利福尼亚州管道与危险物质安全委员会对圣布鲁诺地区所有地下管道实施“完整性评价”。他还下令进一步检查和调查其他位于“高风险区域”的地下管道，包括穿过圣马特奥县的三条输气管。
美国目前正有数以千计的天然气管道面临因老化引起的爆炸或泄漏危险。由于政府将检查和维修的责任下派给公司，公司又不愿支出过多费用，因此导致很多管道年久失修。迫于公众压力，太平洋煤电公司（PG&E）20日公布了公司6700mile方圆辖区内100条最危险的天然气管道段名单以及位置，圣布鲁诺大爆炸中的管线则未在名单之列。最危险管线名单包括湾区中半岛、佛利蒙特、圣荷西、苗必达等多个地段。加利福尼亚州公共事业委员会此前已经要求PG&E彻查其在北加利福尼亚州和中谷地区的所有管线。1.1.4 地质灾害环境冻土引起的事故（1起）
Alyeska管道公司在2011年1月8日早晨发现其运营的阿拉斯加一输油管道泄漏后，被迫将其管道关闭。这一输油管道负责将石油从普拉德霍湾（Prudhoe Bay）运输至阿拉斯加南部瓦尔迪兹港（Port Valdez），全长1280km，运油量占全美石油总产量的12%。Alyeska管道施工开始于1975年，1977年6月20日投产。
管道泄漏处位于临近1号泵站的一段包裹混凝土的管道上，1号站是这条管道的首个泵站。由于在输油管外包裹了一层混凝土，未发现有石油渗透，泄漏不会对环境造成影响。事故发生后石油开采商将日平均开采量减产至原来的5%，但阿拉斯加南部瓦尔迪兹港口尚未受到影响，油轮仍按照预期装载石油正常进出港。
Alyeska管道是一个成功设计和运行的针对各种复杂冻土环境的管道工程项目，涵盖了极地环境、三大山系、诸多河流和重大活动断裂区。然而，每次Alyeska管道或相关的油气设施有一点点问题，都会成为媒体关注的焦点，例如1989年瓦尔迪兹港油轮泄漏、2001年的枪击事件、2006年普拉德霍湾油田地区因多年电化腐蚀而导致的油田集输管道泄漏和长时间关停。但环境问题需要周密考虑，制定前瞻性和针对性的突发性事件应急对策、方案和进行技术研发、积累。由于冻土地带的管道与常温下的管道所处环境有很大差异，具有较强的特殊性，更应考虑低温、冻土冻胀融沉等多种因素的影响。1.1.5 事故分析
总结2009—2012年这三年发生在美国和加拿大15起管道泄漏、污染、爆炸事故，其中3起是由管道第三方施工引起（20%），3起是由检维修作业过程中误操作引起（20%），1起是由管道地质冻土环境位移导致（6.7%），8起是由管道腐蚀因素和机械损伤引起的液体管道泄漏（53.3%）。这说明北美管道腐蚀（主要是老管道多）、第三方施工、不正确的操作是引起管道事故的主要原因。
基于上述管道原因，急需适用、有效的管道完整性评价手段和方法，对腐蚀高发区管道开展完整性评价。
管道的完整性评价始于20世纪70年代的美国，当时称为管道安全评价。安全评价范围更广，侧重于管理因素、风险等多方面引起的影响，包括第三方破坏、外界干扰、风险隐患、风险评价等。发展到20世纪90年代初期，全球大多数管道发生了事故，引起泄漏或损伤，管道运营公司建立了更侧重于预测、预防管道本体的损伤和失效为目的的评价方法，即管道承压能力、剩余强度和剩余寿命评估，以及材料性能变化、风险削减和措施等，发展成为更为专业化的评价技术。美国的许多油气管道都已应用了完整性评价技术来指导管道的维护工作，随后加拿大、墨西哥等国家也先后于20世纪90年代加入了管道风险管理技术的开发和应用行列，至今为止均已取得了丰硕的成果。
世界各大管道公司采取的完整性评价技术内容包括：管道失效评价技术、管道风险评价、地质灾害与风险评价技术、管道安全运行的状态监测技术（腐蚀探头监测、管道气体泄漏监测、超声探伤监测、气体成分监测、壁厚测量与监测、粉尘组分监测、腐蚀性监测等）、管道状况检测技术（智能内检测、防腐层检测，土壤腐蚀性检测等）、结构损伤评价、土工与结构评价技术、腐蚀缺陷分析和评定技术，以及其他先进的管道维护技术管理等。1.2 国内管道事故案例分析4
我国石油天然气管道当前总数量达到12.5×10km。管道运输已是我国五大运输产业之一，对国民经济起着非常重要的作用，被誉为国民经济的动脉。随着国民经济的发展，国家对长输管道的依赖性逐渐提高，而管道对经济、环境和社会稳定的敏感度也越来越高，油气管道的安全问题已经是社会公众、政府和企业关注的焦点，政府对管道的监管力度也逐渐加大，因此对管道的运营者来说，管道运行管理的核心是“安全和经济”。
当前中国管道的现状不容乐观，中国油气管道多为20世纪70年代所建设和近年来新建的管道。随着运行时间延长，老管道事故时有发生。其中最突出的是东北输油管网和西南油气田天然气管网。四川地区12条输气管每1000km的管道事故发生率平均为4.3次／年，表1.1为四川输气管道在1969—2003年的事故统计。由于四川地区大部分输气管道已接近或超出服役期，加之早年管道制管、施工焊接技术水平及管材材料等问题，管道的腐蚀问题日益凸现。表1.1 1969-2003年四川输气管道事故统计
东北和华北、华东地区输油管道泄漏事故总和每年发生率都在20次左右。2010年5月2日18时12分，山东东营至黄岛原油管道复线胶州市九龙镇223号桩处的管线发生破裂，随即喷出50余米高的油柱，1个小时后才停止下来，现场附近的水沟、马路和农田被覆盖了浓浓的原油，东黄复线紧急停输。在随后的调查中发现此系地方违章施工所致，事故共造成了240t原油的外泄。2012年4月，中石化秦京输油管道在北京通州地区发生原油管道泄漏，系管道遭受腐蚀、管壁减薄穿孔所致。1.2.1 青岛“11·22”输油管道爆炸事故
2013年11月22日10时25分，位于山东省青岛经济技术开发区的中国石油化工股份有限公司管道储运分公司东黄输油管道泄漏，原油进入市政排水暗渠，在形成密闭空间的暗渠内，油气积聚遇火花发生爆炸，造成62人死亡、136人受伤，直接经济损失75172万元。
11月22日凌晨2时40分，输油管线破裂，造成原油泄漏，流经地下雨水涵道后入海。22日10时30分左右，雨水涵道和输油管线抢修作业现场相继发生爆燃（两处爆燃点间距约700m），沿线道路路面严重受损，并引起流入海湾的原油燃烧。
国务院组成了事故调查组，组织了国内管道设计和运行、市政工程、消防、爆炸、金属材料、防腐、环保等方面的专家参加。事故调查组通过现场勘验、调查取证、检测鉴定和专家论证，查明事故发生的经过、原因、人员伤亡和直接经济损失情况，认定事故性质和责任，提出对有关责任人和责任单位的处理建议，提出事故防范措施建议。1.2.1.1 直接原因
通过现场勘验、物证检测、调查询问、查阅资料，并经综合分析认定：由于与排水暗渠交叉段的输油管道所处区域土壤盐碱和地下水氯化物含量高，同时排水暗渠内随着潮汐变化海水倒灌，输油管道长期处于干湿交替的海水及盐雾腐蚀环境，加之管道受到道路承重和震动等因素影响导致加速腐蚀减薄、破裂，造成原油泄漏。泄漏点位于秦皇岛路桥涵东侧墙体外15cm，处于管道正下部位置。经计算、认定，原油泄漏量约2000t，泄漏原油部分反冲出路面，大部分从穿越处直接进入排水暗渠。泄漏原油挥发的油气与排水暗渠空间内的空气形成易燃易爆的混合气体，并在相对密闭的排水暗渠内积聚。由于原油泄漏到发生爆炸达8个多小时，受海水倒灌影响，泄漏原油及其混合气体在排水暗渠内蔓延、扩散、积聚，最终造成大范围连续爆炸。1.2.1.2 间接原因（1）中石化集团公司及下属企业安全生产主体责任不落实，隐患排查治理不彻底，现场应急处置措施不当。
①中石化集团公司和中石化股份公司安全生产责任落实不到位，安全生产责任体系不健全，相关部门的管道保护和安全生产职责划分不清、责任不明；对下属企业隐患排查治理和应急预案执行工作督促指导不力，对管道安全运行跟踪分析不到位；安全生产大检查存在死角、盲区，特别是在全国集中开展的安全生产大检查中，隐患排查工作不深入、不细致，未发现事故段管道安全隐患，也未对事故段管道采取任何保护措施。
②中石化管道分公司对潍坊输油处、青岛站安全生产工作疏于管理，东黄输油管道隐患排查治理不到位，未对事故段管道防腐层大修等问题及时跟进，也未采取其他措施及时消除安全隐患；对一线员工安全和应急教育不够，培训针对性不强；对应急救援处置工作重视不够，未督促指导潍坊输油处、青岛站按照预案要求开展应急处置工作。
③潍坊输油处对管道隐患排查整治不彻底，未能及时消除重大安全隐患。2009年、2011年、2013年先后3次对东黄输油管道外防腐层及局部管体进行检测，均未能发现事故段管道严重腐蚀等重大隐患，导致隐患得不到及时、彻底整改；从2011年起安排实施东黄输油管道外防腐层大修，截至2013年10月仍未对包括事故泄漏点所在的15km管道进行大修；对管道泄漏突发事件的应急预案缺乏演练，应急救援人员对自己的职责和应对措施不熟悉。
④青岛站对管道疏于管理，管道保护工作不力，制定的管道抢维修制度、安全操作规程针对性、操作性不强，部分员工缺乏安全操作技能培训；管道巡护制度不健全，巡线人员专业知识不够；没有对开发区在事故段管道先后进行排水明渠和桥涵、明渠加盖板、道路拓宽和翻修等建设工程提出管道保护的要求，没有根据管道所处环境变化提出保护措施。
⑤事故应急救援不力，现场处置措施不当。青岛站、潍坊输油处、中石化管道分公司对泄漏原油数量未按应急预案要求进行研判，对事故风险评价出现严重错误，没有及时下达启动应急预案的指令；未按要求及时全面报告泄漏量、泄漏油品等信息，存在漏报问题；现场处置人员没有对泄漏区域实施有效警戒和围挡；抢修现场未进行可燃气体检测，盲目动用非防爆设备进行作业，严重违规违章。（2）青岛市人民政府及开发区管委会贯彻落实国家安全生产法律法规不力。
①督促指导青岛市、开发区两级管道保护工作主管部门和安全监管部门履行管道保护职责和安全生产监管职责不到位，对长期存在的重大安全隐患排查整改不力。
②组织开展安全生产大检查不彻底，没有把输油管道作为监督检查的重点，没有按照“全覆盖、零容忍、严执法、重实效”的要求对事故涉及企业深入检查。
③黄岛街道办事处对青岛丽东化工有限公司长期在厂区内排水暗渠上违章搭建临时工棚问题失察，导致事故伤亡扩大。（3）管道保护工作主管部门履行职责不力，安全隐患排查治理不深入。
①山东省油区工作办公室已经认识到东黄输油管道存在安全隐患，但督促企业治理不力，督促落实应急预案不到位；组织安全生产大检查不到位，督促青岛市油区工作办公室开展监督检查工作不力。
②青岛市经济和信息化委员会、油区工作办公室对管道保护的监督检查不彻底、有盲区，2013年开展了6次管道保护的专项整治检查，但都没有发现秦皇岛路道路施工对管道安全的影响；对管道改建计划跟踪督促不力，督促企业落实应急预案不到位。
③开发区安全监管局作为管道保护工作的牵头部门，组织有关部门开展管道保护工作不力，督促企业整治东黄输油管道安全隐患不力；安全生产大检查走过场，未发现秦皇岛路道路施工对管道安全的影响。（4）开发区规划、市政部门履行职责不到位，事故发生地段规划建设混乱。
①开发区控制性规划不合理，规划审批工作把关不严。开发区规划分局对青岛信泰物流有限公司项目规划方案审批把关不严，未对市政排水设施纳入该项目规划建设及明渠改为暗渠等问题进行认真核实，导致市政排水设施继续划入厂区规划，明渠改暗渠工程未能作为单独市政工程进行报批。事故发生区域危险化学品企业、油气管道与居民区、学校等近距离或交叉布置，造成严重安全隐患。
②管道与排水暗渠交叉工程设计不合理。管道在排水暗渠内悬空架设，存在原油泄漏进入排水暗渠的风险，且不利于日常维护和抢维修；管道处于海水倒灌能够到达的区域，腐蚀加剧。
③开发区行政执法局（市政公用局）对青岛信泰物流有限公司厂区明渠改暗渠审批把关不严，以“绿化方案审批”形式违规同意设置盖板，将明渠改为暗渠；实施的秦皇岛路综合整治工程，未与管道企业沟通协商，未按要求计算对管道安全的影响，未对管道采取保护措施，加剧管体腐蚀、损坏；未发现青岛丽东化工有限公司长期在厂区内排水暗渠上违章搭建临时工棚的问题。（5）青岛市及开发区管委会相关部门对事故风险研判失误，导致应急响应不力。
①青岛市经济和信息化委员会、油区工作办公室对原油泄漏事故发展趋势研判不足，指挥协调现场应急救援不力。
②开发区管委会未能充分认识原油泄漏的严重程度，根据企业报告情况将事故级别定为一般突发事件，导致现场指挥协调和应急救援不力，对原油泄漏的发展趋势研判不足；未及时提升应急预案响应级别，未及时采取警戒和封路措施，未及时通知和疏散群众，也未能发现和制止企业现场应急处置人员违规违章操作等问题。
③开发区应急办未严格执行生产安全事故报告制度，压制、拖延事故信息报告，谎报开发区分管领导参与事故现场救援指挥等信息。
④开发区安全监管局未及时将青岛丽东化工有限公司报告的厂区内明渠发现原油等情况向政府和有关部门通报，也未采取有效措施。1.2.2 台湾高雄“7·31”管道燃爆事故
2014年7月31日20时许，台湾高雄市前镇区居民嗅到疑似瓦斯臭味，随即报案。20时46分高雄市政府消防局接获报告，于20时50分赶到现场，发现高雄市凯旋三路和二圣路口的水沟冒白烟，有疑似瓦斯味，但未能发现泄漏点。消防员研判可燃气体外泄，便封锁现场，管制交通，以水雾稀释气体，但没有疏散当地民众。当地因有轻轨工程，一度以为是施工挖断瓦斯管线，经调查后发现当晚并未施工。现场人员不知当时已有大量液态丙烯气化，随着排水箱涵流动向外不断扩散，先往三多商圈方向流进凯旋三路箱涵，并沿着凯旋三路箱涵往北、往南扩散至三多一路、一心一路地下。
7月31日21时30分，高雄市环保局稽查人员会同消防局抵达二圣、凯旋路口进行采样，并于21时46分请求环保署南区毒灾应变中心支援。高雄市工务局及消防局则于21时50分通知台湾中油、中石化、台电、台铁等管线所有人到场。采样查漏期间，影响范围逐渐扩大，消防局又陆续出动人员至前镇区、苓雅区各点进行抢救。自21时16分起至22时15分止，共有6处派驻消防人员（前镇区瑞隆路412号、岗山西街与岗山中街、广东三街和汕头街口、苓雅区三多一路267号附近、前镇区一心一路162号、民瑞路和中山三路口）。22时22分，前镇区岗山西街301巷9号发生水沟盖气爆。22时23分，高雄市环保署南区毒灾应变中心人员到达现场。22时40分，高雄市消防局长陈虹龙电联要求中油、中石化切断管线输送。23时20分（另一说为23时55分），环保署确认气体为丙烯，其中台湾时间22时19分于二圣路、凯旋路口的钢瓶采样，验出丙烯浓度为13520μL/L，超出人体忍受范围近200倍。
约2014年7月31日23时56分以后，高雄市凯旋三路、二圣路、三多一路一带发生连环气爆，井盖炸飞，三条路数百米柏油路被炸毁。据目击者指出，爆炸火焰冲上十五层楼高，火球直径约15m，有消防车坠入炸毁塌陷的路面，有老百姓在爆炸中从三多一路路面被抛至四楼楼顶，也有汽车被炸飞到三楼楼顶。
事故造成32人死亡、800多人受伤，29789户停电、23642户停气、13500户停水、2680户停话、69座基地台损毁、1处中油加油站停业、98所学校停课，共影响32968户、83819人。
事故原因：高雄地检署于8月1日查扣拥有管线的台湾荣化、中油、中石化、欣高瓦斯、欣雄瓦斯等五家公司电脑记录及气爆现场的施工单位资料。隔日于二圣一路、凯旋路口炸开的下水道箱涵内发现荣化4in管线有长约7cm、宽约4cm的长方形破洞，缺口处只剩厚度约0.2cm的铁片，疑由内往外翻，但未脱落，推测为可能漏气点，于5日会同工研院和金属工业中心将该管线锯下送交化验。该处经查有三条管线，分别为台湾荣化4in丙烯管、台湾中石化6in丙烯管及中油8in乙烯管。其中有破洞的荣化管线为1991年底由台湾中油兴建完工，产权转由台湾福聚拥有、管理，在台湾荣化于2006年并购福聚后随之接手。台湾华运则受荣化委托输送丙烯，丙烯的输送或停止都由荣化决定。而管线路由出台湾华运厂区后，也由台湾荣化负责，但台湾荣化并未自行对该管线进行维护检修。泄漏孔洞旁另两支管线则由台湾中油、中石化进行维护。台湾中油、中石化管线经吹驱、顶水测压作业，确认均无泄漏，而台湾荣化管线于二圣和凯旋路口的泄漏孔洞则为该管唯一漏气处。
因管线穿透下水道3～4m，判断为水汽加速腐蚀，经高雄市政府等单位调阅管线图，却找不到该箱涵位置，因此无法确认该箱涵的建造单位及建造时间。高雄市政府官员表示，高雄市政府综合所有搜集的资料，判定气爆箱涵应属1991年至1992年间的岗山仔二之二号道路排水干线工程。水利局则称该局不知有此箱涵，因此未列入巡查范围。台湾中油发言人表示，当年管线施工时曾因发现下水道箱涵而更改设计，推测是后来施工的下水道工程将管线包覆进去。检方认为台湾荣化管线泄漏非单一因素造成，包括输送丙烯造成压力、管线被埋在箱涵、未定期维修、管线被腐蚀等都是可能原因。检方已决定安排开挖、勘验箱涵附近的管线铺设方式，厘清管线悬挂在箱涵内的原因，并调查爆炸当天市政府单位处置是否失当。1.2.3 中缅管道贵州段爆炸
2017年7月2日9时50分，位于贵州省黔西南州晴隆县的中石油输气管道发生泄漏引发燃烧爆炸，当天12时56分现场明火被扑灭，事故造成8人死亡、35人受伤（其中危重4人、重伤8人、轻伤23人）。经初步分析，当地持续降雨引发公路边坡下陷侧滑，挤断沿边坡埋地敷设的输气管道，导致天然气泄漏引发燃烧爆炸。
事故发生以后，党中央、国务院高度重视，作出重要批示，要求全力做好伤员救治和事故处置工作，查明事故原因，采取有效措施，防止类似事故发生。为进一步加强油气输送管道保护和安全生产工作，有效防范事故发生，国家安监总局提出了防范要求：（1）立即组织开展油气输送管道周边隐蔽致灾隐患排查整治。各油气输送管道企业要深刻吸取本次事故和2016年湖北省恩施市“7·20”中石化川气东送天然气管道燃烧爆炸事件教训，立即全面组织排查油气输送管道途经容易发生滑坡、塌陷、泥石流、洪水严重侵蚀等地质灾害地段的风险和隐患，因地制宜，采取加密地质灾害识别评价、科学有效防护等综合措施，及时降低风险、消除隐患，最大限度地减少避免地质灾害对油气输送管道安全运行的破坏。要进一步加强与气象、国土资源、水利等部门的联系，准确掌握恶劣天气、地质灾害及雨情水情的预测预报，超前采取安全防范措施，扎实做好汛期油气输送管道保护和安全生产工作。（2）切实加强油气输送管道途经人员密集场所高后果区安全风险管控。油气输送管道输送介质易燃易爆，途经人员密集场所高后果区一旦发生泄漏处置不当不及时，极易造成周边人员伤亡，产生恶劣社会影响。油气输送管道企业要认真执行国家发展改革委等五部门《关于贯彻落实国务院安委会工作要求全面推行油气输送管道完整性管理的通知》（发改能源〔2016〕2197号）要求，加快建立完善油气输送管道完整性管理体系，重点加强途经人员密集场所高后果区管段本体和周边安全风险评价，依法组织开展内外检测，加强阴极保护定期监测，严格监护周边施工作业，加密线路标志警示牌和日常巡护，及时消除安全风险隐患。（3）持续巩固油气输送管道安全隐患整治攻坚战成果。各省级安全生产委员会要将油气输送管道保护和安全监管工作纳入年度重点工作，完善监督考核机制，督促省级主管油气输送管道保护工作的部门、其他相关部门，以及市、县级人民政府依法加强对本行政区域油气输送管道保护和安全监管工作的领导，加快明确落实市、县级油气输送管道保护和安全监管部门职责，及时协调处理本行政区域油气输送管道保护重大问题，指导监督有关单位认真履行油气输送管道保护义务，依法严肃查处油气输送管道企业不落实安全生产主体责任和其他行为主体前清后占、盲目施工等危害油气输送管道安全的违法行为，加快构建油气输送管道安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，持续巩固油气输送管道安全隐患整治攻坚战成果。（4）加快研究完善油气输送管道相关法律法规和标准规范体系。各地区、各有关部门要充分考虑我国地形地貌复杂、部分地区人口分布稠密的特点，认真组织开展油气输送管道安全规划、设计、施工和保护研究，强化红线意识，加强源头管控，分析总结有关事故事件教训，加快研究完善适合我国国情的油气输送管道相关法律法规和标准规范体系。企业新建油气输送管道项目要严格执行有关规定要求，主动避开城乡规划区，认真做好地质灾害易发多发地区的合理选线和有效防护。有关地方要避免重复规划使用油气输送管道建设用地，减少各类施工活动对油气输送管道安全运行的影响，并与企业建立完善油气输送管道安全联防机制，强化协作配合联动，切实保障油气输送管道周边人民群众生命财产安全。1.3 完整性检测评价的重要性1.3.1 事故的启示
对国外2009—2012年这三年发生在美国和加拿大15起管道泄漏、污染、爆炸事故进行研究，发现北美管道腐蚀（主要是老管道多）、第三方破坏、不正确的操作是引起管道事故的主要原因。基于上述管道原因，急需适用、有效的管道完整性评价手段和方法，对腐蚀高发区管道开展完整性评价。
国内2013年青岛管道爆炸事故（“11·22”事故以来）最近的3起事故，突出表现为规划布置的不合理、安全生产责任不落实、管网排查力度不全面、存在应急短板以及警戒疏散不及时等问题。对于存在安全隐患的企业，应该加大排查和管理，同时宣传一些安全防护意识，定时做好应对危险的培训，做好应急处置的响应力度。坚持把人的生命放在首位，以对党和人民高度负责的精神，制定和落实加强安全生产工作的硬措施。要深刻汲取事故血的教训，严格执行《中华人民共和国石油天然气管道保护法》等法律法规，对于全国范围内的油气管道、城市管网等开展生产安全和公共安全专项整治。
分析国内外事故的原因和前后处置过程，其重要性凸显，应重视如下问题：
一是管道完整性管理推广应用问题。目前管道完整性管理的推广应用极不平衡，部分石化、石油企业尚未推广应用，存在管理盲区。提高应急决策水平，使用完整性管理的手段为应急管理提供技术数据和决策方法，全面提高应急处置水平。要高度重视油气管道应急管理工作，领导干部应带头熟悉、掌握应急预案内容和现场救援指挥的必备知识，提高应急指挥能力。油气管道企业要根据输送介质的危险特性及管道状况，制定有针对性的专项应急预案和现场处置方案，并定期组织演练，检验预案的实用性、可操作性，不能“一定了之”“一发了之”。要加强应急队伍建设，提高人员专业素质，配套完善安全检测及管道泄漏封堵、油品回收等应急装备。对于原油泄漏，要提高应急响应级别，在事故处置中要对现场油气浓度进行检测，对危害和风险进行辨识和评价，做到准确研判，杜绝盲目处置，防止油气爆炸。
二是市政规划与公共安全管理问题，主要是应统筹考虑城市、市政规划与管道的公共安全问题，保证管道运行的合理、合规。应采取科学规划合理调整布局，提升城市安全保障能力。随着经济高速发展及城市快速扩张，危险化学品企业与居民区毗邻、交错，功能布局不合理，对区域的安全和环境造成一定影响，也不利于城市的长远发展。对安全、环境状况进行整体评价、评价，通过科学论证，对产业结构和功能进行合理规划、调整，对不符合安全生产和环境保护要求的，要立即制定整治方案，尽快组织实施。要加强行政区域油气管道规划建设工作的领导，油气管道规划建设必须符合油气管道保护要求，并与土地利用整体规划、城乡规划相协调，与城市地下管网、地下轨道交通等各类地下空间和设施相衔接，不符合相关要求的不得开工建设。
三是高后果区管理问题，主要是处理人口与管道和谐发展的问题。如何采取安全措施保障人口稠密区的管道安全，不危及公共安全，这个难题是国内储运行业乃至国外所面临的一个关键问题，解决起来非常棘手，它涉及历史问题和现实问题。应从管道风险出发，对涉及的管道地区等级升级问题进行系统研究，借鉴国外管道公司升级管理的标准和法规经验，得出我国管道升级的必要条件。
四是密闭空间的管理问题，主要是市政设施与管道交叉、并行管道泄漏油气积聚带来的安全隐患问题；针对该区域，应深入开展隐患排查治理。管道运营企业需履行安全生产主体责任，加大人力物力投入，加强油气管道日常巡护，确保安全稳定运行。要建立健全隐患排查治理制度，按照《国务院安委会关于开展油气输送管线等安全专项排查整治的紧急通知》要求，认真开展在役油气管道特别是老旧油气管道的检测检验与隐患治理，对与居民区、工厂、学校等人员密集区和铁路、公路、隧道、市政地下管网及设施安全距离不足，或穿（跨）越安全防护措施不符合国家法律法规、标准规范要求的，要落实整改措施、责任、资金、时限和预案，限期更新、改造或者停止使用。
五是提高管道安全科技应用水平和设防标准问题，重点在于开发管道泄漏监测的技术，加快安全保障技术研究，健全完善安全标准规范。要组织力量加快开展油气管道普查工作，摸清底数，建立管道信息系统和事故数据库，深入研究油气管道可能发生事故的成因机理，尽快解决油气管道规划、设计、建设、运行面临的安全技术和管理难题。要吸取国外好的经验和做法，开展油气管道安全法规标准、监管体制机制对比研究，完善油气管道安全法规，制定油气管道穿（跨）越城区安全布局规划设计、检测频次、风险评价、环境应急等标准规范。要开展油气管道长周期运行、泄漏检测报警、泄漏处置和应急技术研究，提高油气管道安全保障能力。1.3.2 完整性评价的必要性
如何保证油气管道运行安全是当前解决老油气管道运行的首要问题，对新建管道，由于输送压力高，事故后果影响严重，如何保证管道在投入运行前期的事故多发期的运行安全、降低成本也是当前新建管道所面临的主要问题。目前缺乏有效的增体管道完整性评价，特别老管道是否还能继续运行，需要进行系统的评价。
综上，管道完整性评价已经成为全球管道技术发展的重要内容，我国在这方面起步较晚，虽然目前已经全面推广，但只是从日常业务管理的角度，还未真正深入地开展管道完整性评价，如内检测还是以5～8年为一个检测周期，缺乏完整性评价后根据评价结果开展下一个周期的检测。另外，我国管道企业还没有形成一套完整的完全适用于油气管道的完整性评价的技术体系，缺乏系统开展管道完整性评价的经验。其次，我国管道企业自主创新的力度还不够，虽然目前管道的适用性评价已形成了一些标准、规范以及推荐做法，但需要结合管道运行的实际情况进行进一步修改和完善。复习思考题
1．从国内外管道事故的统计分析，管道失效的主要原因是什么？
2．如何理解管道完整性检测评价技术在管道管理的重要性？
3．当前油气管道事故引起了诸多关注，如何理解由管道安全事故上升为公共安全事故？
4．从中石化青岛管道事故和高雄管道事故的分析中可得到哪些启示，如何预防和控制管道事故？
5．结合自身情况，制订完整性检测评价课程的学习计划。2 管道完整性评价技术进展2.1 全球油气管道完整性管理技术进展2.1.1 全球油气管道完整性管理的应用进展2.1.1.1 国外进展
国外油气管道完整性管理最早始于20世纪70年代的美国，最早开始于石油化工行业，最初称为机械完整性（mechanical integrity, MI），当时欧美等工业发达国家在第二次世界大战以后兴建的大量油气长输管道已进入老龄期，各种事故频繁发生，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，大大降低了各管道公司的盈利水平，同时也严重影响和制约了上游油（气）田的正常生产。为此，美国首先开始借鉴经济学和其他工业领域中的风险分析技术来评价油气管道的风险性，以期最大限度地减少油气管道的事故发生率，尽可能地延长重要干线管道的使用寿命，合理地分配有限的管道维护费用。经过几十年的发展和应用，目前许多国家已经逐步建立起管道安全评价与完整性管理体系和各种有效的评价方法。
美国职业安全与健康管理局（OSHA）于1992年颁布29 CFR 1910.119《高度危险性化学品工艺安全管理办法》，将机械完整性作为工艺安全管理的一个要素，要求装有危险物质系统在整个设施的使用期间确保其完整性。涉及内容包括：维修程序、维修人员的培训和表现、质量控制程序、设备试验和测试、预期的和预防性的维修、可靠性工程等。经过数十年的推广，机械完整性管理理念延伸至其他行业，并演变为资产完整性管理。
20世纪90年代以来，国际上各大行业组织纷纷制定发布了一系列设备风险评价和设备完整性管理方面标准，如美国石油学会（API）先后颁布了两个基于风险的检验（RBI）推荐标准API 580和API 581，美国机动车工程师学会（SAE）发布了以可靠性为中心的维护（RCM）标准SAE JA1011，国际电工委员会（IEC）发布了针对安全仪表系统的安全完整性等级（SIL）标准IEC 61508和IEC 61511。这些技术和方法在炼油、化工、油气生产、核电等行业进行了应用，得到了业界的广泛认同。
至20世纪90年代初期，美国的许多油气管道都已应用了安全评价与完整性管理技术来指导管道的维护工作。随后加拿大、墨西哥等国家也先后于20世纪90年代加入了管道风险管理技术的开发和应用行列，至今均取得了丰硕的成果。
欧洲管道工业发达国家和管道公司从20世纪80年代开始制定和完善了管道风险评价的标准，建立油气管道风险评价的信息数据库，深入研究各种故障因素的全概率模型，研制开发实用的评价软件程序，使管道的风险评价技术向着定量化、精确化和智能化的方向发展。英国油气管网公司20世纪90年代初就对油气管道进行了完整性管理，建立了一整套的管理办法和工程框架文件，使管道维护人员了解风险的属性，及时处理突发事件。
美国油气研究所（GRI）决定今后将重点放在管道检测的进一步研究和开发上。利用高分辨率的先进检测装置及先进的断裂力学和概率计算方法，一定能获得更精确的管道剩余强度和剩余使用寿命的预测和评估结果。
美国Amoco管道公司（APL）从1987年开始采用专家评分法风险评价技术管理所属的油气管道和储罐，到1994年为止，已使年泄漏量由原来的工业平均数的2.5倍降到1.5倍，同时使公司每次发生泄漏的支出降低50%。
美国运输部安全办公室（OPS）针对管道经营者，2002年初确定了管道经营商的完整性管理的职责，明确提出，管道完整性管理运营商的责任在于对管道和设备进行完整性评价，避免或减轻周围环境对管道的威胁，对管道外部和内部进行检测，提出准确的检测报告，采取更快、更好的修复方法及时进行泄漏监测。OPS对运营商的完整性管理计划进行检查，检查影响输气管道高风险地区的管段是否都已确定和落实，检查管段的基准数据检测计划及完整性管理的综合计划，检查计划的执行情况等。
加拿大最大的管道公司努发（NOVA）拥有管道15600km，多数已运营近40年。该公司非常重视管道风险评价技术的研究，已开发出第一代管道风险评价软件。该公司将所属管道分成800段，根据各段的尺寸、管材、设计施工资料、油（气）的物理化学特性、运行历史记录，以及沿线的地形、地貌、环境等参数进行评价，对超出公司规定的风险允许值的管道加以整治，最终使之进入允许的风险值范围内，保证了管道系统的安全、经济运行。20世纪90年代中期，该公司对其油气管道干线进行扩建，需要穿越爱得森地区5条大型河流，在选择最佳施工技术时遇到了困难。由于环境管理比过去更严格，传统的选用最低费用的方法已经不再适用，需要一个权衡费用、风险和环境影响的决策方法，在收集了线路、环境、施工单位等的最新资料和对不同河流穿越方法的局限性进行鉴别后，结合每一个穿越方案的不确定性和风险进行了决策和风险分析，最终对各穿越方案35年净现值有影响的所有因素以及极端状态进行了量化评价后，做出了正确的选择。
美国科洛尼尔（Colonial）管道公司把管理的重点放在管道的安全和可靠性上，管理计划包括管道内部的检测，油罐内部的检测、修理和罐底的更换，阴极保护的加强，线路修复等内容。利用在线检测装置和弹性波检测器，实施以风险为基础的管理方法，并每年进行一次阴极保护系统的调查，利用飞机实施沿线巡逻。该公司采用风险指标评价模型（即专家打分法）对其所运营管理的成品油管道系统进行风险分析，有效地提高了系统的完整性。该公司开发的风险评价模型RAM将评价指标分为腐蚀、第三方破坏、操作不当和设计因素等4个方面，该模型可以帮助操作人员确认管道的高风险区和管道事故对环境及公众安全造成的风险，明确降低风险的工作重点，根据降低风险的程度与成本效益对比，制定经济有效的管道系统维护方案，使系统的安全性不断得到改善。
以Shell为代表的国外大型石油公司，对于石油企业的完整性管理通称为资产完整性管理（asset integrity management），其中又分为管道完整性管理、设施完整性管理、结构完整性管理和井场完整性管理4个部分。
澳大利亚GASNET公司实施完整性管理重点在第三方破坏方面。外界干扰和第三方破坏对管道来说是最大的威胁。电站设施的增加、定向钻的大量使用、通信光缆的铺设，以及承包商建设公路、铁路的增加，都使得威胁增大，使用的工具设施包括挖掘机、钻机、钻孔器和定向钻。威胁同时也来自其他主体授权资产机构的建设和维护，以及自己管线的维护工作中发生的问题。该公司主要采取应用AS 2885.1减轻风险标准，每年都要对每一条管线进行风险评价。自然保护措施难以适应现存管线，该公司要求最小埋深1200mm，临时管道埋深要求最小900mm，管道与道路交叉口要浇灌混凝土以增加壁厚，在道路最低处埋深1.2m，此外还要挖建排水沟漕。
管道巡检的目的是要发现那些不明身份的或者已经存在的外界干扰操作、泄漏、违章建筑、标记缺乏、建筑物上的植被、腐蚀、塌方、下沉以及地面管线的安全问题和周围环境问题。巡检要空中巡检和地面人工巡检结合使用。周末在大城市区域要实行地面巡检。在乡村区域要每周或每两周或每月进行空中巡检，同时以地面巡检进行补充。每年空中巡检要对所有管线进行录像，对地面管线，尤其是容易产生腐蚀和塌方地区，要进行拍照。
密切联系土地所有者能够有效阻止第三方破坏，对土地所有者每年都要进行探访，并且要经常他们进行联系。在联系过程中讨论如下问题：（1）土地所有者的区域位置；（2）办好在土地上进行正当施工的手续；（3）任何存在土地所有者及其相邻区域的变化的可能；
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