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北美长输管道安全管理体系研究

2017-11-01李翔高安杰程健张春河马伟平

石油化工自动化 2017年5期
关键词:完整性运营商油气

李翔,高安杰,程健,张春河,马伟平

(1. 中国石油大学(华东) 继续教育学院,山东 青岛 266580;2. 中国石油化工股份有限公司河南油田分公司 采油一厂,河南 南阳 474780;3. 中国石油东南亚管道有限公司,北京 100028;4. 中国石油管道局工程有限公司 第四分公司,河北 廊坊 065000;5. 中国石油管道科技研究中心,河北 廊坊 065000)

北美长输管道安全管理体系研究

李翔1,高安杰2,程健3,张春河4,马伟平5

(1. 中国石油大学(华东) 继续教育学院,山东 青岛 266580;2. 中国石油化工股份有限公司河南油田分公司 采油一厂,河南 南阳 474780;3. 中国石油东南亚管道有限公司,北京 100028;4. 中国石油管道局工程有限公司 第四分公司,河北 廊坊 065000;5. 中国石油管道科技研究中心,河北 廊坊 065000)

分别从国家监管机构、法律法规、标准规范、管道安全防护措施等四个层面,系统阐述了美国油气管道安全管理体系。重点研究了美国油气管道技术标准体系,特别是管道完整性管理标准体系,此外还介绍了美国管道地图系统、统一电话报警系统、管道信息传递宣传、新闻媒体报道和慈善捐助等管道运营商的推荐做法。通过借鉴美国油气管道安全管理体系的先进经验,对于中国规范安全监管部门职责、强化管道立法、完善管道标准,建立、健全油气管道安全管理体系具有借鉴意义。

油气长输管道 安全管理 完整性管理 标准措施

“十三五”期间,中国油气管道行业实现了战略跨越式发展,西气东输、川气东送输气管道以及中亚、中缅、中俄跨国管道陆续建成投产,截止2015年12月长输油气管道已达1.3×105km。油气管道输送介质具有高压力、易燃、易爆的特性,一旦发生油气泄漏事故会造成严重损失和环境污染,例如青岛“11.22”中石化输油管道泄漏爆炸事故,造成62人遇难,136人受伤,经济损失达人民币7.5亿元[1]。因此,保障油气管道安全运行具有重要的经济意义和政治意义。

中国基本建立了油气管道的监管机制,2010年颁布了《中华人民共和国石油天然气管道保护法》(主席令11届第30号)对于保障管道安全和公共安全具有重要意义,但缺少相关的配套法律协调和配合[2];管道监管涉及能源、安监、规划、建设、环保、质检等多个部门,存在权责不清、缺失交叉等问题[3];在标准规范方面,国内缺乏管道综合性标准,专业性标准过多,且隶属于不同的专业标准化委员会,存在交叉和不一致的问题[4]。国内石油行业标准的国际先进标准采标率约为20%,而发达国家标准可达到50%~80%的国际先进标准采标率[5]。

美国是世界上油气管道行业发达国家,制定了系列管道安全技术法规,包括《管道安全法》、《管道安全改进法案》、《管道检验、保护、强制执行和安全法案》等;形成了由美国机械工程师协会(ASME)、 美国石油学会(API)、 美国腐蚀工程师学会(NACE)、美国材料与试验协会(ASTM)等标准化组织制定的管道标准体系;美国联邦政府要求管道运营商在管道系统安全、管道系统完整性、应急预案和公共安全等方面制定相应程序确保管道安全。因此,研究借鉴美国油气管道安全管理体系的先进经验具有重要意义。

1 美国油气管道的国家监管机构

1.1交通部

美国油气管道安全管理的联邦机构是交通部DOT(department of transportation),负责制定、发布和实施管道安全的联邦规章,建立油气管道设计、建设、运行、维护的最低安全标准;交通部下辖的管道与危险材料安全管理局PHMSA(pipeline & hazardous materials safety administration)的管道安全办公室OPS(office of pipeline safety)负责油气管道安全监管,主要是跨州际管道和跨国管道的安全管理和检验工作,审查管道运营商的事故报告和安全状况年度报告,针对违反管道安全法规的管道运营商进行处罚;2001年“9.11”事件后美国加强了国家基础设施安全防护,并建立了数字化信息平台,将恐怖活动对管道危害的信息共享并加以鉴别,制定了管道预防恐怖袭击主动性响应措施。2002年PHMSA由交通部调整到国土安全部DHS(department of homeland security)归口管理。

美国实行管道监察和检验机构一体化的管理机制,各州成立国家管道安全代表委员会(NAPSR),联邦政府和州政府的合作关系是管道安全管理的基础。OPS可授权某个州的NAPSR代理管道检验和管理工作,每年签发一次资格证书,OPS授权可补偿给州管道机构最高达50% 的管道安全项目的成本支出。各州应采用比联邦规章更严格的规则,如州不能满足授权资格条件,可与OPS签订协议,仅代表OPS负责部分的管道安全项目,例如检查管道运营商是否遵守联邦规章,向OPS及时报告任何违法事件等。通过联邦与州之间的合作关系,OPS可以监督各州的管道安全工作,有效利用资源,提高工作效率,保障管道安全。

1.2能源部

能源部是美国石油行业战略主管部门,其下属的联邦能源监管委员会FERC(federal energy regularity committed)是独立于联邦政府的行业监管机构,负责审批和监管州际天然气管道项目。

1.3国家运输安全委员会

美国成立了国家运输安全委员会(NTSB),独立负责对造成人员伤亡、环境严重危害和重大财产损失的油气管道事故进行调查。

2 美国油气管道的法律法规

美国已形成完善的油气管道法律、法规体系,以应对管道安全管理方面的新问题。美国油气管道安全管理的基本法律包括: 1968年《天然气管道安全法》授权交通部管理天然气管道以及液化天然气的运输、储存;1979年《危险液体管道安全法》授权运输部管理危险液体(原油和成品油)管道,这两部法律均列入《美国法典》。

为增强DOT对油气管道的监察职权,建立油气管道突发事件和油气溢漏事故的应急协作机制,在1988 年和1992年相继制定了《管道安全再授权法案》和《管道安全法案》;在1996年制定了《可靠的油气管道和安全伙伴关系法案》,建立管道最低安全标准和操作人员资格认证;2002年制定了《管道安全改进法案》,强制要求管道运营商实施完整性管理程序,即定期采用内检测、压力试验和直接评价方法评价管道系统的完整性,并在高后果区开展管道风险分析;为防止第三方施工对管道的破坏,2006年制定了《管道检测、保护、实施及安全法案》,授权交通部处理挖掘损坏管道问题,将预防第三方挖掘损坏管道提升到联邦一级水平;2011年制定《管道安全、监管和就业法案》,提高管道运营商违法处罚力度,例如未准确提供管道地理信息、未设置“统一电话报警系统”、未及时报告管道事故以及未进行管道风险分析等情形;要求管道安装远程自动控制紧急切断阀门,制定管道泄漏检测系统标准;建立管道最大允许操作压力MAOP(maximum operating pressure)审查和超压报告制度等。

3 美国油气管道的标准规范

美国机械工程师协会(ASME),美国石油学会(API),美国腐蚀工程师学会(NACE)和美国材料与试验协会(ASTM)等标准化组织制定的油气管道标准,涵盖了管材、设计与施工、检验、焊接、无损检测、腐蚀与防护、操作和维护等方面的内容,这些相关标准构成了美国油气管道标准体系,油气管道标准经美国联邦法规和各州法规引用后需强制执行。

1) 管材标准。包括: API Spec 5L—2012《管线钢管规范》,API Spec5LC—2015《耐腐蚀合金(CRA)管线钢管规范》。

2) 管道设计与施工标准。包括: API RP 2N—2015《北极条件下管道和构筑物规划、设计和施工推荐做法》,API RP 1172—2014《已建埋地管道并行敷设管道推荐规程》,ASME B31.8—2014《气体输送和配送管道系统》,ASME B31.4—2012《液态烃和其他液体管线运输系统》。

3) 管道检验标准。包括: API RP 5L8—1996(R2015)《新管线管现场检验》,API RP 1169—2013《新建管道工程基本检验要求推荐做法》,NACE SP0313—2013《导波技术在管道系统的应用》。

4) 管道焊接标准。包括: API Std 1104—2013《管道及相关设施的焊接》,API RP 582—2009《化学、石油和天然气工业焊接指南》,API RP 2009—2002(R2012)《石油和石油化工安全焊接、切削和动火作业》。

5) 美国管材无损检测标准。包括: API RP 5UE—2005(R2015)《管线缺陷超声评价推荐作法》,ASTM E213—2009《金属管道超声检验规程》,ASTM E273—2015《焊接管道焊接区域的超声波检验规程》,ASTM E1416—2009《焊缝射线检验的标准试验方法》,ASTM E1417—2013《液体渗透试验的标准规程》。

6) 管道腐蚀与防护标准。包括: API RP 5L9—2001(R2015)《管线管熔结环氧粉末外涂层推荐作法》, NACE SP0169—2013《地下或水下金属管道系统外腐蚀控制》,NACE SP0106—2006《钢质管道和管道系统的内腐蚀控制》。

7) 管道操作和维护标准。包括: API RP 1113—2007(R2012)《建立管道监测控制中心》,API RP 1130—2007(R2012)《液体管道的计算机监控》,API RP 1168—2015《管线控制室管理》,API RP 1174—2015《陆上危险液体管道应急响应推荐做法》。

4 美国油气管道完整性法规标准体系

美国是世界上率先开展管道完整性管理的国家。20世纪90年代,美国管道运营商已广泛应用了风险管理技术与完整性管理技术指导管道管理工作,通过风险因素识别和制订风险控制措施,将管道安全风险水平控制在可接受范围内。进入21世纪,通过行政立法、管道运行商改进了管道完整性管理计划等途径,形成了成熟完善的油气管道完整性管理体系。

4.1联邦法规

1) 美国联邦规章CFR(code of federal regulation)第49篇是“运输”,其中涉及管道完整性的是:

a) 第190部分: 管道安全计划和制定程序。

b) 第191部分: 天然气管道运营商提交管道输送年度报告、事故报告和安全状况报告。

c) 第192部分: 天然气和其他气体管道的最低安全要求。

d) 第193部分: 液化天然气设施。

e) 第194部分: 陆上石油管道应急方案。

f) 第195部分: 危险液体管道运营商提交管道输送年度报告、事故报告和安全状况报告。

g) 第198部分: 州的管道安全项目批准规程。

2) 2002年《管道安全改进法案》。

4.2管理标准

美国管道完整性法规标准体系核心是ASME B31.8S—2014《气体管道完整性管理系统》和API Std 1160—2013《危险液体管道完整性管理规范》,这两项标准在2002年被批准为美国国家标准。此外还包括管道完整性技术支持标准,例如管道腐蚀和强度评价技术、管道内检测和监测技术、管道维修和修复技术、人员资质和公众警示等。

4.3管道完整性评价标准

美国油气管道完整性评价标准包括: ASME B31.G—2012《确定已腐蚀管线剩余强度的手册》, API 579—1-2007《管道机械损伤评价标准》,NACE SP 0502—2010《管道外腐蚀直接评价方法》,NACE SP0208—2008《液体原油管道内腐蚀直接评价方法》,NACE SP0206—2006《输送干天然气管道的内腐蚀直接评价方法(DG-ICDA)》,NACE SP0110—2010《湿天然气管道内腐蚀直接评价方法》,NACE SP0204—2015《应力腐蚀开裂(SCC)直接评估方法》。

4.4管道检测标准

美国油气管道检测标准包括: NACE SP 0102—2010《管道内检测》,API 1163—2013《内检测系统认证标准》,API RP 580—2009《基于风险的检验》,API Publ 581—2008《基于风险检测技术》,NACE Publ 35100—2012《管道内检测》,ANST ILI-PQ—2003《管道内检测人员资格》。

4.5管道维修和修复标准

美国油气管道维修和修复标准包括: API 570—2009《管道检验规程: 在役管道系统检验、维修、改造和重新评估》,API RP 2200—2015《危险液体管道维修》,ASME PCC-2—2015《压力设备与管道维修》。

4.6人员资质标准

美国油气人员资质标准包括: 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》。

4.7公众警示

美国油气公众警示标准包括: API RP 1162—2010《管道运营商公共警示程序》,API RP 1109—2010《液体石油管道设施标识》。

5 美国油气管道的安全防护措施

美国将油气管道纳入国家公共安全管理体系,管道运行商采用多种安全防护措施,充分利用网站、新闻媒体、社区/街道简报、开放性参观、慈善捐款和社区走访等方式,提高管道警示作用,增强公众保护管道的意识,以下实践做法具有借鉴意义。

5.1国家管道地图系统

公众可通过国家管道地图系统NPMS(national pipeline mapping system)网站获取所在区域的管道地理信息和管道运营商联系方式,NPMS还提供仅为国家和地方紧急事务官员使用的专用管道地图。根据管道利益相关方的类型,可获取的管道地图系统等级如下:

1) 系统地图。提供州、地区或者国家范围内管道位置的概况,适用于普通公众或者行业出版物,主要展示管道路线、设备配备等基本信息,不涉及安全问题。

2) 局部地图。可显示街道、城镇、市或者县级别,但不显示完整的管道系统,适用于管道运营商与当地的紧急事故官员以及公共事务官员协商管道附近区域使用规划等情形。

3) NPMS。包括所有天然气与液体输送管道系统区域的地图,NPMS是国家管道紧急响应、检测计划、增强安全性等基本决策的支持工具,只允许政府官员和管道运营商通过NPMS获得地理信息系统(GIS)和管道数据。

5.2统一电话报警系统

美国各州建立了“统一电话报警系统”,如发生管道事故,管道运营商、用户和挖掘作业者利用该系统在1h向华盛顿的国家应答中心NRC(national response center)和DOT报告事故情况。此外,美国联邦通信委员会FCC(federal communication commission)设立“811”挖掘作业咨询电话。《管道安全法》要求开挖者在作业前至少72h应拨打“811”挖掘作业咨询电话了解管道信息,通告挖掘作业情况,由“811”挖掘作业咨询电话通报给管道业主,警示标定计划开挖地点,避免由于挖掘导致的管道破裂事故。

5.3管道信息传递和宣传

美国管道运营商采用多种方式向公众传递和宣传管道相关信息,显示在管道控制、事故处置等方面的成熟技术,让公众认识到管道输送是一种安全、可靠、经济的运输方式。

1) 制作管道线路、管道维修、模拟管道泄漏和应急处置的视频资料。

2) 制作管道安全运行控制措施、维修检测技术和完整性管理技术的宣传册。

3) 管道运行商在网站上公开管道应急预案。

4) 通过非商业性的电视、广播、报纸、杂志或者广告牌等通告管道特殊问题。

5.4新闻媒体报道

管道运行商邀请新闻媒体报道管道积极影响事件,例如新建管道工程、安全的管道开挖修复作业,或者管道作为重要能源设施发挥的作用。如新闻媒体报道管道泄漏或者与州土地争议等负面影响的事件,管道运营商也应借此改进完善管道防护措施,或者刊发管道与开挖作业者、农民之间协调关系的客座专刊。

5.5慈善捐助

管道运营商针对慈善机构和社会团体的捐助可能成为传递管道警示作用的契机,例如赞助邀请紧急事故处置官员针对公众消防培训学习,将可燃气体检测设备捐助给管道附近区域的消防部门,捐助资金实施管道区域内环境保护和绿化,赞助与管道相关的大学助学金等。

6 结束语

美国建立了完善的油气管道安全管理体系,法制健全、政府监管到位,管道运营商实施公众警示程序,公众保护管道法律意识强,有效防控了打孔盗油、挖掘作业破坏管道的情形,其先进性表现在以下几个方面:

1) 美国管道安全监管部门职责分工明确,联邦政府的OPS和州NAPSR的合作共管,机制协调且工作效率高。

2) 重视管道安全立法,油气管道法规体系多层级、严密细致,从1968年《管道安全法》到2002年《管道安全改进法案》和2006年《管道检验、保护、强制执行和安全法案》,规范了联邦政府、州政府和管道运营商在管道安全管理中的职责。

3) 管道法规及时响应科技发展,2002年《管道安全改进法案》要求管道运营商在高风险区域实施完整性管理程序,促进了管道完整性技术的发展。

4) 建立不同等级的NPMS,可满足不同利益群体对管道信息的需求。

5) 设立“811”挖掘作业咨询电话以及统一电话报警系统,可有效避免挖掘作业对管道的损坏。

6) 管道运营商信息传递方式多样化,重视宣传管道安全控制措施和事故处置方法,还充分利用与新闻媒体交流、慈善捐助等做法,让公众对管道输送的优势增进了解。

[1] 牟善军,张树才,王延平.历史中重特大管道燃爆事故反思[J].中国安全生产科学技术,2014,10(s1): 69-72.

[2] 周冠杰,江涛.建立输气管道综合保护体系的探讨[J].石油工业技术监督,2015,31(02): 50-52.

[3] 戚爱华.我国油气管道运输发展现状及问题分析[J].国际石油经济,2009,17(12): 57-60.

[4] 税碧垣,杨宝玲.国内外管道企业标准体系建设现状与思考[J].油气储运,2012,31(05): 326-329,344.

[5] 王强,明廷宏,蔡亮.美国石油学会油气管道标准研究[J].石油工业技术监督,2013,29(03): 24-29.

[6] 朱永鹏.油气管道泄漏应急抢险的安全监督[J].安全,2017,38(01): 38-40.

ResearchonSafetyManagementSystemsofLongDistancePipelineinNorthAmerica

Li Xiang1, Gao Anjie2, Cheng Jian3, Zhang Chunhe4, Ma Weiping5

(1. College of Continuing Education, China University of Petroleum, Qingdao, 266580, China; 2. The No.1 Exploit Factory of Sinopec Henan Oilfield Company, Nanyang,474780, China; 3. CNPC Southeast Asia Pipeline Company Limited, Beijing, 100028, China; 4. The No.4 Branch Company of China Petroleum Pipeline Engineering Co. Ltd., Langfang, 065000, China; 5. PetroChina Pipeline R&D Center, Langfang, 065000, China)

s: American oil & gas pipeline safe management system is expounded systematically from the four aspects of national supervision agency, laws and regulations, standards and specifications and pipeline safety protection. The technical standards system of oil & gas pipelines in America is researched with emphasis. The pipeline integrity management standards system is stressed particularly. The recommended practice of American pipeline operator is also introduced, including American pipeline mapping system, one-call notification system, pipeline information transmitting, news media reporting and charitable donations. Through referring the advanced experience of American pipeline safe management system, it is helpful to regulate the responsibilities of safety supervision departments, strengthen the pipeline legislation, perfect the pipeline standards, establish and perfect oil & gas pipeline safety management system.

long distance oil & gaspipeline; safety management; integrity management; standard; measures

TE88

B

1007-7324(2017)05-0001-04

稿件收到日期: 2017-06-14,修改稿收到日期2017-07-20。

李翔(1985—),男,2009年毕业于中国石油大学(华东)继续教育学院石油工程专业,获学士学位,现主要从事油气储运教育培训工作,任助理工程师。

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