摘要：天然气管道的安全平稳运行对保障民生、维护管道运营企业声誉至关重要，准确识别天然气管道的风险是开展天然气管道管理的前提条件。文章以天然气管道为研究对象，从管道本体、人员作业、环境影响三个角度详细分析了天然气管道面临的主要风险，并且结合现实情况，提出了加强制度建设与执行、提升管道管理人员的作业水平、加大管道保护宣传力度、采用先进技术的管道综合管理策略，研究成果可以为管道营运企业开展管道管理提供参考。

　　关键词：天然气；管道；风险管理

　　0引言

　　中国是世界第三大天然气消费国，2022年的天然气消费量超过3.6×1011 m3，仅次于美国和俄罗斯。管道是天然气输送最主要的方式之一，据统计，我国99%的陆上天然气依赖于管道输送，2022年底天然气管道总里程超过11.0×104 km，预计到2025年，这一数字将会达到16.3×104 km。

　　随着管道里程快速增加，管道敷设环境愈发多样，在外部复杂环境以及内部介质的共同作用下，管道失效事故时有发生，给管道周围群众以及运营单位造成巨大的损失。2017年，贵州晴隆一处天然气管道因长时间降雨引发滑坡而发生爆炸，造成40多人伤亡；2017年，松原市一处燃气管道因第三方施工而发生爆炸，造成90多人伤亡；2019年，杭州一处燃气管道因路面塌陷而发生破裂，影响了600余户居民。从以上案例可以看出，天然气管道事故具有时空不确定性、地点随机性、后果灾难性的特点，事故原因呈现出多样性的特征。

　　为了保护天然气管道安全平稳运行，人们提出了“管道完整性管理”的概念，众多学者从不同角度针对管道完整性管理这一课题开展了研究。马彬等[1]认为管道完整性管理的问题主要存在于4个方面：数据采集、数据传输、数据管理以及数据应用，提出要加强信息技术在管道完整性管理中的应用；兰乘露[2]总结了大庆油田在建设期管道完整性管理中的一些做法，这些做法可以为其他管道公司开展建设期管道完整性管理提供参考；郭淼等[3]分析了油气管道在建设期、运行期和废弃处置期的管理特征，介绍了我国油气管道管理的程序结构，指出了我国油气管道管理中存在的问题，并且提出了发展方向。

　　1管道完整性管理要素

　　1.1完整性管理流程

　　管道完整性管理是全生命周期管理的重要组成部分，是指通过各种检测仪器、仪表或人工检测的方式识别管道运行阶段面临的风险，分析这些风险对管道的影响，并采取措施尽可能减小其对管道的影响，保持管道安全、稳定地运行。GB 32167—2015《油气输送管道完整性管理规范》中管道完整性管理分为六大步骤，如图1所示。

　　管道完整性评价是完整性管理的重要组成部分。根据GB/T 42033—2022《油气管道完整性评价技术规范》，完整性评价是指利用各种检测技术获取管道本体的各类信息，再结合管材和管道结构等要素，得到管道的安全状态以及适用情况，最常用的评价方法为内检测评价、压力试验和直接评价等，其核心是管道数据的获取及应用。

　　1.2管道风险分析

　　1.2.1风险识别

　　风险识别与评价是管道完整性管理中重要的一环，既可以反映出已获取数据的准确性、全面性，也能为制定风险削减与维护措施提供依据。基于“人-机(设备)-环境”的安全分析理论，管道风险可以分为管道本体风险、人员作业风险以及环境影响风险。

　　(1)管道本体风险

　　管道本体风险主要是指管道本体存在的缺陷，这些缺陷既包括管道制造、运输、焊接等过程中形成的原生缺陷，如划痕、焊接气孔等，也包括管道长时间在复杂环境中运行时逐渐形成的缺陷，如腐蚀缺陷、裂纹等，与原生缺陷不同。在运行过程中逐渐形成的缺陷随着管道运行时间的增加逐年增长，直至管道发生失效甚至泄漏。一般而言，管道缺陷部位也是应力集中的位置，在外力的作用下，这些部位的应力会比其他部位的应力高出很多，极有可能超过管道的屈服强度。因此，需要对管道缺陷部位进行重点监控，及时消除威胁管道安全的缺陷。

　　(2)人员作业风险

　　人员作业风险分为两种：一种是管道营业单位员工在作业过程中由于作业不规范、施工不严谨等原因导致的风险；另一种是第三方破坏，包括油气偷盗、违章占压、非法挖掘施工等。欧洲天然气管道事故数据组织(European Gas Pipeline Incident Data Group，EGIG)对2004—2013年间欧洲油气管道事故原因进行了统计分析，第三方破坏事故原因占比高达35%，高于腐蚀(24%)、结构缺陷(16%)和地质灾害(13%)，可见第三方破坏是油气管道面临的最主要风险[4]。随着我国油气管道里程逐年增加，管道周围的施工活动愈加频繁，对管道周围第三方活动进行实时监测尤为必要。

　　(3)环境影响风险

　　环境风险分为人类环境风险和自然环境风险：①人类环境风险是指人类活动虽然没有直接对管道本体造成影响，但是改变了管道周围的环境，对管道的安全造成了影响，如土壤中的杂散电流，这些杂散电流是由于地铁、接地极等设备产生的，会加速埋地管道的腐蚀。②自然环境风险是由地质条件、气象条件等非人类因素引起的，最主要的自然环境风险是地质灾害，如滑坡、地震、泥石流等，据统计我国8%的油气管道事故是由地质灾害引起的[5]。这类事故具有随机性、突发性和破坏性，事故影响范围很广，监测难度很大。

　　1.2.2风险评估

　　从事故演化路径来看，人员作业风险和环境影响风险造成事故的前提是管道本身发生了损坏，也就是说管道本体损坏是人员作业风险和环境影响风险演化为事故的必要条件。因此，人们通常会对管道进行风险评估，从管道本体发生事故这一既成事件入手，分析管道各个阶段的风险大小，分析内容包括结构、材料、施工、腐蚀、应急响应等方面。其中，运营阶段的风险评估工作尤为重要，与管道的安全息息相关，主要包括4个方面的评估，分别是压力评估、强度评估、腐蚀评估以及泄漏评估等。

　　(1)压力评估。对管道的压力进行监测和管理，确保管道在正常工作压力范围内运行。压力评估可以避免因超压导致管道破裂或泄漏事故。

　　(2)强度评估。对管道的强度进行评估，确保管道在承受正常工作压力的同时，能够承受外界的各种载荷。强度评估可以避免因强度不足导致管道变形或破裂事故。

　　(3)腐蚀评估。对管道的腐蚀情况进行评估，及时发现并处理腐蚀问题。腐蚀评估可以避免因腐蚀导致管道壁厚减薄、强度降低以及泄漏事故。

　　(4)泄漏评估。对管道的泄漏情况进行监测和管理，及时发现并处理泄漏问题。泄漏评估可以避免因泄漏导致环境污染、资源浪费以及安全事故。

　　2管理建议

　　由于管道风险具有随机性、多样性，牵涉范围很广，因此管道管理是一项综合性、系统性的工程，需要通过制度、人员、技术等多角度一起发力、持续改进，才能得到良好的管理效果。

　　2.1制度引导

　　(1)遵循管理标准

　　各管道公司在管道建造、运行过程中应遵循相关的法律、标准、规范，严格按照规定流程开展各项作业，按照标准定期对管道开展巡检及内检测作业，及时消除管道周围存在的风险。

　　(2)制定管理制度

　　由于我国管道所处环境存在较大差异，不同管道公司所辖管道面临的主要风险与管理难点不尽相同，因此管道公司应针对所属管道特点(输送介质、自然环境、人类活动等)制定针对性的管理措施，明确管道管理流程中各个环节的具体措施，建立完备的管道管理体系。

　　2.2人员管理

　　(1)明确管理责任

　　建立完备的管道管理责任制度，以区段为单位建立管道安全管理团队，明确各级人员在管道管理中的职责。通过定期考核和奖惩机制，增强员工的保护意识，激励员工积极参与安全管理工作。

　　(2)强化管理团队建设

　　针对管道管理的内容和要求，为管道保护人员制定周期性的培训和教育方案，传授管道保护经验，提升他们的责任意识，提高他们的专业能力和管理能力，打造一支认真负责、技术过硬的管道管理团队。

　　(3)加强事故应急演练

　　由于管道事故具有突发性、随机性等特点，各管道公司在制定事故应急预案的基础上，应该积极开展管道事故应急演练，反复根据应急演练结果总结经验，增强管道事故处置能力，将可能发生的管道事故影响降至最低。

　　(4)加强宣传引导

　　由于管道跨度很长，仅靠公司管道人员很难在第一时间发现管道周围存在的风险，因此需要加强管道保护的宣传工作，通过举办安全培训、开展安全宣传活动等方式增强大家的安全意识，让管道沿线的民众也加入管道保护的行列中，实现管道安全管控全覆盖。

　　2.3技术支撑

　　由于传统的人工管理模式难以适应日益复杂的管道安全形势，因此管道公司应尝试使用各种管道感知技术，实现管道全线实时监测，打造“空、天、地”的管道智能监测系统。监测系统主要包括以下方面：

　　(1)光纤监测。通过与管道同沟敷设的光纤监测系统，实现对管道运行状态、周边环境因素的实时监测。当管道周围存在可疑的施工活动或发生泄漏时，光纤系统可以将施工活动或者泄漏的位置发送给作业人员，这样作业人员可以在第一时间赶往现场处置，阻止可能发生的管道破坏事件。

　　(2)无人机巡查。利用无人机搭载高清摄像机对管道周围环境进行航拍，可以直观地让作业人员了解管道周围存在的潜在风险源。无人机巡查技术通常会与图像识别技术一起使用。先将典型的风险源(挖掘机、水毁、滑坡、堆载等)录入分析特征库中，利用电脑对无人机的航拍图像进行自动处理、分析，与特征库中的数据进行比对，确定管道周围是否存在特定的危险源，可减少人员的作业负担。同时，由于无人机航拍过程中会形成大量的航拍资料，为了减少数据量并提升拍摄效果，可使用无人机开展指定地点危险源的核查工作。在这种情况下，无人机到达指定区域上空后，才会打开摄像机开展多角度的拍摄作业。

　　(3)卫星遥感监测。利用卫星遥感技术监测管道周围环境，可以实现大范围、高精度的监测和故障诊断，发现管道周围的地质变化情况，为制定管道保护措施提供依据。

　　(4)管道本体检测。内检测是常用的管道检测方法，内检测方法包括漏磁检测、超声检测、涡流检测等。其优点是效率高、成本低，可以准确发现凹坑、变形、气孔等宏观缺陷，但对裂纹、针孔等微小缺陷检测能力有待提高。

　　3结语

　　本文以天然气管道为研究对象，从“人、机、环境”角度分析了管道面临的风险并且提出了管道管理的建议，得出以下结论：

　　(1)管道面临的风险可以分为管道本体风险、人员作业风险和环境影响风险，其中第三方破坏是管道面临的最主要的风险，其次是腐蚀、结构缺陷和地质灾害。

　　(2)由于管道风险具有随机性、多样性的特征，因此在开展管道管理时，需要从制度、人员管理、感知技术三方面着手。

　　(3)在开展管道管理时，首先要遵循国家、行业的标准和规范，然后根据实际情况，制定适合于自身的管道保护制度。

　　(4)管道运营企业应加强管道管理团队建设，通过培训、应急演练等方式提高团队的业务能力和水平。同时，需要增强管道沿线居民的管道保护意识，打造“人人爱护管道”的良好生态。

　　(5)在管道管理过程中，要增加新技术的应用，打造管道智能监测系统，实现管道智能化管理。

　　参考文献：

　　[1]马彬,王会师,马旭卿,等.信息技术在城镇燃气管道完整性管理的应用[J].煤气与热力,2023,43(2):38-42.

　　[2]兰乘露.建设期管道完整性管理探索与现场实践[J].油气田地面工程,2023,42(9):51-56.

　　[3]郭淼,朱晓宇,黄国家,等.油气管道全生命周期管理标准化与信息化发展分析[J].现代化工,2022,42(5):14-18.

　　[4]European Gas Pipeline Incident Data Group(EGIG).Gas pipelineincidents:9th report of theEuropean Gas Pipeline IncidentData Group(period 1970—2013):EGIG 14.R.0403[R].Groningen:EGIG,2015：20.

　　[5]陈朋超.油气管网安全状态监测传感系统构建与创新发展[J].油气储运,2023,42(09):998-1008.