1 前言

　　城市燃氣輸配管網長期埋設在地下，受到各種不確定性因素的影響和破壞，會不同程度地出現了腐蝕等缺陷，給系統(tǒng)安全帶來潛在的巨大危害。一旦發(fā)生事故，不僅經濟損失巨大，而且易成為社會不穩(wěn)定因素，因此必須對城市燃氣輸配系統(tǒng)安全評價給予高度重視。
　　完整性管理(Integrity Management Program，IPM)就是為滿足安全管理的客觀需要，近幾年發(fā)展起來的以管道安全為目標的系統(tǒng)管理體系，內容涉及管道設計、施工、運行、監(jiān)控、維護、更換等全過程[1]。簡單地說，完整性管理體系就是在前期對整個燃氣管網系統(tǒng)進行可靠性、風險性評價的基礎上，利用完整性檢測技術評估運行狀態(tài)指標，確定再評價周期等。它反映了燃氣管道安全管理從單一安全目標向提高效率、增加綜合經濟效益的多目標發(fā)展的趨勢。
　　
　　2 完整性管理

　　2.1 概 述

　　美國管道安全局最新頒布的規(guī)定強制性要求燃氣運營商必須對所管轄的天然氣管道實施完整性管理，并提供了四種可供選擇的方案[2]：內部檢測技術、壓力試驗、直接評價、其他能夠評價管道現狀的技術(允許使用沒有寫入該規(guī)定的方法)。規(guī)程指出單一技術的應用不可能全面闡明潛在的事故誘因，應該在考慮風險評價結果、缺陷類型、方法有效性和可行性等之后，進行選擇、組合，從各自不同的角度出發(fā)，最終得到不同類型的評價報告[3]?？梢姡晟频奶烊粴夤艿劳暾怨芾砑夹g結合了在線檢測技術，水力靜壓試驗，直接評價和腐蝕控制等措施，至少包括以下內容[4]：① 決定哪些管段處于高危地區(qū)(High Consequence Areas，HCAs)；②具有針對性的評價計劃；③具有連續(xù)性的完整性評估方案；④整合、分析與完整性有關的數據和失效后果，確定評價后管道如何維修的標準等；⑤識別和評價用來保護高危地區(qū)的防護和減緩措施；⑥度量完整性管理方案的有效性；⑦權威人士對評價結果和數據分析的認可。

　　2.2 完整性管理的基本步驟

　　通用的完整性管理程序包含以下幾個步驟：
　　(1)預準備階段
　　本階段工作的主要內容有：①根據客觀情況劃分管段，確定失效類型，例如國際管道研究委員會(Pipeline Research Committee Internationa1， PRCI)將天然氣管道失效原因歸納為3種時間類型、9種失效類型、21種小類，再加上未知原因，共22小類。②分別對各管道進行評價并將結果匯總，確定需要優(yōu)先考慮的管段和重點預防的失效類型。③收集管道完整性管理數據，包括管道原始施工圖和監(jiān)測記錄、管材合格證書、制造設備技術數據、管道設計與工程報告、管道調查和試驗報告、管道監(jiān)測計劃、運行和管理計劃、應急處理計劃、事故報告、技術評價報告、操作規(guī)范和相應的工業(yè)標準等。④依靠專家或公眾社會對某事件達成的共識所量化的經驗值。
　　(2)風險評價階段
　　利用風險評價得到不同管段的風險指標和不同失效原因的風險指標，比較其結果，確定需要優(yōu)先開展管道完整性評價的管段區(qū)域和需要優(yōu)先預防的失效原因。
　　(3)完整性評價階段
　　對需要優(yōu)先評價的管段，采用綜合檢測技術的結果評價管道的完整性。
　　(4)維修、調整、制定預防措施和確定再評價間隔周期階段
　　通過管道維修、運行工況調整和預防措施來消除或減緩檢測中發(fā)現的安全隱患，提高管道安全性，是對檢測評價的響應。再評價周期主要根據維修標準、維修數量和預防措施有效性來確定，基本原則是：經過本次維修后的殘余缺陷到下個周期的完整性檢測中不會發(fā)展成危險性缺陷。工程技術人員可以根據客觀需要來選擇適宜的方法確定再評價周期，例如通過比較管材最小屈服極限、管道最大操作壓力、按檢測缺陷預測的失效壓力三個數值，即可按照約定法即可確定再評價周期等。

　　2.3 在線檢測

　　在線檢測使用管內移動的傳感設備，通過無損探測技術(Non-Destructive Testing，NDT)識別、定位和描述金屬損失、管道變形、縫狀缺陷、管位移動等情況，是測量在役管道機械、腐蝕、焊接缺陷的有效方法，也是為監(jiān)測和管理管道風險提供可靠信息的最重要手段。它所提供的數據有助于量化腐蝕速率、事故后果嚴重性，確定再檢測時間間隔，能夠定量給出風險評價結果，提供管道維護和整改方案等。但是，它不能測得缺陷發(fā)生的具體位置，也不能預測其未來發(fā)展趨勢，所以必須采用其他方法作為補充，而且要每隔一段時間進行再評價[5]。
　　根據最初探測目標，在線檢測技術適用于以下幾種情況：
　　(1)金屬損失：探測、測量腐蝕造成的損失特征量。根據不同的側重點還可以檢測制造缺陷、焊接問題、機械損傷、凹坑、褶皺、迭層、水壓試驗造成的裂紋等其他缺陷。常用方法有漏磁探傷和超聲波法。
　　(2)變形：探測、測量凹坑、褶皺、彎曲半徑等特征量。
　　(3)裂縫：所能探測的裂縫位于管體或焊縫，包括疲勞裂紋、沿焊縫方向的疲勞裂紋、由焊接質量差造成的各種裂縫等。具體方法有超聲波檢測、環(huán)向漏磁、電磁檢測和彈性波長試驗。
　　(4)繪制管位移動圖。
　　美國ASME B31.8S規(guī)范認為“在線探測技術的有效性取決于取樣管道的特定條件和設備選擇是否得當”。因此，制定高效、可行、經濟的預案，對數據作必要的初步評價，提高項目管理水平，提供長期的系統(tǒng)維護方案，有助于大幅度提高在線檢測技術的應用水平。