管道運(yùn)輸是國際貨物運(yùn)輸方式之一，是隨著石油與天然氣生產(chǎn)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種特殊的運(yùn)輸方式。具有運(yùn)量大、不受氣候和地面其他因素限制、可連續(xù)作業(yè)以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著石油、天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)速度的增長，管道運(yùn)輸發(fā)展步伐不斷加快。

國內(nèi)管道事業(yè)在近 20 年的時(shí)間里取得了迅速的發(fā)展，目前國內(nèi)已建油氣管道的總長度超過 5 萬公里，其中天然氣管道約 3 萬公里。管道運(yùn)輸承擔(dān)著我國大部分原油和天然氣的運(yùn)輸，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)民生、社會(huì)安定和國防建設(shè)發(fā)揮著重要的保障作用。油氣輸送管道具有管徑大、運(yùn)距長、壓力高、輸量大的特點(diǎn)，一旦發(fā)生事故，會(huì)給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全以及生態(tài)環(huán)境造成很大的影響。目前我國在役的長直油氣管道有 80%進(jìn)入了事故多發(fā)期。

本文針對(duì)國外油氣管道建設(shè)大國如俄羅斯、歐洲以及美國油氣管道事故進(jìn)行詳細(xì)分析與比較，得出其管道事故的失效原因，同時(shí)借鑒國外管道建設(shè)管理和運(yùn)營的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國油氣輸送管道的安全運(yùn)行管理，提出有效的管理對(duì)策。

輸氣管道事故界定及致因分類

管道事故的界定

油氣管道事故一般是指造成輸送介質(zhì)從管道內(nèi)泄漏并影響管道正常運(yùn)營的意外事件，主要是管道區(qū)段的事故。

       油氣輸送管道事故的發(fā)生伴隨其投產(chǎn)至其服役終結(jié)，管道服役期間事故概率一般遵循“浴盆曲線”，即管道投產(chǎn)初期的事故多發(fā)階段；管道穩(wěn)定工作期的事故率穩(wěn)定階段；因管道腐蝕和管道設(shè)備老化導(dǎo)致事故率上升的階段。

為了評(píng)價(jià)油氣管道在運(yùn)行過程中的安全性與可靠性，通過引入管道事故率的概念，來作為衡量管道可靠性的重要指示性指標(biāo)。管道事故率通常是指事故次數(shù)與管道的運(yùn)行長度和持續(xù)使用年限的比值，是管道線路部分的可靠性指標(biāo)，它并非專指線路的管道或其他構(gòu)成單元，而是指整個(gè)管道的線路系統(tǒng)。通常來說，管道事故率被定義為每年每公里管道上發(fā)生事故的平均次數(shù)。

管道事故致因分類

美國運(yùn)輸部（DOT）研究與特殊項(xiàng)目委員會(huì)（RSPA）將各種致使管道失效的原因分為五類，分別是外力、腐蝕、焊接和材料缺陷、設(shè)備和操作以及其它。

雖然在不同地區(qū)、不同國家引起油氣管道事故的失效原因種類及所占比例有所不同，但是通過排序可以很直觀的發(fā)現(xiàn)，外力、腐蝕、材料和施工缺陷是造成管道失效最主要的原因。

外力

外力主要指因外在原因或由第三方的責(zé)任事故以及不可抗拒的外力而誘發(fā)的管道事故，它是油氣管道泄漏事故的主要原因之一。

外力引起的管道失效的原因一般可以分為自然環(huán)境因素與人為破壞，其中自然環(huán)境因素又分為雷電引發(fā)的事故與地震破壞；人為破壞主要表現(xiàn)為在管道沿線修建違章建筑與在管道上打孔盜氣。

（1）自然環(huán)境因素

    雷電危害的表現(xiàn)形式一般為：①陰極保護(hù)設(shè)備受損；②絕緣法蘭的絕緣性降低；③雷雨季節(jié)觸摸管道會(huì)感到電震等；地震破壞表現(xiàn)為：當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度達(dá)到Ⅶ度或以上時(shí)就會(huì)引發(fā)管道的嚴(yán)重變形，管道因地層錯(cuò)動(dòng)或土壤變形產(chǎn)生皺褶彎曲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)開裂或者錯(cuò)斷。

在自然災(zāi)害引發(fā)管道失效的事故中，地質(zhì)災(zāi)害是最主要的原因，如山體滑坡或地基沉陷等，其他如雨水沖刷造成的管道暴露與懸空，洪水及泥石流沖斷管道，管道穿越河流過程中被河水沖移也是引起管道失效事故的主要原因。

（2）人為破壞

    進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后期，管道侵權(quán)與人為破壞事件頻發(fā)，主要表現(xiàn)為管道沿線修建違章建筑以及在管道上打孔盜氣。管道侵權(quán)的主要表現(xiàn)是違章建筑的修建以及在施工過程中對(duì)管道的破壞，違章建筑的修建使管道的生存空間日益縮小，同時(shí)違章建筑又具有勢(shì)頭猛、分布不均勻的特點(diǎn)，這對(duì)管道的安全運(yùn)行構(gòu)成極大的威脅；施工過程中，在管道上方或者兩側(cè)取土、采石、開礦，挖掘等會(huì)引起管道防腐層的破壞，施工機(jī)械或操作有可能引起管道破裂，管道上方種植根深植物，也會(huì)使管道的防腐層遭到破壞，而且這種情況發(fā)生的幾率較大，難以預(yù)防。

腐蝕

    長輸油氣管道動(dòng)輒數(shù)百公里或上千公里，管道穿越沿途所經(jīng)環(huán)境也是十分復(fù)雜，外部的環(huán)境介質(zhì)與內(nèi)部的傳輸介質(zhì)都會(huì)給管道本身帶來不同程度的腐蝕。隨著管道服役年限增長，管道腐蝕概率增大，因管道腐蝕導(dǎo)致管道失效的事故時(shí)有發(fā)生。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1985～2000 年間，美國輸氣管道共發(fā)生 1318 起事故，其中因管道內(nèi)腐蝕導(dǎo)致失效的占 12.8%，因管道外腐蝕導(dǎo)致管道失效的占 15.3%，整體因管道腐蝕造成管道失效事故的比例占到28.1%；通過對(duì)俄羅斯天然氣管道的事故案例分析可以看出，因外部腐蝕導(dǎo)致管道失效的比例是 33.0%，因內(nèi)部腐蝕導(dǎo)致管道失效的比例是 6.9%，因腐蝕導(dǎo)致管道失效事故的比例是總體比例是39.9%。

由此可知腐蝕是造成輸氣管道失效的主要誘因；由于我國管材的生產(chǎn)技術(shù)與施工質(zhì)量有限，輸送介質(zhì)又具有高腐蝕性等特點(diǎn)，我國管道因腐蝕而導(dǎo)致管道失效的事故率要高于發(fā)達(dá)國家。

    通過四川輸氣管道 1969 年～2003 年事故統(tǒng)計(jì)資料可以看出，腐蝕造成的事故占第一位，其次為施工缺陷與外部影響。

焊接與材料缺陷

    焊接或是管道母材中的缺陷，在帶壓輸送中常會(huì)引起管道破裂。管道施工不夠精細(xì)，焊接工藝欠佳，會(huì)使得焊口質(zhì)量難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)；同時(shí)焊縫內(nèi)部承受壓力較大，材質(zhì)不夠均勻密實(shí)，使得管道輸送潛力無法得到有效發(fā)揮，也難以達(dá)到預(yù)期的使用年限；管道運(yùn)行過程中，頻繁受到溫度變化及振動(dòng)影響，焊縫處與材質(zhì)缺陷的副作用會(huì)得到有效放大，引起管道失效，導(dǎo)致管道失效事故。

通過對(duì)有關(guān)資料分析表明，焊接與材料缺陷在歐洲、原蘇聯(lián)及美國是導(dǎo)致管道失效事故的第二大原因，在美國 1970～1984 年輸氣管道事故統(tǒng)計(jì)中，材料失效事故為 990 起，占全部事故總數(shù) 16.9%；而在原蘇聯(lián) 1981～1990 年中，因材料失效和施工缺陷引起的事故分別為 100 次（占事故總數(shù)的 13.3%）和 168 次（22.3%），其對(duì)輸氣管道安全運(yùn)行的危害是顯而易見的。

設(shè)備和操作

    違章操作同樣會(huì)給管道本身或管道運(yùn)行過程中的安全產(chǎn)生較大威脅，應(yīng)該得到足夠的重視。在管道施工過程中，不按規(guī)劃設(shè)計(jì)操作，如管體埋深不足，沼澤水網(wǎng)地區(qū)配重塊未按規(guī)范設(shè)計(jì)要求填裝，冬季施工管溝回填土壤中混有冰雪；管道系統(tǒng)開車運(yùn)行或者停車檢修過程中，未對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行清空置換，或采用非惰性氣體進(jìn)行置換，亦或置換的不夠徹底，導(dǎo)致管道氣體中混入空氣，含氧量增加，這些操作均會(huì)使管道在生產(chǎn)運(yùn)行過程中面臨較大危險(xiǎn)。

其它   

    在輸氣管道生產(chǎn)運(yùn)行過程中，還會(huì)面臨其他一些潛在的，影響管道運(yùn)行安全的危害因素，例如管道內(nèi)水汽凝結(jié)引發(fā)的冰堵，或者管道穿越過程中外力引起的斷裂等。

管道事故案例分析

俄羅斯油氣管道事故

    俄羅斯現(xiàn)有的俄羅斯現(xiàn)有的石油管網(wǎng)總長 5 萬 km，由于國土遼闊，橫貫俄羅斯大陸的每條輸油管道的干線長度一般均在 3500~4000km。由于許多輸油管道都已老化或超期服役，管道失效事故不斷發(fā)生。據(jù)資料報(bào)道，在 1981～1990 年這 10 年間，原蘇聯(lián)由于各種原因造成干線輸氣管道事故的總次數(shù)為 752 次，平均事故率為 0.0004 次/（km.a）。

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)可以看出，按照導(dǎo)致事故發(fā)生總次數(shù)的百分比排序， 10 年間造成輸氣管道失效事故的首要原因?yàn)楦g，其事故比率占到 39.9%，其次為外部干擾（16.9%）、材料缺陷（13.3%）、建設(shè)施工缺陷（11.5%）、焊接缺陷（10.8%）及設(shè)備缺陷（2.3%）和其它（5.3%）。

歐洲輸氣管道事故

    歐洲輸氣管道很發(fā)達(dá)，已構(gòu)成地區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1992年 8 家西歐主要?dú)怏w輸送管道系統(tǒng)公司建立了歐洲輸氣管道事故數(shù)據(jù)組織（European Gas Pipeline Incident Data Group，簡稱 EGIG）。

通過該組織的調(diào)查表 2，對(duì)歐洲主要輸氣公司 1970～2001 年的輸氣管道事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，結(jié)果表明，歐洲輸氣管道事故主要原因?yàn)椋孩偻獠坑绊?；②施工缺陷和材料失效；③腐蝕；④地面運(yùn)動(dòng)；⑤熱處理缺陷；⑥其它。

美國天然氣管道事故

    美國現(xiàn)今約有 40×104km 的天然氣運(yùn)營管道，由于有關(guān)近 10 年管道運(yùn)行事故的報(bào)道很少，故依據(jù)美國能源部對(duì) 1970 年～1984 年間運(yùn)營的天然氣干線管道事故進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析（表 3），外力是美國大多數(shù)天然氣管道損壞的主要原因，其次是材料和腐蝕。

小結(jié)

通過對(duì)俄羅斯 1981～1990 年 10 年間的油氣管道事故統(tǒng)計(jì)資料及美國和歐洲 20 世紀(jì) 70-80 年代 10 年間的輸氣管道事故統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析，對(duì)致使管道失效事故的誘因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在所有致使油氣輸送管道失效事故的誘因中，外部干擾、材料失效和腐蝕是造成管道失效的最主要三個(gè)原因。

措施與建議

建立、健全油氣管道相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

（1）建立油氣管道事故案例基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。充分調(diào)研國內(nèi)外油氣管道事故案例，借鑒國外管道管理先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國管道特點(diǎn)，建立管道事故基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

（2）建立油氣管道穿越區(qū)域環(huán)境本底值數(shù)據(jù)庫。開展對(duì)管道穿越區(qū)域地表水、地下水、大氣、土壤以及管道沿線場(chǎng)站環(huán)境噪聲、設(shè)備噪聲等環(huán)境本底值調(diào)查與監(jiān)測(cè)，建立管道環(huán)境本底值數(shù)據(jù)庫。

（3）建立油氣管道穿越區(qū)域潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫。開展油氣管道在穿越過程中可能發(fā)生的危害事件以及事件后果的嚴(yán)重性進(jìn)行分析和識(shí)別，建立潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫，同時(shí)利用科學(xué)的方法對(duì)識(shí)別出的危害因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于不可接受的風(fēng)險(xiǎn)制定相應(yīng)的控制措施。

制定并運(yùn)行油氣管道完整性管理計(jì)劃

管道完整性管理（PipelineIntegrity Management）是指管道公司面對(duì)不斷變化的因素，對(duì)油氣管道運(yùn)行中面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，通過監(jiān)測(cè)、檢測(cè)、檢驗(yàn)等各種方式，獲取與專業(yè)管理相結(jié)合的管道完整性的信息，制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策，不斷改善識(shí)別到的不利影響因素，從而將管道運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，最終達(dá)到持續(xù)改進(jìn)、減少和預(yù)防管道事故發(fā)生、經(jīng)濟(jì)合理地保證管道安全運(yùn)行的目的。

由于管道運(yùn)營面臨不斷變化的因素，故管道的完整性管理是一個(gè)持續(xù)的循環(huán)進(jìn)行的過程，需要在一定的時(shí)間間隔后再次對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)與檢驗(yàn)、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及采取措施減輕風(fēng)險(xiǎn)，以減少和預(yù)防事故的發(fā)生。

加強(qiáng)與油氣管道相關(guān)安全技術(shù)研究

（1）加強(qiáng)長輸油氣管道防腐技術(shù)研究。以國內(nèi)外先進(jìn)的防腐技術(shù)研究成果為基礎(chǔ)，結(jié)果實(shí)際管道穿越區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，研發(fā)出技術(shù)可靠，防腐蝕性能好，具有較好的機(jī)械性能、絕緣性能和耐受性能，同時(shí)又經(jīng)濟(jì)合理的管道防腐技術(shù)。

（2）加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害、地震、氣象等對(duì)長輸管道有較大影響問題的相關(guān)研究的力度。自然環(huán)境的變換帶來的外部干擾是油氣管道發(fā)生失效事故的重要誘因，加強(qiáng)以上各項(xiàng)自然環(huán)境因素的研究力度，建立其動(dòng)態(tài)變換的數(shù)據(jù)庫，可以有效降低管道所面臨的失效風(fēng)險(xiǎn)。

（3）加強(qiáng)油氣管道相關(guān)檢測(cè)技術(shù)研究，提高檢測(cè)能力與水平。定期對(duì)管道進(jìn)行內(nèi)、外檢測(cè)和評(píng)估，盡快推廣并實(shí)施管道完整性管理。在對(duì)國外管道腐蝕檢測(cè)器的消化吸收基礎(chǔ)上，研制開發(fā)適合我國管道實(shí)際狀況的油氣管道智能檢測(cè)系統(tǒng)裝置，對(duì)我國在役油氣管道進(jìn)行全面檢測(cè)和安全評(píng)價(jià)工作具有至關(guān)重要的意義。

開展油氣管道風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理相關(guān)工作

管道風(fēng)險(xiǎn)管理是一個(gè)連續(xù)不斷的改進(jìn)過程，它包括管道風(fēng)險(xiǎn)和完整性管理兩個(gè)方面，涵蓋了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（分析）、風(fēng)險(xiǎn)控制和政策支持，效能測(cè)試和響應(yīng)三大內(nèi)容。

借鑒歐美等發(fā)達(dá)國家油氣管道風(fēng)險(xiǎn)分析方法，結(jié)合我國油氣管道自身特點(diǎn)，逐步開展風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)相關(guān)工作，建立一套具有廣適性的油氣管道風(fēng)險(xiǎn)管理辦法。

結(jié)論

     隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，我國經(jīng)濟(jì)總量已躍居世界前列。與之相應(yīng)，能源消耗總量也持續(xù)大幅增長，我國已成為能源生產(chǎn)與消費(fèi)大國。油氣的管道輸送作為一種較為安全的運(yùn)輸方式，具有運(yùn)輸量大、占地少，管道運(yùn)輸建設(shè)周期短、費(fèi)用低，安全可靠、連續(xù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

“十二五”期間，我國將繼續(xù)大力開展油氣管道建設(shè)，以滿足油氣輸送與消費(fèi)的需要。然而，油氣輸送管道一旦發(fā)生事故影響面廣、后果嚴(yán)重。因此，需要加快油氣輸送管道安全的立法，建立并完善管道完整性管理體系與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，加強(qiáng)油氣輸送管道相關(guān)安全技術(shù)研究，建立一套具有廣適性的油氣管道風(fēng)險(xiǎn)管理辦法，以保障油氣管道安全、高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。