胡亞博1,2

1.中石油管道有限責任公司； 2.北京科技大學(xué)

摘  要：2019年美國天然氣管道安全法修訂案技術(shù)條款可為完善我國天然氣管道安全管理制度、修訂管道保護法律法規提供借鑒，應重視管道基礎數據管理、科學(xué)評估管道安全運行壓力、加強非高后果區管段管理，不斷提高天然氣管道安全管理水平。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；美國安全法修訂案；管道材料； MAOP；非高后果區

提升管道安全管理水平需要從完善政策法規、落實(shí)監管機構和體制、改進(jìn)技術(shù)標準規范等方面開(kāi)展工作[1]。我國2010年頒布實(shí)施的《石油天然氣管道保護法》具有重要歷史意義，但與美國等發(fā)達國家相比，對部分技術(shù)細節的規定仍有差距。借鑒以美國為代表的管道安全管理做法，有助于提高我國管道安全管理水平[2]。自1968年至今，美國已經(jīng)對天然氣管道安全法進(jìn)行了10余次修改，以增強管理管道安全的國家和社會(huì )行為[3-5]。 2019年10月1日，美國管道和危險材料安全管理局（PHMSA）汲取美國發(fā)生的天然氣管道斷裂著(zhù)火事故教訓，發(fā)布了關(guān)于天然氣管道安全法修訂案《天然氣管道安全：再確認最大允許操作壓力、擴大評價(jià)要求和其他事項》，并于2020年7月1日生效。分析促進(jìn)該法案形成的兩起事故案例和法案的主要內容，以期從中得到有益的啟示。

1 兩起事故暴露的問(wèn)題

2010年9月9日，美國PG&E公司運營(yíng)的132號州內天然氣管道在加利福尼亞州圣布魯諾市附近發(fā)生斷裂著(zhù)火事故，造成8人死亡、 58人受傷。事故原因和暴露的問(wèn)題主要包括：管道建設質(zhì)量管控不嚴格，制管焊縫存在肉眼可見(jiàn)的焊接缺陷；管道完整性管理程序存在漏洞，事故管段的直焊縫短管被錯誤記錄為無(wú)縫管，風(fēng)險評價(jià)未充分考慮焊接缺陷的影響；管道建設時(shí)間早于20世紀70年代，按照豁免條款直接將5年內的最高運行壓力確定為最大允許操作壓力；管道安全監管部門(mén)沒(méi)有及時(shí)發(fā)現PG&E公司的管理漏洞。

2012年12月11日，美國Columbia公司運營(yíng)的SM-80州際天然氣管道在西弗吉尼亞州西森維爾鎮附近發(fā)生斷裂著(zhù)火事故，造成多處房屋受損，距離事故點(diǎn)30米的77號公路的瀝青路面受損、交通長(cháng)時(shí)間中斷。事故原因和暴露的問(wèn)題主要包括：外腐蝕沒(méi)有得 到有效控制，防腐層破損、回填石塊屏蔽陰極保護電流造成管道外壁發(fā)生嚴重腐蝕，最終導致韌性斷裂；未充分識別管道失效對附近公路的影響，未將事故管段納入完整性管理程序。

2002年美國管道安全法案修訂過(guò)程中，曾有專(zhuān)家建議將高速公路、橋梁、鐵路、電力設施、自來(lái)水廠(chǎng)等基礎設施納入高后果區識別準則， PHMSA未采納相關(guān)意見(jiàn)。該事故發(fā)生后，美國國家運輸安全委員會(huì )（NTSB）又提出了相關(guān)建議， PHMSA在2019年修訂案中予以采納。

2 2019年修訂案主要內容

2016年， PHMSA公布了聯(lián)邦法規（CFR）第49篇第192章（天然氣管道安全法）修訂方案，并收集到數千條意見(jiàn)。 2017年至2018年，美國天然氣管道技術(shù)委員會(huì )（GPAC）先后開(kāi)展5次集中研討，對相關(guān)意見(jiàn)進(jìn)行討論。 2019年10月1日， PHMSA正式發(fā)布修訂案[6]。因其對天然氣管道運營(yíng)管理的重要影響，2019年修訂案被美國天然氣管道行業(yè)稱(chēng)為“天然氣管道安全大規則”（Gas Mega Rule），在美國油氣管道行業(yè)引起廣泛討論[7]。修訂的技術(shù)內容主要包括以下幾方面。

2.1 驗證管道材料屬性

2011年法案已經(jīng)要求管道運營(yíng)商驗證管道壁厚、屈服強度、焊縫類(lèi)型等屬性信息的準確性，以保證在此基礎上確定的最大允許操作壓力。 2010年P(guān)G&E公司的事故表明，部分管段的材料屬性信息記錄并不完善或準確。 2019年修訂案要求，管道運營(yíng)商要采取有效方法，驗證高后果區、三級地區、四級地區管段的材料屬性信息，即使在1.25倍最大允許運行壓力（MAOP）條件下完成了壓力試驗的管道，也應收集材料屬性信息。 PHMSA建議將驗證工作與維檢修工作結合，采用抽樣破壞性試驗或在線(xiàn)無(wú)損檢測方法，驗證管道的材料性能。

2.2 再確認最大允許運行壓力

針對以下三種情況，要對MAOP進(jìn)行再確認：①MAOP設置不合理，管道發(fā)生事故后，恢復運行前應對MAOP進(jìn)行再確認；②現有管道屬性信息不支持確定最大MAOP的管段中，要對高后果區、三級地區、四級地區、可清管和內檢測的中后果區（定義見(jiàn)2.3節）管段，進(jìn)行MAOP的再確認；③建設時(shí)間較早、適用于以往法案中“Grandfather”豁免條款的管段中，若MAOP條件下形成的應力達到或超過(guò)30%屈服強度的，要進(jìn)行MAOP的再確認。

同時(shí)提出了以下替代做法：①當內檢測、壓力試驗、工程適用性評價(jià)等評估方法不適用或經(jīng)濟代價(jià)過(guò)高時(shí)，可在局部換管后再確定新管段的MAOP；②允許將該法案生效前18個(gè)月內的最高實(shí)際運行壓力除以安全系數（1.25或地區等級對應安全系數兩者中的最大值），作為該管道的MAOP；③對于潛在影響半徑小于等于45米的低壓力、小管徑管道，若不能采用壓力試驗、內檢測方法對MAOP進(jìn)行再確認，允許將該法案生效前18個(gè)月內的最高實(shí)際運行壓力除以系數1.10，作為該管道的MAOP。

2.3 非高后果區管段的評價(jià)

增加了中后果區（Moderate Consequence Area，MCA）概念和對非高后果區管段進(jìn)行評價(jià)的要求。MCA是指不滿(mǎn)足高后果區識別規則，但潛在影響半徑范圍內有5處或超過(guò)5處用于人員居住的建筑物、特定的州際公路、高速公路、以及美國聯(lián)邦公路管理局《道路功能分類(lèi)的概念、標準和程序》規定的其他四車(chē)道主干道的管段。 PHMSA最初建議管道運營(yíng)商在MCA管段采用與HCA管段相同的管理措施，并允許更長(cháng)的檢測和評價(jià)時(shí)間間隔，對三級地區、四級地區、可內檢測的MCA管段，在15年內進(jìn)行第一次評價(jià)，后續的評價(jià)時(shí)間間隔不超過(guò)20年。結合收集到的意見(jiàn)， PHMSA最終確定可以只對運行壓力超過(guò)30%屈服強度的管道進(jìn)行評價(jià)，在14年內進(jìn)行第一次評價(jià)，后續的評價(jià)時(shí)間間隔不超過(guò)10年。

2.4 其他事項

（1）強度評價(jià)。增加了管道內檢測標準，要求管道運營(yíng)單位同時(shí)參考API STD 1163―2013《內檢測系統合格標準》、 ANSI/ASNT ILI―PQ―2005《內檢測人員資格和證書(shū)》、 NACE SP 0102―2010《管 道在線(xiàn)內檢測》等內檢測標準，為管道內檢測相關(guān)設施的設計、施工提供統一標準，只在不能開(kāi)展內檢測時(shí)使用直接評價(jià)方法，并將超聲導波測試固化為一種通用的檢測方法。

（2）再評價(jià)時(shí)間間隔。 2011年法案允許在7年的再評價(jià)時(shí)間間隔基礎上有6個(gè)月的寬限期。 2019年修訂案進(jìn)一步明確了相關(guān)期限的計算要求。

（3）收發(fā)球筒。要求收發(fā)球筒具有安全泄放壓力的保護裝置，明確了使用收發(fā)球筒進(jìn)行內檢測的安全要求。

（4）超壓報告。 2011年法案要求管道運營(yíng)商報告管道超壓運行情況。 2019年修訂案進(jìn)一步明確了報告范圍和內容。

（5）地震等異常載荷。 2019年修訂案要求管道運營(yíng)商要識別地震等外力情況可能對管道的影響，及時(shí)監測管道壓力波動(dòng)情況。

3 借鑒與啟示

美國管道安全法規中的有些技術(shù)內容比相關(guān)標準規定更細致，如2019年修訂案重點(diǎn)完善了基礎信息、確認最大運行壓力、非高后果區管段管理等技術(shù)細節，可為我國管道管理、管道保護法修訂提供借鑒。

3.1 管道基礎數據

隨著(zhù)管道大數據的逐步形成，管道安全評估理念表現出由數據評估代替風(fēng)險專(zhuān)家評估、由工程適用性評估代替風(fēng)險評估的趨勢[8]。我國管道早期建設過(guò)程中遺留的歷史問(wèn)題多，基礎數據大都存在不同程度的缺失。后續需要科學(xué)、有取舍地開(kāi)展數據恢復工作，探索有效的數據管理、使用和分析方法，基于數據促進(jìn)管道風(fēng)險管理工作落地、見(jiàn)效。

3.2 管道安全運行壓力

國內部分管道運營(yíng)企業(yè)對事故后壓力評估進(jìn)行了探索實(shí)踐，但國家法規和相關(guān)標準在確定MAOP、事故后恢復設計壓力運行等方面，還沒(méi)有明確的程序和技術(shù)要求。后續需要各方共同努力，固化一套更加科學(xué)、有效的評估程序和方法。

3.3 中后果區和臨時(shí)高后果區管理

借鑒美國“中后果區”的概念，加強管道與鐵路、公路、輸電線(xiàn)路等基礎設施在“公共走廊”并行管段的風(fēng)險識別和安全管理。吸取中緬天然氣管道“6·10”事故的教訓，對因搭建臨時(shí)工棚等原因形成的臨時(shí)高后果區加強管理。

參考文獻：

[1] 姚偉.油氣管道安全管理的思考與探索[J].油氣儲運， 2014， 33(11)： 1145-1151.

[2] 吉建立，何仁洋，秦先勇.國外油氣管道安全管理經(jīng)驗及啟示[J].中國特種設備安全， 2014， 30(5)：1-5.

[3] 帥健，張思弘.美國油氣管道安全立法進(jìn)程淺析[J].油氣儲運， 2014， 33(11)： 1174-1179， 1186.

[4] 帥健.美國油氣管道的安全管理體系研究[J]. 油氣儲運， 2008， 27(7)： 6-11.

[5] 米琪.柏林翰姆鎮燃氣管道泄露的處理與美國新修訂的H.R.3609《2002年管道安全改進(jìn)法》 [J]. 城市燃氣， 2004(2)： 19-23.

[6] P i p e l i n e a n d H a z a r d o u s M a t e r i a l s S a f e t yAdministration. Pipeline Safety: Safety of GasTransmission Pipelines: MAOP Reconfirmation,Expansion of Assessment Requirements, and OtherRelated Amendments[N/OL].2019, https:// www.federalregister.gov/.

[7] Curtis Parker. The clock is ticking - time to preparefor PHMSA’ s mega rule[J]. Pipeline & gasjournal,2019:43-44.

[8] 馮慶善. 基于大數據條件下的管道風(fēng)險評估方法思考[J]. 油氣儲運， 2014， 33(5)： 457-461.

    作者簡(jiǎn)介：胡亞博，男， 1988年生，工程師， 2012年碩士畢業(yè)于北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)，現主要從事油氣管道完整性管理和3D打印合金研究工作。聯(lián)系方式： 010-63595831， gdsyhyb@petrochina.com.cn。