李永軍:設計和完整性管理與管道本質(zhì)安全的關(guān)系
來(lái)源:《管道保護》2022年第6期 作者:李永軍 時(shí)間:2022-12-6 閱讀:
李永軍
長(cháng)慶工程設計有限公司
利用管道輸送石油、天然氣相對公路、鐵路等其他運輸方式具有明顯的安全優(yōu)勢,但任何事物都有二重性。如果管道系統本身存在建設質(zhì)量缺陷,加上自然環(huán)境或人為等外力因素侵害、運營(yíng)管理疏漏等原因,就會(huì )引發(fā)管道事故。如何從根本上提高管道的抗風(fēng)險能力,降低管道失效概率,杜絕管道事故,實(shí)現管道長(cháng)期安全可靠、環(huán)保節能、高效經(jīng)濟運行,行業(yè)普遍認同的觀(guān)點(diǎn)就是提升管道本質(zhì)安全。
1995年油氣儲運專(zhuān)家潘家華教授介紹了國外管道風(fēng)險評價(jià)技術(shù),經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng )新實(shí)踐,我國油氣管道安全管理水平得到了很大提高。21世紀初,又引進(jìn)完整性管理理念,結合國內實(shí)際制定了GB32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規范》,促進(jìn)了管理模式發(fā)生了實(shí)質(zhì)性轉變,由傳統的事后應對型轉變?yōu)槭虑邦A防型,完整性管理已成為管道行業(yè)預防事故發(fā)生、實(shí)現事前預控的重要手段[1]。筆者通過(guò)閱讀大量有關(guān)本質(zhì)安全和完整性管理的技術(shù)文獻等資料,發(fā)現用完整性管理來(lái)提升或保障管道本質(zhì)安全的提法多是基于本質(zhì)安全理念的一種期望性表達,并未對相互的關(guān)系進(jìn)行明確闡述。
本質(zhì)安全的源頭就是設計!氨举|(zhì)安全”概念的提出,最早源于20世紀50年代的世界宇航技術(shù)界,主要指電氣系統具備防止可能導致可燃物質(zhì)燃燒所需能量釋放的安全性。1976年英國化工安全專(zhuān)家特雷弗·克雷茲(Trevor Kletz)首次提出本質(zhì)安全理念,2010年芬蘭學(xué)者 A.M.Heikklä通過(guò)總結和提煉前人的研究成果給出了本質(zhì)安全定義:本質(zhì)安全是指在化工和制造業(yè)中,通過(guò)設計等手段使生產(chǎn)設備或生產(chǎn)系統本身具有安全性,即使在誤操作或發(fā)生故障的情況下也不會(huì )造成事故的功能[2]。該定義被有關(guān)安全方面的著(zhù)作、教材、論文以及規范標準等普遍引用。指出實(shí)現本質(zhì)安全的途徑是設計,其作為一種內在的功能屬性,并不需要通過(guò)外力來(lái)附加。我國石油行業(yè)站在安全文化的高度從“人-機-環(huán)境”的和諧統一對本質(zhì)安全提出了更高追求[3],本質(zhì)安全不再局限于對象本體,以期通過(guò)對“人-機-環(huán)境”三大要素的優(yōu)化配置和交互作用來(lái)實(shí)現。雖然全面,但研究?jì)热蔟嬰s,也很容易將本質(zhì)安全的重心落在管理層面,而忽視了設計源頭的重要性。
管道本質(zhì)安全的源頭在設計。包括規劃、可研、初設及施工圖全設計過(guò)程,需通過(guò)設計手段給本質(zhì)安全注入靈魂。不管怎樣對本質(zhì)安全理念進(jìn)行外延,但本質(zhì)安全的初衷理念不能被過(guò)度衍化,本質(zhì)安全的視覺(jué)焦點(diǎn)不能散焦。對于管道本質(zhì)安全,行業(yè)專(zhuān)家、學(xué)者提出了引領(lǐng)性見(jiàn)解,如中國石油大學(xué)(北京)張宏教授認為,管道本質(zhì)安全主要指管道結構的本體安全,管道結構本質(zhì)安全應理解為通過(guò)合理的結構設計并按設計要求施工建設,使得管道具有抵抗設計載荷的能力,在生產(chǎn)運行過(guò)程中通過(guò)持續管理和維護讓管道保持上述能力[4];黃維和院士提出了管道安全等于本質(zhì)安全加公共安全,控制失效是保障管道本質(zhì)安全的重要基礎,路由安全是公共安全的重要組成部分[5]。那么這個(gè)“本質(zhì)”是什么?劉潛等人認為,所謂“本質(zhì)”就是指能體現事物固有本性和代表性的實(shí)質(zhì)內容,使“安全本質(zhì)化”,從安全角度出發(fā),通過(guò)事物的固有屬性真正達到使人、物等不受危害,從而以“本質(zhì)”去實(shí)現安全,其要義為安全要治本、治根[6];诖,筆者認為油氣管道本質(zhì)安全的“本質(zhì)”應是:“管道本體+管道安全防護措施”,兩者共同構成相互作用、相互依賴(lài)的管道系統,其結構及功能完整、可靠、無(wú)缺陷,并具有預防和抵御安全風(fēng)險的能力,這種能力必須作為一種固有屬性和特征存在,且只有通過(guò)設計手段從源頭來(lái)賦予。
管道一旦建成投產(chǎn),管道的安全本質(zhì)屬性就難以改變,想要改變就會(huì )付出比最初建設多數倍的代價(jià),且任何一處或一點(diǎn)的改變就會(huì )產(chǎn)生系統性反應。因此,欲使油氣管道的“本質(zhì)”具有良好的“先天”屬性,這個(gè)重任自然就落在了設計者肩上。有了設計源頭的保證,再加上采購、施工建設環(huán)節的高質(zhì)量管控,三位一體,相輔相成,就可確保管道系統在建成交付投運時(shí)便已從“根”上達到安全本質(zhì)化。之后,如何維護和保持管道系統“根深、本固、枝青、葉綠”將是完整性管理的重要使命。
管道完整性管理主要側重運行安全。管道完整性管理是一種基于數據、實(shí)現事前預防的管道安全管理模式,主要工作內容是“六步循環(huán)”,使管道全生命周期都處于風(fēng)險受控狀態(tài),實(shí)現管道長(cháng)期安全可靠、高效平穩運行[7]。雖然完整性管理提出了全生命周期的風(fēng)險管控,也延伸到了建設階段,但重點(diǎn)強調的是數據的采集與移交,滿(mǎn)足的只是完整性管理有關(guān)管理信息等方面對建設階段的需求。
數據采集與整理是通過(guò)數據建構管道的信息及模型,便于管道“體檢”時(shí)對管道系統“健康指標”及“病癥診斷”的量化和定位,在此基礎上通過(guò)完整性管理的風(fēng)險評價(jià)、完整性評價(jià)等體系,從結構和功能兩方面評價(jià)管道系統的“健康狀況”。
針對檢測等技術(shù)手段“診斷出的病癥和缺陷”及評價(jià)出的管道系統“健康狀況”,制定相應的消減風(fēng)險措施和維修維護方案,并預測未來(lái)管道安全風(fēng)險、制定相應的預防措施。
風(fēng)險消減措施和維修維護方案實(shí)施后,進(jìn)一步通過(guò)效能評價(jià)提出下一步建議實(shí)現完整性管理的循環(huán)改進(jìn)。
管道完整性管理的目標對象是新建成和在役管道,保證管道處于安全可靠的服役狀態(tài)和相對延長(cháng)管道使用壽命周期,其責任主體就是管道運行管理單位。
管道完整性管理著(zhù)重于在役管道的預防性維護和管控,對建設階段的要求更偏重于數據采集與移交!巴ㄟ^(guò)推行管道完整性管理來(lái)提升本質(zhì)安全”只是一種理念或者期望性表達,并未按照本質(zhì)安全理論剖析出油氣管道本質(zhì)安全的“本質(zhì)”所在。所謂的“提升管道本質(zhì)安全”的“本質(zhì)”指向了既成事實(shí)的管道,通過(guò)對這個(gè)“事實(shí)本質(zhì)”建立“健康檔案”,采用先進(jìn)的技術(shù)設備、風(fēng)險識別和分析評價(jià)等完整性管理方法對其終身“監護、體檢和維護保養”,在全生命周期使其風(fēng)險可控、不發(fā)生事故。因此,管道完整性管理主要任務(wù)是保持運行階段管道本質(zhì)安全處于“健康”狀態(tài)并發(fā)揮良好功能,發(fā)揮“固本”和“保本”的關(guān)鍵作用。
油氣管道作為危險化學(xué)品的運輸工具,其本質(zhì)安全是企業(yè)生存發(fā)展的基石。設計是實(shí)現管道本質(zhì)安全的源頭和途徑,完整性管理是保障管道本質(zhì)安全處于健康狀態(tài)并發(fā)揮良好功能的重要手段,兩者相輔相成,但作用各有不同,不能相互替代。應在工作中把握重點(diǎn),充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢,共同發(fā)力實(shí)現管道安全平穩運行。
參考文獻:
[1]董紹華.中國油氣管道完整性管理20年回顧與發(fā)展建議[J].油氣儲運,2020,39(3):241-243.
[2]王吉武,閆野,金浩,等.本質(zhì)安全理論綜述研究[J].價(jià)值工程,2019,38(8):182.
[3]許正權,宋學(xué)鋒,吳志剛.本質(zhì)安全管理理論基礎:本質(zhì)安全的詮釋[J].煤礦安全,2007,38(9):75-76.
[4]張宏.對油氣管道本質(zhì)安全的幾點(diǎn)認識[J].管道保護,2022(2):8-9.
[5]黃維和.對我國西南山區管道安全的再認識[J].管道保護,2021(1):1.
[6]劉潛,趙云勝,李升友.安全科學(xué)導論[M].北京: 氣象出版社,2014. 6:23-24.
[7]黃維和,鄭洪龍,吳忠良.管道完整性管理在中國應用10年回顧與展望[J].天然氣工業(yè),2013,33(12):1-5.
作者簡(jiǎn)介:李永軍,1991年參加工作,油氣儲運高級工程師,長(cháng)慶油田油氣管道一級工程師。長(cháng)期從事油氣田礦場(chǎng)集輸管道、油氣長(cháng)輸管道的規劃、設計與管理工作。編著(zhù)《長(cháng)慶低滲透油田油氣集輸》(石油工業(yè)出版社)專(zhuān)著(zhù)1部,發(fā)表論文9篇。聯(lián)系方式:17795951721,lyj02_cq@petrochina.com.cn。
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