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摘要：当前我国的燃气使用量越来越多，城镇的管道铺设也越来越密集，所以对于燃气管道的完整性管理凸显出了很大重要性。本文将通过关于管道完整性的相关理论知识，对城镇燃气管道的完整性管理在管理任务、管理措施等方面进行简要的概括与阐释。旨在为相关从业人员提供一份有价值的参考。
关键词：完整性管理；城市燃气； 建设期；城镇燃气管道
完整性管理应以预防为主，管道建设期是管道属性数据的产生期，重要的属性数据、过程数据和环境数据是今后完整性管理的基础。在城镇燃气管道建设期间通过开展完整性管理，识别出建设期间存在的质量风险类型，并采取相应的质量风险控制措施，将从源头上保证管道的本质安全，为燃气管道运行期的完整性管理奠定坚实的基础。
1建设期间完整性管理基本思路
管道完整性的含义有三个方面:①管道始终处于安全可靠的工作状态;②管道在物理上和功能上是完整的，管道处于受控状态;③管道运营商不断采取行动防止管道事故的发生。
管道完整性管理定义为:管道运营企业持续地对管道潜在的各种风险因素进行风险识别和分析，并采取相应的风险控制措施，把管道运营的风险水平始终控制在合理的和可接受的范围之内[1]。
城镇燃气管道建设期间的完整性管理是指在管道建设期间贯彻完整性管理的理念，实现以管道本质安全为目标的系统管理活动，通过在建设期各阶段实施风险识别和评价等技术手段，识别出管道在今后运行过程中可能发生的风险，并在建设期各个阶段就采取合适的风险控制措施，将风险控制在可接受的范围之内，确保管道在整个寿命期内结构和功能完整，实现管道本质安全，从而满足今后管道安全运营的需求[2]。建设期间管道完整性管理要素循环见图1。由图1可以看出，这4个要素以数据采集为中心而实现持续改进，该循环将逐步提高城镇燃气管道建设期间完整性管理的质量。
图1建设期间管道完整性管理要素循环
2建设期管道数据采集与管理
2.1建设期管道数据采集与管理的原则
数据采集与管理是完整性管理中最基础的一环，之后的各个流程都是以数据为依托，推动完整性管理工作流的不断循环开展。如果数据采集不完整，将严重制约后续的管理单元识别、风险评价等专业评价结果的准确性和可靠性，使评价结论偏离管道实际的状态，管道仍然可能“带病在岗”，存在安全隐患。但是，如果对数据采集持有“凡是数据必采”的思想，虽然能够保证数据的全面、完整，但是数据的质量、准确性难以保证，而且会造成人力和资金的浪费，庞大的数据量也会延长数据采集周期，增加后续的数据处理和维护的难度。
因此，要从数据的应用角度，分析、确定哪些数据是必须采集的，并以完整性管理为指导，明确数据采集的基本原则。根据GB32167--2015《油气输送管道完整性管理规范》强调的：“应明确管道全生命周期不同阶段需采集数据的种类和属性，并按照源头采集的原则进行采集”，保证数据采集的准确性、目的性和有效性。管道完整性管理的数据采集要充分考虑可能出现的风险、隐患对管道运行的影响和该影响将带来的后果，采集与之相关的数据[3]。
综合以上分析，管道完整性管理的数据采集的原则有以下四点：①建设期不可复测的设备设施数据需要重点关注。不可复测的设备设施数据是指一旦管沟回填或建设完工后，再采集将耗费巨大成本或不能再获取的数据(如管道焊缝、埋地牺牲阳极组等的坐标数据等)。采集前需要做好充分的调研，编制详细的数据采集方案。②需要重点采集高风险和受关注区域的评价数据。例如，在管道可行性研究及管道设计阶段出具的安全预评价报告、地质灾害危险性评估报告、地震安全性评价报告、环境影响评价报告、社会稳定风险分析报告、水土保持方案、文物调查报告、压覆矿产资源调查报告、职业病危害预评价报告等数据。③考虑数据的唯一性。数据的唯一性是指数据在采集的过程中要进行严格的分类管理，数据要在进行完整性评价的过程中能准确地被识别、应用到对应的被分析对象中。特别标记的数据只对某一特定的对象有效，不对其他被分析的对象产生干扰。例如，施工期、运营期都有桩的标志，如果不加以区分编号，就会产生不同阶段数据的相互干扰。④要根据相应的分析评价方法(如管理单元识别、地质灾害专项风险评价等)制定数据采集标准和要求。根据设定的标准和参数，确定数据采集的内容。
2.2建设期管道数据采集与管理内容
基于多年的城市燃气管道建设的经验和对管道完整性管理的实践，将燃气管道数据主要分为3个大类：管道基础地理数据、管道基础数据、管道运行维护数据。建设期为管道基础数据的关键窗口期，本文主要讨论管道基础数据的采集与管理。
2.2.1建设期管道基础数据采集
管道建设期采集的管道基础数据，包括管道本体、阴极保护、第三方设施、检测维护和应急管理等数据。还要采集施工过程中的重要过程及事件记录、设计文件及评价报告等数据。这些数据是完整性管理风险评价的重要数据，为风险评价定量分析提供数据支持。
①管道本体数据采集
管道本体数据主要分为钢管、弯管、弯头、焊缝和防腐等类别。管道完整性管理侧重于采集这几类数据的采购数据、测量控制点、中心线、标段、埋深等数据，作为管理单元识别的数据分析基础。采购数据包含管材信息、防腐材料、补口材料、缺陷记录、检测信息、出厂信息等；测量控制点数据包含管道路由沿线的控制点坐标、坐标原点位置信息、编号等信息；中心线数据包含管道路由中心线地理坐标、点编号等信息；标段信息包含管道建设各标段名称、标段起止点坐标、建设单位等信息；埋深数据包含管顶埋深、编号等数据。
②阴极保护数据采集
此部分需要重点采集阴极保护设备设施及其运行监测数据，采集的内容和主要参数包括：牺牲阳极组编号、输出电流和开路电压数据；强制电流阴极保护的辅助阳极地床编号、接地电阻和土壤电阻率数据；阴极保护电源保护电压数据；电位测试桩号、最大通电电位、平均通电电位和最小通电电位数据。
③第三方设施数据采集
第三方设施数据采集的内容和参数包括：第三方设施埋深数据、管道标志桩基本信息、穿跨越起止桩号和坐标信息、地下障碍物类别和位置信息等。
④检测维护数据采集
建设期检测维护数据主要是钢管及焊缝的外检测数据，是管道腐蚀防护工作的重要组成部分，也是完整性管理风险分析的数据基础。外检测数据主要包括：x光检测报告、防腐层质量评价、破损点位置信息、阴极保护“欠保护”段基本信息、杂散电流干扰评价数据、管体开挖检查评价。
⑤应急管理数据采集
应急管理的目标是，一旦发生事故后，迅速启动较为完备的应急组织机构，采用相关的信息技术，及时切断上游阀门，灭火，迅速合理地配置有关资源，组织抢修被摧毁的设施，发放物资，提供医疗卫生援助等，把事故损失降到最低。因此，应急管理数据应包含单位联系人、应急组织机构、应急抢修设备、应急预案等。
2.2.2管理单元识别数据采集
城市燃气管道管理单元识别有别于油气长输管道的高后果区识别，这主要是由城市燃气管道敷设的地理环境决定的。城市燃气管道路由穿越区域绝大部分都是人口密集区或者敏感区，传统的风险评估技术(高后果区识别)已不能满足城市燃气管道的完整性管理应用要求。因此，管理单元识别工作要采用创新的技术手段解决完整性管理在关键步骤上遇到的问题。在完成数据采集的基础上，将识别的核心由事故的后果转移到管道失效的可能性上，开展燃气管道的管理单元识别，即通过对管道进行分段，分析燃气管道的各失效影响因素之间的相互关系，确定不同管段的单元特征，从而有针对性地制定管理和技术方案。因此，其数据采集的内容与油气长输管道的高后果区识别的数据采集内容不同，管理单元识别除了采集第三方损害、腐蚀、地质灾害等数据，还需要重点采集设备设施操作数据、本质安全质量数据，以分析设备失效的可能性。
①设备设施操作数据采集
设备设施操作数据是设备设施功能及安全质量、维护保养、操作、员工技能、安全管理、监控设施等数据的总称。各项数据均是通过对管道事故进行分析和分类，从而得出的管道失效影响因素。
设备设施功能及安全质量数据包括：线路截断阀、放散阀等的材料信息、工作温度、工作压力、防腐材料、缺陷记录、检测信息、出厂信息、质量检测报告、安全等级报告等。
设备设施维护保养数据包括：各类设备的维修工单、维修记录、设备更换记录等。
设备设施操作数据包括：各类压力设备操作的安全压力范围、各类设备操作安全规范、防护设施等。
员工技能数据包括：员工培训时间及培训内容、安全操作累计工时、员工上岗资格证明等。
安全管理数据包括：管理机构基本组织架构信息和责任范围信息、人员岗位及岗位职责信息、安全管理制度信息、应急设备信息等。
设备设施监控设施数据包括：SCADA等各类监控系统的数据，如：设备工作环境温度、燃气温度、燃气压力、燃气供气量等。
②本质安全质量数据采集
本质安全质量是指管道本体的安全质量，其实质与管道本体数据采集是同一个概念，但其侧重于对管道本体安全质量数据的采集和管理，并以此为依据，分析管道失效的可能性。本质安全质量数据主要分为设计、制造、安装、安全保护装置、检测及评价共5类。
设计数据主要包括：设计单位名称、资质、业绩等企业基本信息和人员的资质，管道设计标准规范，质量保证体系和质量责任制，设计安全系数，设计文件审批等数据。
制造数据主要包括：制造单位的资质、质量保证体系和安全管理制度、制造监督检查证书、元件质量检测报告、型式试验数据和评价报告。
安装数据主要包括：安装单位资质、安装监理基本信息和监理审核评定报告、施工组织方案、进货检验报告、设备设施的储存方案与搬运安全管理方案、焊接工艺及其检验报告。
安全保护装置数据主要包括：超压保护装置及大落差段的安全保护措施。大落差段是指管道沿山体敷设或者穿越特殊区域，落差较大的管段。
检测及评价数据主要包括：检验单位及人员资质、检验类型、检验内容、检验周期、检验结果、安全附件数据等。安全附件是安装在设备上的安全装置，包括安全阀、爆破片、紧急切断装置、压力表、液面计、测温仪表、易熔塞等。
3实践与探索
开展城市新建燃气管道完整性管理，可以在管道建设期充分识别管道风险因素，分析管道的失效可能性，并根据分析结果，优化管道设计路由、施工方案，并采取措施规避、降低风险，确保管道安全。为实现这一构想，燃气从体系文件、管道数据和系统平台这3个方面来支撑管道完整性管理。体系文件用来指导和约束建设期的完整性管理；管道数据为体系文件和系统平台提供信息源；系统平台管理体系文件和管道数据，并提供分析评价功能。
3.1体系文件
体系文件是用于指导开展管道完整性管理工作的纲领性文件，它明确了管道完整性管理的目标、原则和流程，详细地描述了管道完整性管理每个环节的技术标准和工作内容。燃气管道完整性管理体系是企业安全管理体系的一部分，从上到下分为3个层级：总则、程序控制文件和作业规范文件。通过这3级文件确定了燃气管道完整性管理的要素和管理工作。
总则是管道完整性管理体系的纲领性文件，概括性地阐述了燃气管道完整性管理的目标、内容和要求；程序控制文件遵照总则制定进行管道完整性管理的具体运作程序，规定了具体的管理程序和控制要求；作业规范文件是程序文件的补充和支持，明确了程序控制文件中各项工作的实施和操作方法，并明确了具体标准。
3.2管道数据
管道数据是管道完整性管理系统的数据基础，也是进行风险评价的基础。为了对管道数据进行科学、有效的管理，保证数据的准确性、有效性，燃气组建项目团队进行技术攻关，通过对美国环境系统研究所公司(Environmental Systems ResearchInsti.tute，Inc.简称ESRI公司)建立的APDM(ArcGISPipelineDataModel)模型等长输管道经典数据模型的深入学习和研究，设计了一套适用于城市燃气管道管理的线路信息模型SZGASPIM(Shenzhen Gas Pipeline Information Modeling)，称为燃气线路信息模型。
基于SZGASPIM模型和完整性管理思想，结合企业标准，开发建设了施工数据采集系统，设计了一套建设期数据采集的标准表，详细地规定了数据的处理、入库方式。施工数据采集系统的建立，为建设期数据采集工作建立了标准，为后续的管道完整性管理工作提供了强有力的数据支撑。其中数据采集标准表包含钢管信息记录表、防腐管检查及信息记录表、焊口信息记录表、焊口测量成果记录表、施工焊接机组登记表、焊工信息登记表等54个标准施工作业表单。例如，“防腐管检查及信息记录表”主要记录工程名称、施工单位、管道编号、管道长度、防腐合格证编号、防腐管规格、管端坡口检查、管端保护圈、防腐层内外表面质量(无裂纹、结疤、折叠、损伤和划痕)、管径偏差、防腐层端部内外涂层(牢固、无翘边)、管端焊缝余高、防腐管椭圆度、检查人、检查Et期、施工单位质检员、监理工程师等信息。
3.3系统平台
系统平台指燃气管道完整性管理系统平台，是对现有作业规范及作业流程的固化，是对实施业务和管道数据的管理及应用。燃气管道完整性管理系统平台经过多年的需求迭代及系统升级，建有管道数据采集、管道基础数据、管道运行管理、管网数据分析及决策支持、知识库这5个子系统。这5个子系统以管道相关的数据为基础，以管道业务为驱动，实现数据问的无损流转及系统间的无缝对接。比如钢管、焊口等施工数据通过管道数据采集子系统进行采集及数字化，当工程完工后，再通过数字化移交流程，无缝对接至管道基础数据子系统中，为管道运行管理子系统、管网数据分析及决策支持子系统提供基础数据服务。管道运行管理子系统是对管道本体缺陷修复、防腐层缺陷修复、管道保护、应急、维修等管道运行进行管理，将产生的业务数据在知识库系统里进行积累，将因运行管理而产生变化的管道数据更新至管道基础数据子系统，为管网数据分析及决策支持子系统提供数据支撑。
4结语
所以为了保证燃气管道建设和使用过程中的安全，以及最大限度地满足人们日益增长的生产生活需要，对燃气管道系统的完整性管理已经成为了燃气在开发、建设、使用过程中的必备管理形态，也是国家在城镇发展中要重视的一部分。
参考文献
[1]张岩，刘逸龙，罗志国.油气管道完整性管理的实践与探索[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36(22)：45-46.
[2]卓凡，安跃红，谢高新，等.深圳市燃气管道完整性管理应用研究[J].煤气与热力，2014，34(2)：B29-B30.
[3]陈华雨，毕董超.城镇燃气管道建设期完整性管理研究[J].工程技术，2016(5)：43-44.
论文作者:赵巍
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/20
标签：管道论文; 数据论文; 完整性论文; 燃气论文; 数据采集论文; 评价论文; 信息论文; 《基层建设》2018年第15期论文;