《管道安全保護》編輯部：1970年8月3日，黨中央批準建設(shè)具有重大戰(zhàn)略意義的大慶至撫順的我國第一條長距離、大口徑原油管道。在不斷總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，1994年，管道行業(yè)首部國家強制標準《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》正式頒布施行。在此后20年時間里，規(guī)范歷經(jīng)3次修訂，日臻完善，為我國輸油管道高質(zhì)量建設(shè)和發(fā)展，縮小與國際先進水平的差距發(fā)揮了重要作用。今年是這部規(guī)范2014版實施10周年，我們特別邀請到中國石油天然氣管道工程有限公司（原管道設(shè)計院）線路設(shè)計專家、教授級高級工程師余志峰，請他回顧并介紹有關(guān)情況，與大家一起分享心得體會。

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編輯部：今年是GB 50253―2014《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》實施10周年。請您向讀者簡要回顧一下這部規(guī)范修訂過程和主要內(nèi)容特點。

余志峰：國家強制標準GB 50253《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》首次發(fā)布時間為1994年，歷經(jīng)2003年修訂、2006年局部修訂和2014年修訂，經(jīng)過30多年來的發(fā)展，不斷完善，對我國輸油管道建設(shè)發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。現(xiàn)行版本為2014版，于2015年4月1日起正式實施。
2014版規(guī)范修訂工作于2011年立項，標準編制組深入調(diào)查研究，認真總結(jié)經(jīng)驗，參考有關(guān)國際先進標準，并廣泛征求意見，歷經(jīng)3年修訂而成。修訂的主要內(nèi)容有：與法律法規(guī)、標準規(guī)范的協(xié)同；規(guī)定了與上下游企業(yè)和設(shè)施的界面劃分范圍（圖 1）；補充、修訂管道并行敷設(shè)的相關(guān)規(guī)定；增加了管道水工保護的相關(guān)規(guī)定；補充、修訂有關(guān)原油管道加熱、順序輸送的相關(guān)規(guī)定；補充、修訂有關(guān)成品油管道順序輸送工藝設(shè)計的相關(guān)規(guī)定；修訂了輸油站內(nèi)管道的許用應(yīng)力計算相關(guān)內(nèi)容等。

圖 1  規(guī)定了輸油管道工程與上下游相關(guān)企業(yè)及設(shè)施的界面劃分

  修訂后的2014版規(guī)范共有9章和10個附錄，主要內(nèi)容包括：總則，術(shù)語，輸油工藝，線路，管道、管道附件和支承件設(shè)計，輸油站，管道監(jiān)控系統(tǒng)，通信，管道的焊接、焊接檢驗與試壓等；涵蓋了管道所有組成件和支承件的設(shè)計，包括工藝、線路、材料、結(jié)構(gòu)、自控、通信等專業(yè)設(shè)計以及主要的施工技術(shù)要求，是個綜合性標準，內(nèi)容全面、指導(dǎo)性強。

  編輯部：2014版規(guī)范對我國輸油管道建設(shè)發(fā)展起到了積極作用，主要體現(xiàn)在哪些方面？
  余志峰：2014版規(guī)范實施10年來，我國輸油管道建設(shè)快速發(fā)展，管道建設(shè)水平穩(wěn)步提升，突出體現(xiàn)在以下幾個方面。
  （1）管網(wǎng)規(guī)模進一步擴展，結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。截至2023年底，全國長輸油氣管網(wǎng)總里程約19萬公里，其中原油管道3.3萬公里、成品油管道3.3萬公里，與10年前相比，里程分別增長6000公里和1.2萬公里。從空間布局來看，我國已形成"東西半環(huán)、海油登陸"的原油通道格局和"北油南運、沿海內(nèi)送"的成品油運輸通道布局。西北與西南相連、東北與華北華東貫通的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，有效支撐了區(qū)域間的能源調(diào)配。
  （2）安全、環(huán)保理念和合規(guī)建設(shè)已逐步成為共識。全面落實各級政府相關(guān)職能部門和單位對管道線路路由和站場選址的意見，配合開展安全、環(huán)境影響、礦產(chǎn)壓覆、文物調(diào)查、地災(zāi)、地震、防洪、雷電、水保、節(jié)能、職業(yè)衛(wèi)生、社會穩(wěn)定性等方面的評價工作，保證了工程建設(shè)的合法合規(guī)。山體定向鉆、TBM技術(shù)、反井鉆技術(shù)（圖 2）等非開挖穿越技術(shù)得以應(yīng)用，在降低對環(huán)境影響的同時，保證了管道運行期的安全。高后果區(qū)識別和評價貫穿設(shè)計各個階段，從源頭上管控風(fēng)險，為管道完整性管理奠定基礎(chǔ)。

圖 2 反井鉆工程應(yīng)用示例

  （3）材料和設(shè)備國產(chǎn)化實現(xiàn)重大突破，制造技術(shù)自主可控。國內(nèi)管線鋼品種齊全，產(chǎn)能充足，X70/X80鋼級大變形鋼管實現(xiàn)國產(chǎn)化。2500千瓦級輸油泵、大口徑高壓閥門、三通盲板等組成件均實現(xiàn)國產(chǎn)化，成功研發(fā)了﹣45℃低溫管材和管件。全自動焊接裝備、無損檢測設(shè)備、機械化補口裝備等施工裝備也都實現(xiàn)了國產(chǎn)化，可以支撐國家管網(wǎng)的自主建設(shè)。
  （4）結(jié)構(gòu)設(shè)計方法進一步發(fā)展。在完善應(yīng)力設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，研發(fā)并應(yīng)用了適用于強震區(qū)、活動斷層、凍土地區(qū)、采空沉陷區(qū)等地面位移地段的應(yīng)變設(shè)計方法，健全了結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，保障了管道本質(zhì)安全。開發(fā)了基于可靠性的極限狀態(tài)設(shè)計方法（圖 3），以安全等級替代現(xiàn)有的地區(qū)等級（輸氣管道）或重要管段（輸油管道）劃分，實現(xiàn)全生命周期管道風(fēng)險可控，為結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的變革奠定了基礎(chǔ)。

圖 3 基于可靠性的極限狀態(tài)設(shè)計流程及應(yīng)用效果分析

  （5）全面推行自動焊，施工質(zhì)量可控。全面推動應(yīng)用自動焊技術(shù)，形成了涵蓋平原、山區(qū)、水網(wǎng)等全地形地貌的自動焊施工工藝，焊接效率和合格率明顯提升。與自動焊配套的全自動超聲檢測（AUT）、相控陣超聲檢測（PAUT）、X射線數(shù)字成像檢測等數(shù)字化無損檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用，可及時反饋環(huán)焊縫焊接效果，保證環(huán)焊縫質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。
  （6）數(shù)字化、智能化設(shè)計和移交成為管道建設(shè)的通用要求。以數(shù)據(jù)驅(qū)動的線路數(shù)字化平臺、多專業(yè)協(xié)同的站場三維數(shù)字化平臺等數(shù)字化設(shè)計工具的研發(fā)和升級支撐了設(shè)計產(chǎn)品的全面數(shù)字化。為實現(xiàn)對管道及周圍環(huán)境的“全面感知”，廣泛應(yīng)用了空天地一體化監(jiān)測、視頻監(jiān)測、管體應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測、分布式光纖預(yù)警等智能化設(shè)計技術(shù)，滿足建設(shè)智能管道和智慧管網(wǎng)的需求。編制了數(shù)字化交付標準，規(guī)范了數(shù)字化移交工作。
  （7）標準體系更加完善。在2014版規(guī)范的基礎(chǔ)上，相應(yīng)的材料、施工、檢測等標準規(guī)范都得以配套發(fā)展，特別是國家管網(wǎng)的DEC文件覆蓋面更廣，涉及管道建設(shè)的各個環(huán)節(jié)，這些標準和文件保障了管道的高質(zhì)量發(fā)展。
  總之，2014版規(guī)范實施10年來，指導(dǎo)了中俄原油二線管道，董家口港—濰坊—魯中魯北原油管道，日照港—京博原油、成品油管道，青藏成品油管道等工程的建設(shè)，使用情況總體良好。
  編輯部：您覺得《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》還有哪些可以提升的空間？
  余志峰：從2014版規(guī)范實施過程中我們收到的咨詢意見以及標準周期管理的要求來看，有必要擇機對其進行修訂。重點考慮以下幾個方面。
  （1）與法律法規(guī)、標準規(guī)范的協(xié)調(diào)性。10多年來，國家出臺和修訂了一批與管道建設(shè)相關(guān)的管道保護法、安全生產(chǎn)法、環(huán)境保護法、防洪法、黑土地保護法等法律法規(guī)。與管道建設(shè)相關(guān)的標準規(guī)范也有更新，如新編了目前處于征求意見階段的全文強制性工程建設(shè)規(guī)范《輸油管道項目規(guī)范》、新修訂的GB/T 34275―2024《壓力管道規(guī)范 長輸管道》已發(fā)布實施等，2014版規(guī)范在后續(xù)修訂過程中需要做好與相關(guān)法律法規(guī)、標準規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容協(xié)調(diào)。
  （2）規(guī)范的內(nèi)容可以適當(dāng)擴充。隨著新編《輸油管道項目規(guī)范》的發(fā)布實施，《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》將成為國家推薦標準，標準的適用范圍和具體內(nèi)容可以適當(dāng)補充和細化，如明確設(shè)計溫度的規(guī)定，增加設(shè)計使用年限的規(guī)定，增加穿跨越章節(jié)，將防腐和保溫單列章節(jié)并補充站內(nèi)管道和設(shè)施防腐的內(nèi)容等。
  （3）體現(xiàn)行業(yè)技術(shù)發(fā)展成果。及時吸納新材料、新方法、新工藝等最新的科研成果。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方法中明確應(yīng)變設(shè)計方法的適用條件和設(shè)計準則，甚至有條件地使用基于可靠性的極限狀態(tài)設(shè)計方法。在穿越工程中增加TBM、直鋪管法等方式，補充數(shù)字化、智能化設(shè)計的相關(guān)規(guī)定等。
  （4）完善現(xiàn)有的條款內(nèi)容。在選線原則、管溝加寬裕量中體現(xiàn)自動焊應(yīng)用的需求；閥室選址考慮防洪、與周圍建筑物和構(gòu)筑物間距等規(guī)定；管道標識中增加高后果區(qū)的要求；增加水土保持和土地復(fù)墾的相關(guān)規(guī)定；在強度設(shè)計系數(shù)中考慮高后果區(qū)的要求；完善當(dāng)量應(yīng)力組合的表達式；補充完善管道徑向、軸向穩(wěn)定性校核的規(guī)定。根據(jù)工程實踐做法，補充完善焊接與檢驗規(guī)定；細化管道試壓分段規(guī)定等。
  編輯部：2022年本刊曾對您做過一次專訪，題目是“如何理解管道線路與周圍建（構(gòu)）筑物距離的法律規(guī)定”。2024年底，您受邀在甘肅省管道保護協(xié)會二屆四次理事會上就管道保護法第十三條、三十條修訂提出了建議，您的精辟見解使不少讀者受益良多。目前，管道保護主管部門依據(jù)管道保護法第十三條規(guī)定，將新建管道選線與周邊建筑物、構(gòu)筑物的保護距離納入行政許可管理，您對此有何建議？
  余志峰：設(shè)置保護距離主要是為了保護管道周邊建筑物、構(gòu)筑物安全（圖 4），現(xiàn)行輸油管道、輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范關(guān)于管道與周邊建筑物、構(gòu)筑物的距離要求，只是出于保障管道自身安全的考慮，不能作為執(zhí)行的依據(jù)。管道保護法第十三條要求，管道建設(shè)選線應(yīng)當(dāng)與建筑物、構(gòu)筑物和鐵路、公路等保持本法和有關(guān)法律、行政法規(guī)以及國家技術(shù)規(guī)范的強制性要求規(guī)定的保護距離，但是目前還沒有相關(guān)的法律、法規(guī)和技術(shù)規(guī)范可以遵循。所以，建議首先研究制定保護距離標準，并且明確什么樣的建筑物和構(gòu)筑物需要設(shè)定保護距離。其次，制定保護距離標準，應(yīng)遵循管道保護法提出的保障管道及建筑物、構(gòu)筑物安全和節(jié)約用地的原則，兼顧管道和地方發(fā)展。再次，目前管道建設(shè)程序已經(jīng)理順，應(yīng)盡量避免再設(shè)立新的行政許可事項，建議納入安全評價的結(jié)論中。 

圖 4 新建安置房臨近管道建設(shè)

  編輯部：近年來二氧化碳輸送管道開始興起，它和油品輸送管道有何不同，如何從設(shè)計角度來保證管道的安全性？
  余志峰：二氧化碳輸送管道是碳捕集、利用與封存（CCUS）的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是連接減排技術(shù)與規(guī)模化應(yīng)用的“橋梁”，對實現(xiàn)碳中和、工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型和能源安全具有戰(zhàn)略意義。二氧化碳輸送管道已納入了國家和地方規(guī)劃，在建和規(guī)劃的二氧化碳管道分布在環(huán)渤海、長三角、珠三角和西北地區(qū)等重點區(qū)域，還有跨區(qū)域的骨干管網(wǎng)等。國內(nèi)外圍繞二氧化碳管道開展了大量的科研課題，標準規(guī)范也在逐步完善中。二氧化碳可以不同的相態(tài)進行輸送，當(dāng)采用液態(tài)、密相和超臨界輸送時，與油品輸送管道相似，在保證管道安全輸送上要重點關(guān)注以下幾個方面。
  （1）嚴格執(zhí)行標準規(guī)范。國際上的主要標準規(guī)范有：ISO 27913：2016《碳捕集與封存（CCS）—CO2輸送管道系統(tǒng)》、DNV-RP-F104：2021《設(shè)計和運行二氧化碳管道》等；國內(nèi)標準規(guī)范有：GB/T 42797―2023《二氧化碳捕集、輸送和地質(zhì)封存 管道輸送系統(tǒng)》、SH/T 3202―2018《二氧化碳輸送管道工程設(shè)計規(guī)范》，還有一些地方和團體標準，二氧化碳管道建設(shè)的標準體系正在逐步完善。在設(shè)計中應(yīng)嚴格執(zhí)行現(xiàn)行標準規(guī)范，來確保管道的安全性。
  （2）在工藝系統(tǒng)設(shè)計方面，要根據(jù)介質(zhì)特性、輸送規(guī)模、運輸距離等合理選擇氣相、液相、密相或超臨界等輸送方式。要做好壓力和溫度控制設(shè)計，保證在流動過程和泄壓過程中相態(tài)的穩(wěn)定。
  （3）在管材選擇上，要根據(jù)介質(zhì)組分和運行工況判定其腐蝕性，合理選擇耐腐蝕管材或采取其他內(nèi)腐蝕控制措施。對于鋼制管道要進行斷裂控制設(shè)計，防止長程的延性斷裂擴展（圖 5）。

圖 5 超臨界二氧化碳減壓曲線與天然氣減壓曲線的對比示意圖

  （4）在管道失效風(fēng)險控制上，要合理評估二氧化碳管道泄漏或破裂的危害，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。二氧化碳管道泄漏或破裂的危害主要包括近場沖擊波、低溫凍傷、窒息等造成的人員傷亡，以及遠場的二氧化碳及其所含的H2S、CO等雜質(zhì)對人體健康的威脅。可考慮采取足夠的埋深、防范第三方損壞的措施等降低失效概率，以及設(shè)置并應(yīng)用管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)危害以降低管道失效后果。

編輯部：感謝您接受我們的采訪。

余志峰簡介：教授級高級工程師，自1998年參加工作以來，一直從事管道線路設(shè)計和科研工作。主持或參與的工程分布于中國、利比亞、蘇丹、緬甸、喀麥隆、加拿大等國家，先后完成了國家科技支撐計劃、中國石油集團公司和管道局等課題十多項，多項科研成果達到國際先進水平并填補了國內(nèi)空白。主編國家標準、石油行業(yè)標準、中國石油集團公司標準5部，在各類會議、核心期刊發(fā)表論文20余篇。