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    工程建设标准问与答 | 对国家标准《输油管道工程设计规范》相关条款的解释

    中国工程建设标准化协会2021-09-18 07:08:53

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    对工程建设标准相关条款进行解释,是标准化工作的重要组成部分,对广大标准化工作者学习、理解和掌握标准很有益处,小编将精心筛选一些大家共同关注的重要标准中有针对性的技术问题与权威答复,希望通过问答形式,在标准学习使用者与标准编制者之间架起一座沟通的桥梁,形成学标准、用标准的良好氛围,也为大家更好地理解领会和掌握标准尽绵薄之力!

    背景:2014年6月23日,由住房城乡建设部批准发布的最新版国家标准《输油管道工程设计规范》GB50253-2014于2015年4月1日起开始实施,其中,第4.1.3、4.1.6(1)、 7.3.5(5)、9.2.1条(款)为强制性条文,必须严格执行。原国家标准《输油管道工程设计规范》GB50253-2003同时废止。在新版国家标准中,作为强制性条文的第4.1.6条第1款将新建、扩建和改建原油、成品油管道与城镇居民点或重要公共建筑的距离由原规定的“不宜小于15m”修订为“不应小于5m”。由此引出三个问题如下。


    问1:管道与城镇居民点或重要的公共建筑的距离由原规定的“不宜小于15m”修订为“不应小于5m”的科学依据是什么?

    答:GB50253-2003(2006年版)标准对于管道与城镇居民点或独立的人群密集的房屋的距离规定,主要是参照美国交通运输部的法规性文件《液体管道联邦最低安全标准》第195.210条基于满足管道施工和运行维护而提出的要求。GB50253-2003(2006年版)4.1.5条第1款规定:“原油、C5和C5以上成品油管道与城镇居民点或独立人群密集房屋的间距不宜小于15m”,本条注释2说明,当情况特殊或受地形及其他条件限制时,在采取有效措施后允许缩小间距,但不宜小8m。由于GB50253-2003(2006年版)标准中对15米、8米的间距都采用“不宜”用词,表示“允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做”,并不是严格限制,执行过程中不容易掌握,注释中列出的特殊条件太多,实际中容易突破下限。另外该间距要求也与现行法规《中华人民共和国石油天然气管道保护法》的要求不一致。

    对于上述间距要求及存在的问题,GB50253-2014版标准编制过程中,编写组在进行大量调查、研究的基础上,认为:

    (1)国外欧美 ASME B31.4、CSAZ662、IS013623和BS8010等有代表性的输油气管道技术标准中,对管道与上述地面建(构)筑物的间距要均没有具体数字规定,其中英国BS8010标准第

    5.5.3.1条中规定“输送A类(通常不易燃的水性液体)或B类介质(在环境温度和大气压力条件下为液体的易燃/有毒流体,如石油和石油产品)的管道与建筑物之间的最小距离应该由设计者确定,设计者需要考虑施工期间的通行需求,以及运行期间维护和紧急服务的通行需求”。

    (2)GB50253标准编制原则是以控制管道的强度来保证管道本质安全,从而为周围设施提供安全保证,而不是以间距保证安全,这与美国 ASME B31.4等国外标准理念一致。GB50253-2014标准中对埋地管道与地面建(构)筑物的间距制定以满足管道施工和运行维护要求为原则,与2006版标准的原则是一致的。

    (3)我国《管道保护法》第三十条中规定:在管道线路中心线两侧各五米地域范围内“禁止建房以及修建其他建筑物、构筑物”,该条规定的5米间距是为了满足管道运行维护而要求的最小间距。

    (4)随着近十几年管道建设技术迅猛发展,管道材料、施工运行维护水平都有了大幅提升,在一些管道受地形所限而不得已靠近的城镇居民点和重要公共建筑物地段,为避免施工和运行期管道与这些建筑物的相互影响,可采用减小施工作业带的敷设方法,5米的间距可以满足管道施工和运行维护的需要。

    (5)造成管道事故的原因主要有外力破坏、腐蚀、材料和施工缺陷、自然因素造成的灾害(地震、洪水、地质灾害、雷击等)等,其中有60%~70%的管道失效是由外力破坏和管道腐蚀造成的。提高管道壁厚、提高防腐层质量,对环焊缝进行双百检测(100%射线和100%超声波检测),进行高压力试压、增加管道埋深、多设标志桩并铺设警示带,这些措施均是提高管道安全的有效措施。

    其中提高管道壁厚是其中最可靠和最有效的措施一一称为“本质安全措施”,GB50253-2014版在第5.2.1条特别规定:城镇中心区、市郊居住区、商业区、工业区、规划区等人口稠密地区设计系数应取0.6(城镇居民点和重要公共建筑物均属人口稠密区),相比GB50253-2003(2006年版)规定的0.72的设计系数管道壁厚增加20%,提高了重要地区的管道安全度;此版标准第5.6.1条,将钢管外直径与壁厚的比值要求由原来的140提高到100同样管径的管道最小壁厚相应增加了,也是提高管道本质安全的项更严格的要求。

    此版标准在9.1.8条第4款和9.2.8条第1款分别对管道环焊缝无损检测、强度试压做出了更严格规定。为避免人口稠密区的管道遭受机械外力破坏,GB50253-2014标准新增第4.65条规定“在人口稠密区设置警示牌和在管道上方埋设警示带”,这是预防机械破坏的有效措施。

    综合上述原因,标准修订中对规定间距进行了调整,并把该条列为“强制性条款”,在调整间距的同时,结合管道失效原因分析,规定了增强管道本质安全的相关技术措施,在不降低风险水平的同时,提高了标准的可实施性,相比更加合理。




    问2:既有管道两侧新修建城镇居民点和重要公共建筑,其距离要求是否也适用于该国家技术规范?

    答: GB50253-2014标准第1.0.2条规定:“本规范适用于陆上新建、扩建和改建的输送原油、成品油、液化石油气管道工程的设计”。对于既有管道两侧新修建城镇居民点和重要公共建筑的距离要求,GB50253-2014没有规定,但根据《中华人民共和国石油天然气管道保护法》第三十一条有关规定,编制组认为在既有管道两侧新修建城镇居民点和重要公共建筑的距离也应符合GB50253的有关要求。需要提醒的是不同版次GB50253规定的管道与建筑物距离和安全技术措施有所差异,两者是共同保障管道安全的一个整体,不可分割,因此对于既有管道两侧新修建城镇居民点和重要公共建筑,其距离要求应满足管道建设时采用的GB50253标准版本。

    问3:对人民生命财产和公共安全是否有影响?

    答:为量化计算管道与建筑物间距由15米调整为5米、设计系数由0.72降低为0.6后的管道对公共安全影响变化情况,针对国内三条管道六种典型情况,采用如下方法计算了管道的公共安全风险:

    (1)管道的公共安全风险为r=PxC,其中P为每公里每年的管道失效概率,c为一次失效后的人员伤亡数量;

    (2)根据管道设计、施工和运行维护参数,采用专业软件计算管道的失效概率,包括影响较大的大泄漏和破裂;

    (3)管道后果模型采用池火灾 mudan模型,根据溢油池范围和人口分布计算火灾区内的伤亡人数。为简化计算,按最保守情况假定:溢出油品100%点燃,且溢油池范围内的人员100%伤亡人员密度按100人/公顷考虑,溢油范围内的人员数量=人口密度(溢油池面积一溢油池直径×2倍的管道与建筑物间距)。

    根据上述方法,计算的管道对周围公共安全风险见附表,从表1中可以看出,设计系数由0.72降低为06,壁厚增加20%,管道的大泄漏和破裂失效概率均有明显下降,降幅均达80%以上;相比龚效概率而言,间距由15米调整为5米,管道失效后果(伤亡人数)略有增加(提高10%-40%),综合管道失效概率和失效后果变化因素,管道风险均有明显降低,最小降幅约74%。

    表1 ? ? ?典型工况下管道公共安全风险计算值设计压


    新版GB50253-2014标准对4.1.6条间距进行修订的同时,比原标准增加了相关的安全技术措施,如增加管道壁厚和埋设警示带等。通过以上分析,编制组认为采取这些综合的技术措施,相比GB50253-2003(2006年版)的要求而言,更有助于保障管道安全,进一步降低了对人民生命财产和公共安全的影响。



    来源:《工程建设标准化》2018年第一期

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