康葉偉1 　左莉2 　郭正虹1 　徐華天1 　陳洪源1

1.中國石油管道科技研究中心油氣管道輸送安全國家工程實(shí)驗室

2.河南化工職業(yè)學(xué)院

油氣管道的廢棄是管道全生命周期管理的重要環(huán)節，管道服役年限達到上限或者繼續輸送油氣的效益遠低于輸送成本且管道沒(méi)有其他潛在用途時(shí)，廢棄使用是不可避免的選擇。隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，管道途經(jīng)環(huán)境發(fā)生了巨大變化， 一些管道路由區域日漸被生活區覆蓋，一旦發(fā)生事故，產(chǎn)生的經(jīng)濟損失和社會(huì )影響巨大，管道的廢棄處理成為日漸突出的問(wèn)題。與國外相比，我國有關(guān)管道廢棄的研究、實(shí)踐較少，尚未形成系統科學(xué)的管道廢棄處理技術(shù)體系和標準規范，廢棄處理技術(shù)研究基本處于空白。

1 國外現狀

1.1 加拿大

據艾伯塔省能源和公用事業(yè)委員會(huì )EUB統計，截至1994年4月，加拿大約17 000 km管道已經(jīng)廢棄。其中3 600 km是孤立的長(cháng)輸油氣管道， 大部分是168.3 mm口徑以下的集輸管道[1]。

DNV的文獻研究重點(diǎn)從管道廢棄環(huán)境保護與土地利用、地質(zhì)災害、工程及標準規范等四個(gè)方面進(jìn)行了總結。其中，環(huán)境和土地利用方面主要介紹了管道廢棄時(shí)的殘留污染物檢測、環(huán)境保護標準、風(fēng)險評估、管道可能形成的導流效應、管道材料的分解、管道殘留物的清理方法、廢液的處理、管道材料的處理、生態(tài)敏感區域的管道廢棄、水體下的管道廢棄等問(wèn)題的相關(guān)背景和文獻研究情況；地質(zhì)災害方面重點(diǎn)分析了地質(zhì)災害因素對管體暴露、破裂和崩塌的影響；工程方面主要對廢棄管道的外表面腐蝕和結構完整性問(wèn)題進(jìn)行了介紹，然而學(xué)術(shù)界的有關(guān)研究很少[1]。

目前，加拿大在油氣管道廢棄方式的選擇依據、廢棄過(guò)程中必要的處理環(huán)節、廢棄后的維護以及油氣管道廢棄基金設立與管理方面均已形成較完善的做法，但并未解決全部問(wèn)題。例如，管道腐蝕機理及其對廢棄管道的影響，管道清洗清潔度標準，凍土區管道凍脹對管道暴露率的影響等方面尚待深入研究。

1.2 美國

1.2.1 管理層面

美國對跨州及跨國的管道廢棄，需要向聯(lián)邦政府提出申請，并由聯(lián)邦政府的相關(guān)部門(mén)進(jìn)行監管；對州內的管道廢棄，需要向州政府的相關(guān)機構提出申請，并由州進(jìn)行政府監管。

長(cháng)期以來(lái)，美國管道公司廢棄管道的做法是就地廢棄，這對管道公司有利，一方面可以繼續擁有閑置管道；另一方面減少了維護、付稅的責任。因輸氣管道可能存在多氯聯(lián)苯（PCBs）、天然放射物（NORMs）等對環(huán)境和人體健康危害嚴重的污染物，故這類(lèi)輸氣管道的廢棄需要進(jìn)行特別處理。當就地廢棄輸氣管道時(shí)，針對PCBs美國環(huán)境保護署有一系列要求：對于管徑為4英寸（1 英寸=25.4 mm）及以下尺寸的管道，若PCBs含量大于50 ppm，管內不含自由流體，在設有公共服務(wù)通知程序（one-call系統）或者使用加固漿體填充50% 管道容積后，并且管道末端進(jìn)行了封堵，可以就地廢棄；對于任意口徑的管道，不論PCBs含量是多少（但管道不得含有自由流體），只要在最后一次輸送天然氣后，管道進(jìn)行了一次或多次溶劑清洗，清洗后95%或者更多的溶劑被回收，最終的溶液分析表明PCBs含量小于50 ppm或者管道用加固漿體填充至少50%管容后， 并且管道末端實(shí)施了密封，可以就地廢棄；對于PCBs含量小于50 ppm 且不含自由流體的任何口徑的輸氣管道，都可以就地廢棄。

對于就地廢棄輸氣管道的NORMs污染物問(wèn)題，美國要求在地面和管壁進(jìn)行NORM測試，如果在地表的輻射量級超過(guò)可接受水平，管段需要移除或者進(jìn)行相應處理。大多數情況下，管道回填后不會(huì )產(chǎn)生超標的自然輻射，但可能管壁上的NORMs 水平超標，影響就地廢棄管道未來(lái)的開(kāi)挖活動(dòng)或者其他應用，在這種情況下，管段應該清理或者填充漿體，以限制未來(lái)被利用的可能。

1.2.2 市場(chǎng)層面

20世紀70年代，美國絕大多數管道的回收由管道建設單位實(shí)施，且回收后的管道基本作為廢料銷(xiāo)售，回報率低。之后，一些管道被從枯竭的油田移至其他地方繼續使用，而多數空置管道則簡(jiǎn)單地留在原地。在這種情況下，出現了管道回收與再利用公司，逐漸發(fā)展并最終形成了經(jīng)濟型的無(wú)害管道移除與恢復方法。這些公司進(jìn)行諸如涂層清除，管道拉直、去凹坑，氣焊端口的斜面化及切割等修復工作，在廢舊管道的再利用中獲利[2]。例如，美國俄克拉荷馬州1920年建設的管徑8.5125英寸的管道，因油田原油枯竭，1928年管道開(kāi)挖、改造后用于德克薩斯州一個(gè)新發(fā)現油田的原油輸送；2007年德克薩斯州油田枯竭，管道被管道回收公司收購， 因大部分管道除少許磨損外，壁厚完整，腐蝕少， 回收企業(yè)基于利益最大化原則，將其賣(mài)給一家墨西哥銅廠(chǎng)用于運輸泥漿，只有30英里管道拆除回收， 用船運至越南用于輸水管道[3]。在美國，像這樣改造再利用的管道案例很多，其中一個(gè)重要原因是可以避免閑置管道的維護成本：保持管道路權，繼續信號維護的成本是高昂的，美國許多州對這樣的財產(chǎn)征收從價(jià)稅、教育稅、鄉村稅和州稅。

此外，美國在油氣管道廢棄處理方面仍在不斷探索�？紤]到就地廢棄對管道途經(jīng)土地的擁有者或者使用者存在安全隱患，土地擁有者、州法律制定者、管理者正尋求結束常用的就地廢棄方式。未來(lái)，管道公司可能會(huì )被要求拆除廢棄的管道，至少管道公司會(huì )被要求識別主要的管道財產(chǎn)，并在管道廢棄前獲得土地擁有者的許可。

1.3 其他國家

泰國石油管理局：目前完成陸上油氣管道廢棄處理指南草案的編制，其可選擇的廢棄方式有3 種：再利用、就地廢棄、移除，并規定了每種方式的原則性要求。在管道引發(fā)地面下沉和清洗殘留物方面，草案要求采用最佳可行技術(shù)，規定了就地廢棄管道清洗應該達到的清潔度指標，要求沖洗管道后的水中油/脂的濃度小于15 ppm。該指南草案也對相關(guān)的環(huán)境保護和廢棄管道的后期監測進(jìn)行了規定，其中環(huán)境保護必須考慮土地業(yè)主和當地管理部門(mén)的建議、管內殘留物清洗、廢棄物處理、地面沉降、土壤沖蝕、導流效應等[4]。

拉脫維亞：2010年捷克CEPS a.s.管道服務(wù)公司承接了該國的一條直徑700 mm、長(cháng)150 km的原油管道的封存業(yè)務(wù)。1.9×104桶原油殘留在停運管道中，但運營(yíng)者并沒(méi)有被免去維護管道安全和功能完整的責任，2010年管道運營(yíng)者決定退役封存該管道。整個(gè)工程開(kāi)始實(shí)施時(shí)，CEPS a.s.公司首先通過(guò)帶壓封堵技術(shù)將管道分為6個(gè)區段，每一段安裝臨時(shí)收發(fā)球筒，發(fā)射清管器排干管內原油；其次，為了避免閑置管道穿孔造成水體和土壤污染，進(jìn)一步對管道污染物進(jìn)行了組合清洗（清管列車(chē)與水溶液相結合）。最終清洗水樣的檢測結果表明，揮發(fā)性有機化合物濃度為1 mg/L，遠低于當地標準要求的30 mg/L；清洗完成后，為了在管道內表面制造耐腐蝕環(huán)境，又進(jìn)行了化學(xué)鈍化處理，最后充入氮氣封存。由于管道未來(lái)還計劃再次啟用，因此保留了陰極保護系統。管道清洗水溶液含有烴類(lèi)物質(zhì)， CEPS a.s.通過(guò)分離表面油污及生物降解的方式在數周內完成了1 850 m3的污水處理[5]。

科威特：在廢棄管道移除方面形成了規范的作業(yè)流程，包括：對廢棄原油或者其他烴類(lèi)管道的現場(chǎng)考察；在提供必要的排水系統的情況下開(kāi)挖管道，識別要移除的廢棄管道；搭建臨時(shí)收集原油、油污水的臨時(shí)坑及相應的管道；安裝臨時(shí)收發(fā)球桶；物理隔離管道，排液/排氣，管道清洗，確保管內清潔并沒(méi)有烴類(lèi)物質(zhì)和有毒氣體；在需要的部位進(jìn)行管道帶壓開(kāi)孔，釋放受阻氣體；將管道冷切割為12 m的管段，回收處理；拆除所有相關(guān)的閥、支撐結構、陰極保護裝置和管道附件。對于在瀝青路下或油湖（oil lakes）下的管道不需要移除，就地廢棄，但要求安裝標識、盲板、通風(fēng)管及防撞護欄。

2 國內發(fā)展

我國由于管道建設起步較晚，涉及管道報廢處置的業(yè)務(wù)需求相對滯后。隨著(zhù)我國第一批70年代開(kāi)始大規模建設的、以“八三管道”為代表的長(cháng)輸管道陸續退役或即將退役，報廢油氣管道的處置業(yè)務(wù)需求越來(lái)越大。加之國家對環(huán)境保護要求越來(lái)越嚴格，新管道建設和老管道報廢處置掛鉤等，科學(xué)、安全、經(jīng)濟、高效地處置報廢油氣管道迫在眉睫。

自《石油天然氣管道保護法》2010年10月1日生效以來(lái)，我國一些輸油氣企業(yè)和部分省市相關(guān)部門(mén)對管道廢棄的備案和基本要求進(jìn)行了指導性規定，但對如何進(jìn)行廢棄管道的安全處理并無(wú)具體技術(shù)細節規定。例如，《上海市石油天然氣管道竣工測量圖、事故應急預案和管道停止運行、封存、報廢備案程序及要求》對報廢管道拆除和不拆除兩種情況需要備案的材料進(jìn)行了規定，若報廢的管道不立即拆除，則須在備案材料中詳細說(shuō)明對該管道的安全防護措施；若及時(shí)對報廢管道進(jìn)行拆除，則僅需說(shuō)明拆除方案及地形地貌恢復情況；中石化《油氣管道輸送安全管理規定》對批準報廢的油氣管道，規定應對管道內的油氣進(jìn)行徹底清理后，再對管道進(jìn)行報廢處理，但對如何徹底清理并無(wú)指導。

目前，受青島11•2事件影響，各大型管道企業(yè)的管道廢棄處置工作推進(jìn)迅速。中油管道分公司2014年初結合國內外相關(guān)資料的調研和公司以往報廢管道處置經(jīng)驗，制定并發(fā)布了專(zhuān)門(mén)針對陸上報廢長(cháng)輸油氣管道處置的企業(yè)標準《報廢油氣管道管理與處置規程》。該標準雖然明確了管道掃線(xiàn)的有關(guān)指標、職責分工，細化了報廢管道處置的流程，但仍不夠深入，有關(guān)管道廢棄處置的國外行業(yè)實(shí)踐和中石油的最新研究成果尚未納入標準中。此外，中國石油化工集團公司2014年12月出臺了《中國石化長(cháng)輸管道報廢管理實(shí)施細則（試行）》，該細則主要規定了管道的判廢依據，但對廢棄處置沒(méi)有具體內容。

3 管道廢棄相關(guān)標準

加拿大標準CSA Z662-07《油氣管道系統》規定，應基于當前和未來(lái)的土地利用以及潛在的安全風(fēng)險和環(huán)境破壞（地面下陷、土壤污染、地下水污染、沖刷、導管效應）評估，實(shí)施就地廢棄一段管道或者全部移除的決策。對就地廢棄的管道，要求：清空管內介質(zhì)，吹掃或者清洗管道抑或吹掃、清洗兩者兼用，物理上隔離與其他系統的連接，加蓋、堵塞或采用其他有效的方式密封廢棄管道。同時(shí)，還要求管道運營(yíng)企業(yè)維護廢棄管道的記錄信息，包括就地棄置管道的位置、長(cháng)度，實(shí)際埋深等信息。

美國ASME B31.4-2006《石油、無(wú)水氨及醇類(lèi)液體管道輸送系統》規定，有關(guān)油氣管道廢棄的條款內容比CSA Z662-07少，并且沒(méi)有涉及環(huán)境保護、廢棄后的記錄維護等內容，僅對就地廢棄的管道進(jìn)行了一般性要求，如物理隔離、介質(zhì)置換與清洗、管道兩端密封。

美國ASME B31.8-2006《氣體傳輸和分配管道系統》規定，運營(yíng)企業(yè)應制定設施廢棄的操作和維護流程規劃，具體包括：廢棄設施從供氣源隔離，就地廢棄設施應用惰性材料吹掃內部氣體，并進(jìn)行末端密封。此外，還規定在確定廢棄設施不含液態(tài)氫的情況下，可以用空氣置換氣體，但要求置換后不能存在易燃混合物。

英國IGEM/TD/1/Ed. 5-2010《高壓氣體傳輸管道和相關(guān)設施》規定，對不再用于氣體運輸的管道、管段或者相關(guān)的設施資產(chǎn)應停止運行，在清除管內危險液體的情況下，通過(guò)再利用、拆除或者留在原地的方式處理，應考慮公眾安全、環(huán)境保護、未來(lái)的土地利用、法律職責與義務(wù)、公司實(shí)際困難和資金問(wèn)題、管道維護需求等因素選擇不同的處理方式。該標準還規定了停止運行資產(chǎn)需要采取的措施，主要包括：拆除所有地面設施以及部分埋地管道，清理管內可燃氣體、蒸汽或者殘留物，物理隔離廢棄管道，合適條件下填充無(wú)害材料加固，特別是對處于穿越公路和鐵路或者地面沉降敏感區域的大口徑管道。但考慮實(shí)際條件和經(jīng)濟因素，填充處理方式僅限于少部分埋地管道。在注漿填充大口徑管道不現實(shí)的情況下，可充入氣體，并永久密封閥門(mén)和填充點(diǎn)，進(jìn)行必要的泄漏檢測，定期進(jìn)行壓力測試，必要時(shí)重新打壓。此外，該標準對就地廢棄的管道要求保留標識，并永久維護記錄。

英國標準BS 8010-2004《管道實(shí)用規程》對陸上管道的廢棄進(jìn)行了原則性規定，要求管道廢棄前進(jìn)行物理隔離，清空并清理管內介質(zhì)，確保廢棄管道內無(wú)有害物質(zhì)殘留，所有開(kāi)口加封蓋密封；對易受地面沉降影響或者重載荷的區域，廢棄管道應填充合適的材料；就地廢棄不能確保安全的管道，需要拆除，并且所有地面設施應拆除到地下900 mm深度范圍。

澳大利亞標準AS 2885.3-1997《天然氣和液態(tài)石油管道》規定，當廢棄管道時(shí)，要求編制廢棄計劃，并需獲得批準。廢棄計劃的決策和實(shí)施要與標準規定的廢棄流程保持一致。管道廢棄時(shí)的原則性要求包括：與所有烴類(lèi)源物理隔離，用不易燃燒的液體置換管內烴類(lèi)及蒸汽，同時(shí)要求置換液體的處理符合相關(guān)的環(huán)境和安全要求；當就地廢棄獲得批準時(shí)，廢棄管道應確保地面下沉和土壤或者水源污染的風(fēng)險最小，必要時(shí)考慮注漿；當采取移除方式廢棄管道時(shí)，管段的移除要符合所有相關(guān)的安全和環(huán)保要求；管道相關(guān)的地上設施應全部拆除；就地廢棄管道還應進(jìn)行現場(chǎng)測繪，識別廢棄管道的位置，并將相關(guān)記錄對公眾開(kāi)放。

綜上可見(jiàn)，多數標準規定了應該基于當前和未來(lái)的土地利用以及潛在的安全風(fēng)險和環(huán)境破壞，評估實(shí)施就地廢棄一段管道或者全部移除的決策，并對就地廢棄管道需要采取的主要處理措施給出了要求，主要包括殘留物清理、物理隔離和末端封堵。

油氣管道的廢棄是一個(gè)綜合性問(wèn)題，廢棄方式的選擇應基于詳細的現場(chǎng)評估、管道企業(yè)的特殊關(guān)注以及不同技術(shù)和環(huán)境因素的考慮加以決策。典型的廢棄方式包括管道移除和就地廢棄， 然而，對于一些大口徑管道，單一的廢棄方式并不科學(xué)，往往需要采取移除和就地廢棄的組合方式。其中，在管道廢棄時(shí)的環(huán)境與技術(shù)方面，重點(diǎn)需要考慮土地利用管理、地面沉降、土壤和地下水污染、管道清洗、穿越水體、土壤侵蝕、公共設施與管道交叉、導流效應、管道相關(guān)附件、廢棄后的監測以及廢棄成本等相關(guān)問(wèn)題[1,6]。

4 案例分析

4.1 就地廢棄

加拿大Manito管道1971年投用。由于運行不經(jīng)濟，決定將其中21 km延伸管道清洗后就地廢棄。首先用氮氣推動(dòng)多個(gè)清管器清除管內液體，并在低位管道的地方安裝排液孔，清洗一周后查看最低點(diǎn)的排液情況，如果發(fā)現積液，則繼續用清管器清洗，直至無(wú)殘留物存在。因管道埋深超過(guò)1 m，且口徑小，管道腐蝕破裂產(chǎn)生的地面沉降可以忽略。但是，為了避免管道穿孔，產(chǎn)生導流效應，在一些可能產(chǎn)生導流的部位用聚氨酯泡沫填塞管道。此外，對交通流量大的公路、鐵路交叉段，Manito公司對管道進(jìn)行灌漿處理；對鄉村二級公路，則不灌漿，只是需要時(shí)充沙加固。1997年完成管道的廢棄處理，之后公司對管道路權周?chē)�的可能環(huán)境污染進(jìn)行了必要的監測，包括飛機巡線(xiàn)，濕地監測，查看是否有碳氫化合物跡象，每年定期檢測管道沿途濕地的水樣[7]。

4.2 組合廢棄

美國密歇根州某原油管道長(cháng)17英里，其外徑762 mm，于20世紀70年代早期建成。為了避免對管道沿途居民和環(huán)境敏感區的環(huán)境和人員安全產(chǎn)生威脅，美國環(huán)保局于20世紀90年代使用油污染法案基金對煉廠(chǎng)管道和儲罐進(jìn)行拆除，并將有關(guān)處理后的現場(chǎng)轉移給密歇根州環(huán)境質(zhì)量部，隨后密歇根州環(huán)保質(zhì)量部組織整體廢棄工作。廢棄計劃實(shí)施前， 環(huán)保質(zhì)量部召集各個(gè)利益相關(guān)方進(jìn)行廣泛討論，制定方案，選擇施工方并簽訂合同，開(kāi)始廢棄工作。

整個(gè)廢棄工作從環(huán)境較不敏感的地區、交通便利處和地勢較高的地方開(kāi)始，施工點(diǎn)共設計了33 處，以方便工人接近管道以及管道附屬的地下設施。在管道排空管內原油，清洗管道作業(yè)完成后， 施工方原計劃通過(guò)盲板封堵管道兩端的方式直接廢棄，因為廢棄管道不可能成為污染物遷移的途徑或者需要填充材料注漿處理。但是，在咨詢(xún)當地利益相關(guān)方的意見(jiàn)后，最終97%的管道注漿，小于1% 的管道未注漿就地廢棄，約2%管道物理移除。管道完成灌漿后，施工方對土地進(jìn)行了回填并且壓實(shí)所有施工通行處的土壤，對表層土壤進(jìn)行了合理的恢復。由于最初施工選址的科學(xué)合理，恢復工作較容易，只有少數區域進(jìn)行了特別處理[8]。

5 總結

油氣管道的廢棄是一個(gè)綜合性問(wèn)題，需要綜合環(huán)境保護需求、土地利用需求、管道沿途地質(zhì)環(huán)境條件以及當前可行的技術(shù)條件確定合理的廢棄方式，并且不同的廢棄方式采用的廢棄處理技術(shù)也不同。通過(guò)對國外油氣管道廢棄的研究發(fā)展現狀、標準規范、廢棄考慮因素以及典型案例進(jìn)行梳理，分析了油氣管道廢棄處理的管理原則， 廢棄方式?jīng)Q策依據，關(guān)鍵處理環(huán)節及相應的技術(shù)措施，從而為我國制定油氣管道的廢棄處理標準，并形成配套處理技術(shù)提供參考。◢（轉自《油氣儲運》2015年第2期，經(jīng)作者同意，對內容做了補充修改。）

參考文獻（[1]—[8]略）

作者簡(jiǎn)介：康葉偉，高級工程師，1977年生，2007年博士畢業(yè)于南開(kāi)大學(xué)計算機應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)，現主要從事大型儲罐在線(xiàn)檢測技術(shù)、管道檢測及廢棄處置技術(shù)研究。

電話(huà)：0316-2078479；Email：ywkang@petrochina. Com.cn

《管道保護》2015年第3期（總第22期）