我国法规与API 标准对工业管道定期检验要求的区别

李志峰，王晓博，谢国山

（中国特种设备检测研究院，北京 100013）

在我国的《特种设备目录》中，工业管道是压力管道的一种，它被广泛应用于石油、化工、热电、钢铁、医药、天然气和油气（长输和工业争论话题建议不提）等多个行业。我国对工业管道的定期检验要求较其他承压类特种设备滞后， 2003 年颁布了《在用工业管道定期检验规程（试行）》（国质检锅[2003]108号），2018 年颁布了特种设备规程TSG D7005《压力管道定期检验规则-工业管道》，前后两部特种设备法规针对的对象都是金属制工业管道。国外因炼油化工行业发展得较早，相关标准的发布时间早于国内，API 于上世纪八九十年代先后制定了API 570 和API 574，经过多次修订后，目前最新版本为API 570—2016+2018 和API 574—2016，涉及管道的材质也从最初的金属延伸到目前的金属和纤维增强塑料（FRP和GRP，不包含高密度和低密度聚乙烯）管道，其中关于管道的检验类型、检验间隔时间的确定等内容与我国法规有很大不同。我国的工业管道大量集中于炼油化工行业的工业装置中，而且国内炼化装置的物料工艺、运行工况、腐蚀防护等方面管理工作经过多年的发展，逐渐向国际标准化管理靠拢，其运行周期也由20 世纪八九十年代的8 000 h、两三年一检修变为现在的四五年一检修，部分炼化企业正在制定六年一检修的目标。因此，分析API 标准体系与我国法规对工业管道定期检验要求的区别有很大的意义，可以为我国法规的修订过程中部分检验条款的制定提供一定借鉴。

1 管道分级

我国特种设备法规体系和API 标准体系都将管道进行了分级，分级的理念都是相同的。但考虑的因素略有区别。《市场监管总局关于特种设备行政许可有关事项的公告》（2019 年第3 号）中将工业管道按照介质的毒性和可燃性、设计温度和压力分为GC1、GC2、GCD 三类。API 570 将管道按照介质毒性、可燃性、闪点、腐蚀性和毒性、所处的地域分为第1 ～ 4类[1]。具体见表1。

从表1 可以看出，二者都是从管道泄漏后产生的后果角度进行分级，API 分级主要考虑介质特性和管道所处地域位置，我国的分级主要考虑了介质特性、设计参数和管道所处的行业。二者互有覆盖，例如（1）设计压力5.6 MPa，设计温度435 ℃的装置内蒸汽管道，按照我国管道等级划分标准，属于GC1管道；按照API 570 管道等级划分标准，属于第3 类管道。（2）设计压力＜4.0 MPa 的装置内轻烃类管道按照我国管道等级划分标准，属于GC2 管道；按照API 570 管道等级划分标准，属于第1 类管道。二者最大的区别是我国的划分标准突出了设计压力和设计温度的作用，有足够高的设计压力（≥10 MPa）或足够高的设计压力和设计温度组合（≥4 MPa 且≥400 ℃）的管道即为GC1 级工业管道，而API 中主要考虑了介质特性。

表1 我国法规和API 标准对管道分级的对比Table 1 Comparison of pipeline classification between Chinese regulations and API standards

两种分级体系中，管道分级主要影响后续定期检验两个方面：

（1）检验过程中的检验比例，进而影响检验工作量和费用；

（2）下次检验时间的确定，进而影响设备长周期运行的时间。

2 检验计划（方案）

国内的特设规TSG D7005—2018 对检验方案制定的技术内容规定较少；API 570 中较详细描述了制定检验计划的要求，应该考虑损伤类型、损伤速率、设备容限、无损检测方法有效性等因素，检验计划中至少包含损伤机理和保证管道完整性所需的所有检查任务和时间，应该定义所需的检验类型、确定每种检验类型的检验时间安排、所采用的无损检测技术（包括检测范围和位置）、检测需要的辅助配合工作及其要求、必要时需要进行的压力试验的要求、描述管道发生过的损伤或失效等。API 574 中详细地描述了各种管道部位需要重点检验的位置和检验方 法。

两种体系中检验对象也不尽相同，我国特设规（包括《压力管道安全技术监察规程-工业管道》征求意见稿）内对管道的检验是以条为单位，而API 570 中对管道的检验是以管道回路为单位，包括制定检验计划针对的也是每个管道回路。在回路之上还有系统，一个系统一般具有相同的工艺目的、控制方案、工艺流、设计运行条件、相同或者相关的IOW 参数设置。一个系统可能包含多个设备，一般都会包含一个或多个回路。

3 检验类型和方法

3.1 TSG D7005中的检验类型和方法

TSG D7005—2018 规定了三种检验类型：一般停机检验、有条件的在线检验和RBI 检验。目前国内大部分工业管道采用的都是一般停机检验，在不具备停机检验的条件下会采用有条件的在线检验和RBI检验。

在线检验需要具备的条件有：

（1）管道运行条件不影响检验的有效性和安全性，装置内工业管道很多都处于高温运行状态，在线检验过程中会采用适用于高温的检测方法，这些方法的检验有效性要和常温时的检测方法相同，其中有效性的概念可以参考GB 26610.2 中的规定；其次需要考虑在线检验过程中的配合工作、检测设备本身或者检测活动带来的安全风险。

（2）明确管线的损伤模式和风险水平，损伤模式可以按照GB/T 30579 判别，风险水平可以按照相关的标准，例如GB/T 26610.3 计算分析。

TSG D7005—2018 规定了多种检验方法，针对宏观检查的目视检查方法，针对壁厚测定的超声测厚、超声导波检测和电磁检测，针对表面缺陷的磁粉检测合渗透检测，针对埋藏缺陷的射线检测和超声检测，针对材质分析的化学分析、光谱分析、硬度检测和金相分析等[2]。而且在部分章节中规定了可以采用其他有效的方法对管道进行检测，给了执行者很大的自由选择度。

3.2 API标准中的检验类型和方法

API 570 规定的检验类型包括内部目视检查、在线检查、壁厚测量、外部目视检查等。

一般不会对管道实施内部目视检查，在条件允许的情况下可以对大管径管道进行内部目视检查，检验的内容和项目参照API 510 和API 572 对容器的要求进行；在法兰拆卸后或管子拆除后也可进行内部目视检查。

在线检查可能会包含各种无损检测方法，选择无损检测方法时也需要考虑管道的损伤机理、检测方法的检验有效性、设备温度、所检位置等内容。

壁厚测量用于获得管道组成件的剩余壁厚，用来计算腐蚀速率和剩余寿命。壁厚测量一般都在线实施，其中包括剩余壁厚的监测系统。如果剩余壁厚发生异变、腐蚀速率突然增大，应该确定原因，对产生加速腐蚀的部位要增加定点监测频率，可以采用超声C 扫等检测方法对可疑区域进行扫查。大面积壁厚筛查技术（低频超声导波、EMAT）通常仅限于确定壁厚损失的定性结果，如果使用则应确定所筛选的技术满足厚度测量的要求，例如对于小孔缺陷低频超声导波的检验有效性较差，并且这些筛查技术应该与其他检查计划配套使用，其他检查计划中应该包含定期、定量的剩余壁厚检查计划，这样可建立管道实际壁厚档案用以评价筛查结果。

外部目视检查用于确定管道外部状况、涂层绝缘系统状况以及运行过程中的管道本体和附件的错位、振动和泄漏迹象。在发现振动后，还要对振动部位进行原因分析和监控。

API 570 在检验类型中也提出了对于特殊情况的补充检查，其中包括定期使用RT 或红外热成像检查管道污垢或内部堵塞情况，使用红外热成像检查有耐火衬里的管道的温度状况，发生故障管道的额外检查，使用声发射检测对管道活动性缺陷的监测，使用DR 对局部冲刷、腐蚀部位的检查等。

API 570对CMLs监测点的分布设置提出了要求，在后期腐蚀速率的计算过程中也可采信其数据；针对管道CUI 损伤、特殊的位置（混合点、注入点、焊缝、法兰接头）、特殊的部件（阀门、管材）提出了检查要求。API 的其他标准也规定了这些特殊损伤模式和部位的检查内容，具体见表2。

表2 不同API 标准规定的检查内容Table 2 Inspection contents specified in different API standards

4 检验时间间隔

4.1 TSG D7005规定的检验周期

TSG D7005—2018[2]规定了工业管道投入使用后3 年首次检验，首次检验后根据管道安全状况等级确定下次检验时间，具体见表3 所示。

表3 TSG D7005—2018 规定的检验周期Table 3 Inspection cycle specified in TSG D7005—2018

其中RBI 有两种检验周期确定方式：

（1）根据风险，在计划的下次停车时间点，风险不超过使用单位可接受水平的管道即可确定计划的下次停车时间点为下次检验时间；

（2）根据管道剩余寿命，检验周期最长不超过管道剩余寿命的一半。两种确定方式得到的检验周期都不能超过9 年。安全状况等级评定可以按照TSG D7005—2018 相关条款进行评定。

4.2 API 570 规定的检验周期

API 570 中有多种检验类型，但不是每种检验类型都有对应的检验时间间隔的规定。在表4 中可以看到仅规定了壁厚测定和外部目视检查的检验时间间隔。其他各种损伤情况，像点蚀、环境开裂在确定这两种检验类型的检验时间间隔时，应考虑实施有针对性的检测。

表4 API 570 规定的检验时间间隔Table 4 Inspection interval specified in API 570

注入点的潜在腐蚀情况检查间隔或到期检验时间也采用RBI 计算结果确定。对土壤-空气界面的检查按照API 574 实施[3]。

间断使用的管道，测厚的时间间隔应基于实际的使用时间，在不使用期间，管道内部应隔绝介质并且保证无腐蚀性环境。如果管道在不使用期间，内部存在腐蚀，且无保护措施，应重点关注腐蚀速率，以此为依据设定合适的检查间隔。

4.3 其他国外标准规定的检验周期

AS NZS 3788 将管道分为A ～ E 级[4]，并依据管道级别规定了定期检验周期，如表5 所示。其中内部检查是指通过内部检查或采用无损检测方法（如射线照相、超声波厚度检测、脉冲涡流）获取管道内表面状 况。

表5 AS NZS 3788 规定的管道定期检验周期Table 5 Periodic inspection cycle of pipeline specified in AS NZS 3788

NBBI NB-23 Part2 规定的管道检验间隔[5]：（1）内部检查或设备完整性评估之间的最长间隔时间不得超过容器预测剩余寿命的一半或10 年，以较短者为准。NBIC Part2 4.4.7.1 和4.4.7.2 规定了承受内部侵蚀或腐蚀的承压件检验间隔的估算方法。（2）如果业主或用户提交了修改检验间隔的技术理由，则检验间隔可在上述最长期限之后进行修改，并在需要时接受管辖区的审查和验收。（3）工程评估方法中用于制定检验间隔的数据应在操作发生变化时，或在发现新的和/或改变的损坏机理后，每五年重新评估一次。

5 延期检验要求

5.1 TSG D7005规定的延期检验要求

TSG D7005—2018 规定了因特殊情况未按期进行定期检验的管道有两种延期检验的方法：

（1）由使用单位出具书面申报说明情况，经使用单位安全管理负责人批准，征得上次承担定期检验的检验机构同意，可以延期；根据市监特 [2018]26 号文，如果延期的管道属于首次检验，还需要主要负责人和安全管理负责人签字，并将延期申请书面告知使用登记机关后，可以延长检验期，延长检验期的时间不得超过2 年。

（2）采用RBI 技术调整工业管道检验周期。

5.2 API 570 规定的延期检验要求

API 570 规定了延期检验属于偶发情况，不能作为经常性逾期不检验的处理方式。其中包括两种延期方式：

（1）简化的延期由业主批准，延期时间不能超过上次检验时间间隔的10%和6 个月二者之间的最小值，同时要求需要得到检查人员或操作管理人员的同意等条件。

（2）不符合简化延期要求的需要满足：执行已有的或更新的RBI 风险评估，明确至延期时间点管道风险是否会超过业主风险可接受水平线以上；确定延期是否需要修改现有的完整性操作窗口或限制操作参数；确定是否需要修改当前检查计划以支持管道延期；获得检查人员或操作管理人员的认可；管道和泄压装置的延期在到期日之前已经办理完毕。

6 对比分析

通过对管道级别划分、检验计划（方案）制定、检验类型和方法、检验周期和延期要求等方面的描述，可以发现国内法规和API 标准中对管道的定期检验要求有很大的不同。具体体现在以下6 点：

（1）两种体系对管道的级别划分有很大不同。仅考虑炼化装置内的管道，API 570 划为第1 类的管道比我国法规中的GC1 要多，这也影响了检验的工作量和检验时间间隔的确认。

（2）API 570 中并未强调定期检验需要停车，可以灵活制定检验计划，采用的是外部宏观检查、在线检查和壁厚测定相结合的检验方式，并辅以特殊情况的补充检查，但部分工作还是需要设备停止运行后再进行检测。

（3）API 体系中并未像我国法规中将使用和检验分割得很清晰，而是从设备完整性的理念出发确定检验工作。例如，对CMLs 的选点和数据内容的规定，在确定壁厚测定周期时，对CMLs 的测定频次提出了要求；在确定检验时间间隔时，也采用了CMLs数据。

（4）国内外的法规和标准都是在评定检验结果的基础上确定下次检验时间，但评定方法和确定检验时间间隔（即检验周期）的方式不同。我国特设规中采用了很多简便的、易于检验人员判断或计算的安全状况等级评定内容，且检验周期和安全状况等级评定相关，最长6 年；API 570 中给出了腐蚀速率的计算方法和因腐蚀导致的剩余寿命的简单计算方法，但过度减薄和其他形式的损伤还需要参照APL 579-1/ASME FFS-1 进行计算，检验时间间隔与计算得到的剩余寿命和管道级别有关，第1 类最长5 年，其他类别最长10 年。

（5）我国特设规中明确了每条管道在定期检验过程中需要采用的检验方法和检验比例，包括宏观检查、壁厚测定、表面无损检测、埋藏无损检测、材质分析等，便于检验人员的选择和操作。API 中除了CUI 宏观检查外，其他并无检验比例规定，检验的部位和比例都是根据管道以往的历史检验情况、损伤机理和特殊部位的位置来确定的，并在API 574 中描述了非金属管道的检验要求。

（6）作为标准，API 570 中提出的延期检验的要求比较简单，便于操作，尤其是半年内的延期条件，企业操作起来更加便捷。TSG D7005 内对于延期检验也有明确的要求，其中对于延期时间要求首检不超过2 年。在延期办理过程中，TSG D7005 减少了政府监管部门的要求，仅首检延期需要告知，非首检不需要告知；API 570 延期条件中未提及政府监管部门，但其他章节说明了应用API 570 也要遵循当地政府的相关法规。

整体上看，两种体系中管道定期检验的定位不同。API 标准是一个较为完整的标准体系，在API 570 中也引用了很多相关的API 标准，检验工作是整个设备完整性管理工作中的一个节点，通过检验获取数据，确定设备状态是否能够安全平稳使用至下次预计的检修时间，所以可选的检验类型很多，可以在线检查、停车检验、也可采用在线监测的数据；TSG D7005 中仅有停车检验、在线检验、RBI 三种检验类型，目前大部分工业管道的检验工作仍然在停车阶段完成。在我国标准体系中，并没有工业管道的定期检验标准，所有检验程序和技术要求都在特设规内体现，部分技术要求并不细致；API 570 和API 574 对管道检验过程中的各种技术要求，像盲管、小接管、注入点、法兰接触面等特殊部位的检查范围和检查要点等内容都有所涉及[6-7]。

但API 标准中检验环节的各种灵活、便捷的技术要求是在成熟的设备管理技术体系的应用（例如IOW、RBI、FFS 等技术）和高水平的设备管理基础上（CMLs 的科学布置）的，对设备管理人员有着很高的要求。

7 结论

结合以上分析，可以看出API 标准体系对工业管道定期检验的要求与我国特设规相比较，有其优点，例如检验类型上更加灵活、技术要求更加丰富、检验时间间隔更长、延期要求简单，但这些条款的确立是在有成熟的设备管理技术体系（例如IOW、RBI等技术）和高水平的设备管理基础上（CMLs 的科学布置）的，而这些条款的应用也对设备操作管理人员、检验人员有着更高的要求，例如下次检验时间的确定，在API 标准中需要采用合于使用评价，这对检验人员提出了更高的要求；CLMs 的合理布置、变更、数据的统计分析对设备操作管理人员提出了更高的要求。我国的关于工业管道定期检验的特设规在经过多次的修订也在逐步完善，在《压力管道安全技术监察规程-工业管道》（征求意见稿）中已经纳入三大类工业管道并将材质从金属管道扩展到金属和非金属管道，而通过简化公式计算或判断所得到的安全状况等级也为检验人员能够方便快捷、准确保守地得到管道下次检验时间提供了技术支撑，目前的工业管道定期检验特设规是符合我国国情的，但也存在着关于管道特殊部件或位置的检验技术要求不细致，无法让检验人员做到更加有效准确的检验，增加缺陷检出率等缺点。