基于GB/T 27512的城鎮(zhèn)地下天然氣管道風險評估的工程實踐

黃奕昶 楊博 康偉 黃琴

（1.上海市特種設備監(jiān)督檢驗技術研究院2.上海松江燃氣有限公司3.上海市燃氣檢測中心）

基于GB/T 27512的城鎮(zhèn)地下天然氣管道風險評估的工程實踐

黃奕昶*1楊博1康偉2黃琴3

（1.上海市特種設備監(jiān)督檢驗技術研究院2.上海松江燃氣有限公司3.上海市燃氣檢測中心）

對城鎮(zhèn)地下燃氣管道依法開展全面檢驗是及時發(fā)現(xiàn)埋地管道缺陷和隱患的關鍵手段。根據(jù)國家規(guī)范要求，對地下燃氣管道實施全面檢驗前，需要對受檢管道進行風險評估。按照GB/T 27512的評估方法，對上海市某區(qū)地下燃氣管道進行了全面檢驗工作前的風險評估，分析了管道的風險值，為后續(xù)的全面檢驗工作提供了依據(jù)。

地下燃氣管道 風險評估 工程實踐 失效可能性 破壞因子 腐蝕 天然氣

0 概述

城鎮(zhèn)地下燃氣管道的運行狀況直接關系到城鎮(zhèn)的安全。近年來，城鎮(zhèn)內(nèi)作為輸送天然氣的埋地管道已逐漸地成為了保障城市運行的重要基礎設施和“生命線”。然而，隨著城市的快速發(fā)展，地下管道建設規(guī)模不足、管道管理水平良莠不齊等問題凸顯，一些城市相繼發(fā)生大雨內(nèi)澇、管道泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴重影響了人民群眾生命財產(chǎn)安全和城市運行秩序。因此，依法依規(guī)對這些地下天然氣管道開展檢驗工作就變得尤為重要。

本文參照國家質(zhì)檢總局頒布的特種設備安全技術規(guī)范《壓力管道定期檢驗規(guī)則——公用管道》和國家標準GB/T 27512—2011《埋地鋼質(zhì)管道風險評估方法》[1]（以下簡稱GB/T 27512）的要求，對上海市某地區(qū)的21 km城市地下天然氣管道開展風險評估工作，分析出該燃氣管道的風險值高低，并給出后續(xù)的檢驗重點。

1 基于GB/T 27512的風險評估方法[1]

按照GB/T 27512建立的埋地鋼質(zhì)管道風險評估技術體系對本次受檢管道進行風險評估。本評估方法是一種基于專家評分法的半定量評估方法[2]，最終評估得出的管道風險值＝失效可能性×失效后果，根據(jù)區(qū)段的風險等級，提出高風險區(qū)段的降險措施。

1.1 失效可能性的評分方法

根據(jù)上面所述，最終評估得出的管道風險值為“失效可能性”和“失效后果”的乘積，因此，我們先對本次受檢管段進行失效可能性計算。采用埋地鋼質(zhì)管道在用階段失效可能性評分通用模型，對該管道進行失效可能性評分。通用模型包括影響管道失效可能性的所有因素，將這些因素組織為層狀結(jié)構(gòu)，并且提供各因素權(quán)重。

根據(jù)GB/T 27512的規(guī)定，失效可能性由以下四個因子組成：

（1）第三方破壞因子S1：主要影響因素有沿線人口密度、地面設施、施工活動及交通繁忙狀況等。該項數(shù)據(jù)是根據(jù)現(xiàn)場走線、檢測結(jié)果及檢測過程中向沿途居住人員咨詢的信息來確定的。

（2）腐蝕因子S2：主要由內(nèi)腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕構(gòu)成。

（3）設備（裝置）及操作因子S3：主要的影響因素有設備（裝置）功能和質(zhì)量、檢定維護保養(yǎng)規(guī)程及其控制等。其中，各項評價得分是依據(jù)相關人員提供的信息，對資料信息不完全和不詳?shù)捻?，選擇相對保守的分數(shù)。

（4）本體安全因子S4：主要包括設計、制造、施工及地質(zhì)條件等相關內(nèi)容。該項評價得分是依據(jù)檢測獲得的信息和相關人員提供的信息來確定的，選擇相對保守的分數(shù)。

將每個因子中的各個因素的得分相加，分別得到第三方破壞因子S1得分、腐蝕因子S2得分、設備（裝置）及操作因子S3得分、本體安全因子S4得分，然后按照下式即可計算出失效可能性總得分S，即S=100-(0.25S1+0.25S2+0.25S3+0.25S4)。

最終得到的失效可能性總分S的得分越高，即說明管線失效的可能性越大，得分越低則相反。如果出現(xiàn)缺陷不能通過安全評定等不能保證管道安全運行的情況，則令S=100。

1.2 失效后果的評分方法

埋地鋼質(zhì)管道失效后果評分模型，即從介質(zhì)的短期危害性、介質(zhì)的最大泄漏量、介質(zhì)的擴散性、人口密度、沿線環(huán)境、泄漏原因和供應中斷對下游用戶的影響七個方面，對埋地鋼質(zhì)管道失效后果進行半定量評分。

2 實例應用

2.1 失效可能性的計算

根據(jù)上一章節(jié)的評分方法，依次對本次受檢管道的第三方破壞因子S1、腐蝕因子S2、設備（裝置）及操作因子S3、本體安全因子S4分別進行計算評分，各個因子的取分方法參照GB/T 27512—2011進行。

（1）第三方破壞因子S1的計算

如前所述，第三方破壞因子S1由不同的影響因素組成，因此需要分別計算各個因素的得分，得分結(jié)果詳見表1.1～表1.7。將表1.1～表1.7的計算結(jié)果相加，即得到第三方破壞因子S1的得分，如表1.8所示。

表1.1 地面活動水平的評分

表1.2 埋深的評分

表1.4 占壓的評分

表1.5 管道標識的評分

表1.6 巡線的評分

表1.7 公眾教育的評分

表1.8 第三方破壞因子S1的得分

（2）腐蝕因子S2的計算

腐蝕因子S2分別由大氣腐蝕、內(nèi)腐蝕和土壤腐蝕三個因素組成，上述三個因素的得分結(jié)果詳見表2.1～表2.3。將表2.1～表2.3的計算結(jié)果相加，即得到腐蝕因子S2的得分，如表2.4所示。

表2.1 大氣腐蝕的評分

表2.2 輸送天然氣內(nèi)腐蝕的評分

表2.3 輸送天然氣土壤腐蝕的評分

表2.4 腐蝕的評分

（3）設備（裝置）及操作因子S3的計算

設備（裝置）及操作因子S3主要的影響因素有設備（裝置）功能和質(zhì)量、檢定維護保養(yǎng)規(guī)程及其控制等。計算各個因素的得分，結(jié)果詳見表3.1～表3.6。將表3.1～表3.6的計算結(jié)果相加，即得到S3的得分，如表3.7所示。

表3.1 設備（裝置）功能及安全質(zhì)量的評分

（4）本體安全因子S4的計算

本體安全因子S4主要包括設計、制造、施工及地質(zhì)條件等相關內(nèi)容。計算各個因素的得分，結(jié)果詳見表4.1～表4.3。將表4.1～表4.3的計算結(jié)果相加，即得到S4的得分，如表4.4所示。

表3.2 設備（裝置）維護保養(yǎng)的評分

表3.3 設備（裝置）操作的評分

表3.4 人員培訓和考核的評分

表3.5 安全管理制度的評分

表3.6 防錯裝置的評分

表3.7 設備（裝置）及操作的評分

表4.1 設計施工控制的評分

表4.2 檢測及評價的評分

表4.3 自然災害及其防范措施的評分

表4.4 管道本體安全質(zhì)量的評分

如前所述，失效可能性總得分S計算方法為：

由表1～表4分別得到S1～S4的得分。將各因子得分代入上式，即可得出失效可能性得分S=34.3。

2.2 失效后果的計算

失效后果得分為每個方面的得分之和。每個方面的得分為其下設的一個或多個評分項得分之和，下設子評分項的評分項的得分為其下設所有子評分項得分之和。從每個評分項或子評分項下設的各列項中單一選擇最接近實際情況的列項，從而確定該評分項或子評分項的得分。根據(jù)GB/T 27512，對本次受檢管道失效后果進行計算，得到的結(jié)果如表5.1所示。

表5.1 失效后果得分

3 風險值計算及等級判定

根據(jù)前面所述，受檢管道的風險值的計算公式為：風險值R=失效可能性S×失效后果C。由前述計算已經(jīng)得出失效可能性S為34.3、失效后果C為92，因此可得本次受檢管道的風險值R=34.3× 92=3156。

埋地管道的風險絕對等級劃分如下：

（1）低風險絕對等級：[0，3600)。

（2）中等風險絕對等級：[3600，7800)。

（3）較高風險絕對等級：[7800，12 600)。

（4）高風險絕對等級：[12 600，15 000]。

根據(jù)GB/T 27512的評估方法，本次受檢管段風險預評估風險相對等級為低風險。

4 總結(jié)

本次受檢管段風險預評估風險等級雖然為低風險，但是根據(jù)計算出的失效可能性結(jié)果來看，受檢管道的巡線頻率、巡線方式、外防腐層施工質(zhì)量及其全面檢驗、陰極保護系統(tǒng)的年度檢查等因素得分較低，這些因素可能是造成今后管道失效的主要原因。因此，本次評估給出的檢驗策略和重點是：

（1）檢測方法主要以外防腐層檢測為主，檢測重點位置為施工年代比較久、曾發(fā)生過事故路段的管段。

（2）對道路施工比較密集的路段進行陰極保護有效性的重點檢測。

（3）對人口密集地區(qū)進行重點宏觀檢查。

依據(jù)上述評估給出的檢驗策略和重點，又對受檢管道實施了具有針對性的全面檢驗工作。通過后續(xù)檢驗檢測，最終確定受檢管道存在問題如下：

（1）埋深不足、管道裸露在外，存在第三方破壞的安全隱患。

（2）經(jīng)非開挖外防腐層檢測后共發(fā)現(xiàn)250處外防腐層破損點，破損的最大尺寸為20 cm×15 cm，并且防腐層破損處已發(fā)生管道表面腐蝕現(xiàn)象。

（3）共發(fā)現(xiàn)8處測試樁存在不同程度的損壞或失效，主要體現(xiàn)出測試接線被盜或損壞等問題，已無法進行管地電位測試，另有較多的犧牲陽極測試樁已被綠化或道路掩埋。

從最終的檢驗結(jié)果來看，這種基于風險評估的埋地管道全面檢驗方法，不僅對后續(xù)的檢驗檢測工作具有指導性的意義，還有助于實現(xiàn)管道系統(tǒng)安全性與檢驗經(jīng)濟性的統(tǒng)一，有效地提高檢驗檢測的效率，更為管道使用單位大大地節(jié)省了檢驗成本和時間。由此可見，這種基于風險的城鎮(zhèn)地下燃氣管道全面檢驗方法具有很大的工程借鑒意義。

[1]中國國家標準化管理委員會．GB/T 27512—2011埋地鋼質(zhì)管道風險評估方法[S]．

[2]儲小燕，沈士明．南京天然氣利用工程管道的風險評價[J]．油氣儲運，2005，24(3)：13-16．

Engineering Practice on Risk Assessment of Underground Gas Pipeline in City Based on GB/T 27512

Huang YichangYang BoKang WeiHuang Qin

The critical means to prevent the defects and the potential accidents are the overall inspection of the underground gas pipeline in the city.According to the requirements of the national codes,it is obligated to implement the risk assessment of the underground gas pipeline before the inspection.Thus,the risk assessment of the underground gas pipeline in Shanghai is carried out based on the GB/T 27512.Meanwhile,the risk vlaue of the pipeline that provides a basis for the follow-up work is analyzed.

Underground gas pipeline;Risk assessment;Engineering practice;Probability of failure;Damage factor;Corrosion;Natural gas

TQ 050.7

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2016.08.017

2015-12-15）

*黃奕昶，男，1984年生，碩士，工程師。上海市，200062。