基于失效庫的在役天然氣長輸管道定量風(fēng)險評價技術(shù)研究

吳平容 邱瑋

摘要：我國的天然氣長輸管道可達(dá)4.8萬公里，但是在天然氣迅速發(fā)展的時候往往會造成一些問題的發(fā)生，其中安全問題一直是大家所關(guān)心的問題，管道公司對事故的預(yù)測能力可以很好的預(yù)防事故的發(fā)生，通過對天然氣長輸管道定量風(fēng)險評價技術(shù)的研究就可以幫助管道企業(yè)提升預(yù)測風(fēng)險能力，只有這樣才能夠最大限度的減少事故的發(fā)生和減少經(jīng)濟(jì)損失，所以對在役天然氣長輸管道定量風(fēng)險評價技術(shù)的研究非常有必要。

關(guān)鍵詞：長輸管道;定量風(fēng)險評價;技術(shù)研究

通過管道來運輸天然氣是一種比較安全的輸送方式，但是由于各種人為因素、材料自身因素和自然環(huán)境的因素導(dǎo)致管道的失效時間比較短，所以往往會發(fā)生一些失效事故，并且天然氣本身就是一種易燃易爆品，一旦發(fā)生管道失效事故就會對人體和環(huán)境造成一定的危害性，雖然管道公司已經(jīng)做出相關(guān)的維護(hù)措施，但是還是有一些意外因素出現(xiàn)，造成天然氣管道失效。

風(fēng)險評價技術(shù)對于天然氣管理來講是一種非常重要的管理技術(shù)，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)通過該技術(shù)獲得了更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，所以我國也應(yīng)該借鑒國外現(xiàn)有的技術(shù)來研究和制定適合我國的天然氣長輸管道定量風(fēng)險評價技術(shù)，以便能夠幫助我國的管道維護(hù)和管理，并且可以運用到新管道的設(shè)計和路線研究中去，對我國天然氣管道建設(shè)非常有幫助。

1 定量風(fēng)險分析

風(fēng)險評價技術(shù)最早開始于美國的核電廠分析，隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展和研究逐漸運用到化學(xué)工業(yè)和天然氣管道輸送等方面。每個行業(yè)對于風(fēng)險評價技術(shù)的運用都不會相同，所以對天然氣長輸管道定量風(fēng)險評價技術(shù)應(yīng)該借鑒其他行業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)，來制定適合自己的風(fēng)險評價技術(shù)。

在天然氣管道運行的過程中往往會出現(xiàn)管道失效的情況，之所以出現(xiàn)管道失效主要分為三種情況其中包含：穿孔、泄漏、斷裂等方面。通過對國外的天然氣管道失效數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)在天然氣事故中：斷裂占1%-8%，穿孔占15%-35%，泄漏占40%-80%。其中發(fā)現(xiàn)造成這些管道失效的原因就是由于管道腐蝕、材料本身的原因、自然因素、施工單位的設(shè)計因素、第三方破壞等，最主要的原因就管道腐蝕和第三方破壞所造成的。

2 風(fēng)險評價方法及內(nèi)容

定性評價方法、定量評價方法和半定量評價方法是主要的三種風(fēng)險評價方法。其中定量風(fēng)險評價技術(shù)主要是利用概率法、斷裂力學(xué)，有限元方法、可靠性和維修技術(shù)以及強(qiáng)度理論，對天然氣管道進(jìn)行風(fēng)險分析;定性評價方法相對來講比較簡單，容易使用，但是很難依靠結(jié)果來說服群眾和有關(guān)部門;而半定量評價技術(shù)不適合于天然氣管道的風(fēng)險評價所以沒有進(jìn)行過多的介紹。

2.1系統(tǒng)定義

天然氣管道的風(fēng)險評價技術(shù)與其他裝置的評價技術(shù)并不相同，因為在天然氣的整個管道上并不會有相同的危險性，因為天然氣管道比較長，每段所發(fā)生的風(fēng)險都不會相同，所以就需要指定一種天然氣管道進(jìn)行風(fēng)險分析，在進(jìn)行風(fēng)險評價技術(shù)之前一定要收集各種對天然氣管道的影響因素，比如，管道設(shè)計、運行狀態(tài)、管道內(nèi)外部的涂層、土壤性質(zhì)、管道的腐蝕情況、管道防腐層的現(xiàn)狀等因素。

2.2危險識別

危險識別的用途就是用來總結(jié)當(dāng)管道失效后對當(dāng)?shù)厮斐傻挠绊?，其中包含對居民、環(huán)境等的危害。造成危險的主要來源就是天然氣管道在長期使用后因為腐蝕、地心引力對管道所造成的傷害，比如，管道破裂和泄漏。管道公司一定要利用現(xiàn)有的工程經(jīng)驗進(jìn)行風(fēng)險評價技術(shù)分析，進(jìn)一步對各種危險因素進(jìn)行分析，列出不同的風(fēng)險概率值。常見的方法主要包含：失效模式、影響分析、危急分析等，選擇較大的風(fēng)險來源進(jìn)行修正和防護(hù)，危險出現(xiàn)后對居民的人身安全和自然環(huán)境造成影響，所以相關(guān)單位一定要把危險識別做的更加全面，這樣才能盡可能的避免風(fēng)險事故的發(fā)生，如果危險識別做的不夠全面就造成管道公司把精力浪費在沒有用處的地方，這樣就大大降低了管道的安全性。

2.3風(fēng)險分析

在風(fēng)險分析中主要包含失效概率計算和失效后果計算。其中失效概率計算的方法主要有統(tǒng)計法和解析法，統(tǒng)計法主要是收集一些歷史性的失效數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險分析，然后得出某種危險在以往中所發(fā)生的頻率，并且通過該數(shù)據(jù)得出頻率預(yù)測將來所發(fā)生的危險;解析法不能能夠很好的解釋天然氣管道的風(fēng)險，所以解析法不能計算天然氣的失效概率，因此只能用統(tǒng)計法來計算天然氣的失效概率。

失效后果計算。當(dāng)天然氣管道由于某種原因而導(dǎo)致泄漏和爆炸后所產(chǎn)生的后果可以利用事件樹來進(jìn)行分析。天然氣出現(xiàn)泄漏首先要考慮的就是對人體的傷害，其次是對環(huán)境的危害。對人體的傷害又可分為短期傷害、長期傷害、死亡或者對人體表面的傷害，比如燒傷和呼吸問題。對環(huán)境的危害主要分為對大自然生態(tài)系統(tǒng)的危害，比如影響水資源，破壞地質(zhì)環(huán)境和污染空氣等。

2.4風(fēng)險計算與評價

對于各種風(fēng)險給天然氣管道所造成影響，一般的失效概率為一年一個周期，這樣才能更好的保護(hù)天然氣管道，天然氣管道定量風(fēng)險設(shè)計應(yīng)該注重在管道失效時總概率，在計算過程中不要忽略任何一種失效概率，但是也不能重復(fù)該失效概率，在不同天氣、不同環(huán)境的條件下進(jìn)行失效概率計算，只要這樣才能更加完善管道失效的總概率，在此次過程中計算數(shù)據(jù)會非常多，并且比較復(fù)雜，需要借助計算機(jī)來計算。

風(fēng)險主要的表現(xiàn)形式主要分為社會風(fēng)險和個體風(fēng)險，個體風(fēng)險主要是當(dāng)危險發(fā)生時天然氣管道周圍個體的死亡率和損害，這種個體風(fēng)險主要依靠危險發(fā)生的位置，所以當(dāng)天然氣管道離個體的距離越大，那么個體風(fēng)險就會越小。社會風(fēng)險是天然氣管道對社會的影響和整體的死亡人數(shù)，所以社會風(fēng)險和人口密集程度有關(guān)，當(dāng)天然氣管道離開人口密集的地方，那么社會風(fēng)險就會為零。

3 結(jié)束語

通過對我國天然氣長輸管道的特點分析管道風(fēng)險因素，建立數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)，把不同的失效模式進(jìn)行分析后會得出相關(guān)的失效危害，最后提出了適合我國天然氣風(fēng)險研究后果措施，調(diào)整天然氣長輸管道的管理措施，可以幫助管道公司更好的維護(hù)天然氣管道，并且可以預(yù)測各種因素對天然氣管道的影響，進(jìn)而及時進(jìn)行維護(hù)和修補，預(yù)防天然氣事故的發(fā)生。

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