摘　要：分析油氣長輸管道危險(xiǎn)性和風(fēng)險(xiǎn)，采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣方法分析管道失效可能性和失效后果。結(jié)合管道完整性管理要求、管道保護(hù)存在的主要問題，提出管道保護(hù)改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：油氣長輸管道；??完整性管理；??風(fēng)險(xiǎn)；??管道保護(hù)

Abstract：Dangers and risks of long-distance oil and gas transmission pipelines are analyzed．The failure possibility and consequences of the pipelines are analyzed by the risk matrix method．The improvement measures for pipeline protection are put forward combined with the pipeline integrity management requirements and the main problems of pipeline protection．

Keywords：long-distance oil and gas transmission pipelines；integrity management；risk；pipeline protection

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2013年11月22日10：25，位于山東省青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的中國石油化工股份有限公司管道儲運(yùn)分公司東黃輸油管道泄漏原油進(jìn)入市政排水暗渠，在暗渠的密閉空間內(nèi)油氣積聚遇火花發(fā)生爆炸，造成62人死亡，136人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失75172×10⁴元。慘痛的事故之后，相關(guān)部門在全國范圍內(nèi)開展了油氣輸送管道安全專項(xiàng)排查整治。截至2014年5月底，全國有陸上油氣管道966條，總里程近12×10⁴km，共排查出隱患29436處(平均每10km就有2.5處隱患)，其中被占壓有11972處，安全距離不足有9171處，交叉穿越有8293處，整改率只有12.6％。從排查整治結(jié)果來看，國內(nèi)油氣長輸管道整體呈現(xiàn)隱患多、整改難度大等特點(diǎn)，安全形勢十分嚴(yán)峻。

由于油氣長輸管道多為借地埋設(shè)(無租地合同)，點(diǎn)多線長，環(huán)境復(fù)雜，在役油氣長輸管道由于自身歷史、技術(shù)、建設(shè)和運(yùn)營等諸多因素影響，加之沿線城鎮(zhèn)化高速發(fā)展，建設(shè)活動對輸氣管道的侵?jǐn)_活動頻繁，管道隱患逐年增加。

加強(qiáng)油氣長輸管道風(fēng)險(xiǎn)分析，采取有針對性而有效的預(yù)防管理和整治措施，對于保障能源安全、公共安全和環(huán)境安全具有重大意義。

①物質(zhì)和工藝危險(xiǎn)陛

油氣長輸管道由于其輸送的介質(zhì)(油品、天然氣)具有易燃易爆、高能高壓、易擴(kuò)散、有毒有害，以及輸送工藝連續(xù)作業(yè)、點(diǎn)多線長、環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)而具有較大的危險(xiǎn)性。

②設(shè)備設(shè)施危險(xiǎn)性

油氣長輸管道系統(tǒng)是由管道、增壓站、分輸站、閥門、儀表等設(shè)施組成。系統(tǒng)中材料質(zhì)量、焊接和安裝質(zhì)量、機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)施、儀器儀表性能的好壞，直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。

③環(huán)境危險(xiǎn)性

環(huán)境危險(xiǎn)性主要有：地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害影響^[1]；暴雨、雷電、臺風(fēng)和沙塵暴等氣象災(zāi)害影響^[1]；雜散電流(直流和交流)、工業(yè)“三廢”(廢氣、廢水、廢渣)污染、深根植物、酸雨等環(huán)境影響^[1]；在管道保護(hù)范圍內(nèi)修建公路、房屋、建(構(gòu))筑物等設(shè)施，進(jìn)行開挖溝渠、挖砂、生產(chǎn)、打井等人為活動作業(yè)影響；恐怖活動的有意破壞影響。

④油氣長輸管道事故統(tǒng)計(jì)和管理分析

各個國家很重視油氣管道事故的統(tǒng)計(jì)分析工作，包括對事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分類、原因分析、泄漏的影響、事故率及其變化趨勢等。歐洲天然氣工業(yè)技術(shù)協(xié)會(European Gas Industry Technology Association，EGITA)建立“歐洲天然氣數(shù)據(jù)庫”，收集了歐洲9個大型天然氣公司1970年以來的歷史數(shù)據(jù)(見表1)。美國運(yùn)輸部的管道安全辦公室(the Office of Pipeline Safety，OPS)正在開發(fā)一種地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)數(shù)據(jù)庫，GIS數(shù)據(jù)庫包括管道和設(shè)施的地理位置、管道屬性的數(shù)據(jù)文檔(運(yùn)營商姓名、管道名稱、管徑、所輸介質(zhì)及狀態(tài))、數(shù)據(jù)收集情況等內(nèi)容。GIS技術(shù)正迅速成為用于設(shè)施管理、壽命周期監(jiān)測、風(fēng)險(xiǎn)分析、應(yīng)對突發(fā)事故、確保協(xié)調(diào)管理、改進(jìn)運(yùn)營效率的有效手段。利用GIS數(shù)據(jù)庫部署人力，檢查可能發(fā)生地震、洪水和其他災(zāi)害的重點(diǎn)地段，標(biāo)出事故后果影響重大的油氣管道所在位置。一旦發(fā)生事故，可以迅速從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)，向管理機(jī)構(gòu)提供詳細(xì)資料。GIS不僅有助于減少發(fā)生泄漏的可能性，有助于事故發(fā)生后的迅速搶險(xiǎn)，而且已成為管道操作人員的日常工具。

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從表l可以看出，歐洲輸氣管道事故的主要原因是第三方破壞，約占事故總數(shù)的49.6％；其次是施工缺陷和材料缺陷，所占比例為16.5％；第三是腐蝕，占總數(shù)的15.4％，地面運(yùn)動、誤操作和其他原因分居第4～6位。前三項(xiàng)事故原因不僅是造成歐洲輸氣管道事故的主要原因(80％以上)，而且也是世界管道工業(yè)中事故率最高的三大因素。

目前，各個國家對油氣管道建設(shè)和運(yùn)行的全過程采用系統(tǒng)的安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全管理和監(jiān)督。以美國在工程標(biāo)準(zhǔn)方面為例，為防止管道損傷，確保公眾安全，美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSI／ASME B31《壓力管道標(biāo)準(zhǔn)及管件標(biāo)準(zhǔn)系列》中，B31．4《液體烴和其他液體管道輸送系統(tǒng)》、831．8《輸氣和配氣管道系統(tǒng)》，對輸油、輸氣管道從設(shè)計(jì)、管子和管件材料及制造、管道系統(tǒng)施工、設(shè)備安裝、管道驗(yàn)收、操作與維修、腐蝕控制等內(nèi)容，均提出了明確的技術(shù)要求。

總體來看，各個國家正在不斷完善其油氣管道的安全生產(chǎn)管理法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，并采取強(qiáng)有力的第三方監(jiān)管，以保障安全管理的持續(xù)改進(jìn)。

管道風(fēng)險(xiǎn)分析目前比較成熟的方法是美國肯特(W．Kent Muhlbauer)的管道風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評分法^[2]。它比較容易掌握，易于工程應(yīng)用與推廣，對油氣輸送管道系統(tǒng)的各部分可以進(jìn)行快速風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和排序，也可以作為風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)管理的依據(jù)。

肯特指數(shù)評分法指出，引起管道發(fā)生事故的原因有第三方破壞、腐蝕、設(shè)計(jì)和錯誤四大類，對這四類因素按一定的規(guī)則進(jìn)行評分，然后相加得到表征失效可能性的失效因素總評分；再結(jié)合管輸介質(zhì)的危險(xiǎn)性和環(huán)境影響評出事故后果嚴(yán)重程度的分值。由此得到相對風(fēng)險(xiǎn)值，相對風(fēng)險(xiǎn)值越大，表明風(fēng)險(xiǎn)越大。

由于國內(nèi)長輸管道建設(shè)、運(yùn)行管理等技術(shù)水平與國外有較大的差距，因此，肯特的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)法某些評分原則在國內(nèi)并不適用，尚應(yīng)對那些不適用的評分加以修正，對分值進(jìn)行調(diào)整如下。

①第三方破壞因素

最高分為100分。第三方破壞與最小埋深、管道附近區(qū)域人員活動狀況、管道地上設(shè)備狀況、管道附近公眾教育狀況、管道沿線標(biāo)志情況、沿線巡視頻率等因素有關(guān)。在第三方破壞因素的賦分中，單號呼叫系統(tǒng)(one-call system)為通信系統(tǒng)，提供電話號碼給挖掘承包商及公眾，要求他們在開挖活動之前通告單號呼叫系統(tǒng)，從而使管道運(yùn)營者有機(jī)會與開挖人預(yù)先取得聯(lián)系，管道運(yùn)營者在開挖活動中用臨時標(biāo)記標(biāo)示他們的管道設(shè)施，隨時跟蹤挖掘活動并檢測其地下設(shè)施。由于國內(nèi)管道保護(hù)尚未建立單號呼叫系統(tǒng)，因此，取消該項(xiàng)賦分(15分)。而考慮到國內(nèi)管道人為破壞較嚴(yán)重，加強(qiáng)公眾教育，提高管道附近公民保護(hù)意識，具有重要意義。因此，將單號呼叫系統(tǒng)分值加至公眾教育，使之由15分變?yōu)?0分。

②腐蝕因素

最高分為100分。腐蝕分為管內(nèi)腐蝕和管外腐蝕。管內(nèi)腐蝕與介質(zhì)性質(zhì)、管內(nèi)保護(hù)層和清管排除雜物有關(guān)。管外腐蝕與陰極保護(hù)狀況、防腐層質(zhì)量、土壤腐蝕、應(yīng)力腐蝕、管道附近有無埋設(shè)金屬物、管道附近磁場、電場情況等因素有關(guān)。在腐蝕因素中，主要分析埋地管道的腐蝕情況，不需考慮大氣腐蝕對埋地管道的影響。因此，取消大氣腐蝕賦分(20分)。考慮對埋地金屬腐蝕影響最顯著的陰極保護(hù)和防腐層，將大氣腐蝕賦分平均加至陰極保護(hù)和防腐層，即各加10分，陰極保護(hù)由8分變?yōu)?8分，防腐層由10分變?yōu)?0分。

③設(shè)計(jì)因素

最高分為100分。設(shè)計(jì)因素與鋼管選材、安全系數(shù)、疲勞因素、水壓試驗(yàn)狀況、土壤移動情況(滑坡、土壤結(jié)冰)等因素有關(guān)。

④錯誤因素

最高分為100分。錯誤因素分為識別錯誤、施工錯誤、操作和維護(hù)錯誤。在錯誤因素中，國內(nèi)操作人員上崗前均未藥檢，因此，取消該項(xiàng)賦分(2分)。而SCADA系統(tǒng)作為長輸管道一項(xiàng)重要的自動控制系統(tǒng)，對其安全運(yùn)行起著十分重要的作用，因此，將藥檢賦分加至SCADA系統(tǒng)，使之由5分變?yōu)?分。

⑤總分

失效因素總分值為上述4類失效因素分值之和，最高分為400。各個因素按失效可能性大小打分，分值越大，表示管道失效的可能性越大，危險(xiǎn)性越大。失效因素評分見表2。

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