摘　要：管道運(yùn)輸安全性關(guān)鍵是確保管道系統(tǒng)的完整性，對(duì)管線進(jìn)行完整性維護(hù)是目前管道公司的一項(xiàng)重要任務(wù)。本文重點(diǎn)論述了在役管道如何通過(guò)數(shù)字化管道技術(shù)與管道完整性管理理念實(shí)現(xiàn)在役管道的風(fēng)險(xiǎn)控制管理。文中包括數(shù)字化管道技術(shù)、可靠性分析技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)四個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于在役輸油管道如何建立結(jié)合數(shù)字化管道與完整性管理理念建立在役管線的管道風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)給出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化管道 管道完整性 管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 風(fēng)險(xiǎn)分析 決策分析

隨著管道事業(yè)的不斷發(fā)展，管道的管理進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。管道的完整性管理是目前國(guó)際管道公司實(shí)施的先進(jìn)管理模式，我國(guó)管道公司如何全面引進(jìn)并結(jié)合我國(guó)國(guó)情實(shí)施管道完整性管理，實(shí)現(xiàn)管道本質(zhì)安全是目前的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。隨著我國(guó)管道服役時(shí)間的增加，由于外部條件(地質(zhì)危害等)的影響、管道自身腐蝕、管材和施工焊接質(zhì)量等原因，導(dǎo)致管道泄漏、爆炸等，危害了人民生命安全，造成了國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失，破壞了自然環(huán)境，對(duì)管道的安全性管理和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提出了越來(lái)越高的要求，盡快在我國(guó)實(shí)施管道的完整性管理迫在眉睫。

進(jìn)入二十一世紀(jì)現(xiàn)代化管道管理的方向是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS技術(shù)是數(shù)字化管理的基礎(chǔ)和核心技術(shù)，也是管理完整性管理的基礎(chǔ)平臺(tái)。在國(guó)際上，管道GIS技術(shù)方面發(fā)展很快。我國(guó)近兩年開始重視該技術(shù)的推廣應(yīng)用，大的管道運(yùn)營(yíng)企業(yè)已著手建設(shè)數(shù)字管道系統(tǒng)。

目前對(duì)現(xiàn)役輸油管道傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法主要是采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)(NDT)，在定量測(cè)量基礎(chǔ)上結(jié)合定性分析來(lái)確定各種缺陷的形狀、尺寸及位置，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行管道的剩余壽命預(yù)測(cè)，即安全性評(píng)價(jià)。這種基于檢測(cè)的安全技術(shù)缺乏對(duì)整個(gè)管道系統(tǒng)、各組成單元及設(shè)備的可靠性分析，沒(méi)有給出如何提高管道系統(tǒng)或單元可靠性、降低各單體設(shè)備維修成本的具體措施。采用完整性管理中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)可以對(duì)管道各組成單元進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從而可以找到為減少風(fēng)險(xiǎn)需要投入資金和改進(jìn)運(yùn)行管理的方向。

管道的風(fēng)險(xiǎn)管理是在經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益、風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用的三度空間中尋求達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)最小，效益最大的目標(biāo)。我們知道建立管道全生命周期的管道完整管理是管理一條管道的最優(yōu)途徑，但作為在役運(yùn)行的許多老管線建立完整性管道有很多困難，如管線建設(shè)期資料的獲取就很難實(shí)現(xiàn)，這些都制約了我們建立一套完整的管道完整性管理體系，那么我們運(yùn)用管道完整性管理的理念和數(shù)字化管道技術(shù)就可以建立一套管道風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)用來(lái)做管道完整性管理的一個(gè)深度應(yīng)用。具體地說(shuō)就是在役管道的管道風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)最終要采用IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化與數(shù)字化的完整性管理，管道風(fēng)險(xiǎn)管理的內(nèi)容通過(guò)GIS、EAM等系統(tǒng)設(shè)置的管道本體、管道工藝、自控、通訊等的建設(shè)信息、運(yùn)行信息和設(shè)備信息，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并結(jié)合管道的位置信息、圖形信息、地理信息、設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行信息等進(jìn)行有效的分析后，以實(shí)現(xiàn)事故的提前預(yù)控。

3．1．1管道風(fēng)險(xiǎn)管理定義

管道風(fēng)險(xiǎn)是在管道運(yùn)行過(guò)程中的可產(chǎn)生潛在損失的危險(xiǎn)，在一定的條件下會(huì)轉(zhuǎn)化成我們運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

管道風(fēng)險(xiǎn)管理是指通過(guò)對(duì)管段及站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，按風(fēng)險(xiǎn)程度排序，確定重大風(fēng)險(xiǎn)的性質(zhì)并定位，以尋求降低風(fēng)險(xiǎn)的措施。這個(gè)完整的過(guò)程我們稱之為管道風(fēng)險(xiǎn)管理

3．1．2管道風(fēng)險(xiǎn)管理一般做法

我們做管道風(fēng)險(xiǎn)管理的方法就是首先進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別(共9大類因素)分別為外腐蝕、內(nèi)腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、第三方／機(jī)械破壞、誤操作、氣候和外力因素、與制管有關(guān)的缺陷、與焊接／組裝有關(guān)的缺陷、設(shè)備等。然后根據(jù)識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排序及高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的確定，對(duì)管道風(fēng)險(xiǎn)管理工作進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序、分級(jí)，確定可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平。最后利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，以定量風(fēng)險(xiǎn)分析為基礎(chǔ)，將生命安全、環(huán)境破壞和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)對(duì)管線的失效后果進(jìn)行定量評(píng)估，從而選擇最優(yōu)的管線完整性維護(hù)措施可確定需進(jìn)行完整性評(píng)價(jià)和減緩活動(dòng)的位置。

3．1．3管道風(fēng)險(xiǎn)管理意義

管道完整性管理過(guò)程包括三個(gè)相輔相成的主要環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)資料的收集和整合、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、完整性評(píng)價(jià)，管道風(fēng)險(xiǎn)管理是管道完整性的核心部分，我們建立風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的意義就在于將管道運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)控制在合理的范圍內(nèi)。基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，推薦有效的基于風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)方案和合理的減緩措施。估計(jì)管道風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展趨勢(shì)，為管道維護(hù)資源的配置提供參考依據(jù)。

建立管道風(fēng)險(xiǎn)管理體系，我們就要圍繞長(zhǎng)輸原油管道安全生產(chǎn)的管理目標(biāo)，在輸油生產(chǎn)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合各項(xiàng)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建原油長(zhǎng)輸管道的“數(shù)字化管道應(yīng)用平臺(tái)”，持續(xù)保障原油管道的安全運(yùn)營(yíng)需要。

油氣管道風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)的核心是管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)，該技術(shù)的研究經(jīng)歷了定性、半定量到定量分析三個(gè)階段，方法種類很多，適合于不同情況的需求。這里采用定性和半定量結(jié)合的辦法進(jìn)行管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。風(fēng)險(xiǎn)管理的主要環(huán)節(jié)如下圖。

 

3．2．1樹立無(wú)限接近管道零風(fēng)險(xiǎn)理念。

構(gòu)建管道管理的“零打孔、零占?jí)?、管道保護(hù)100％、環(huán)境保護(hù)l00％”的“雙零雙百”的目標(biāo)管理體系，作為管道風(fēng)險(xiǎn)控制管理的目標(biāo)。

通過(guò)建立管理目標(biāo)，可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況建立一套完善的管理辦法和相關(guān)程序文件指導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的運(yùn)行。

3．2．2建立完整統(tǒng)一的數(shù)字化管道應(yīng)用平臺(tái)。

實(shí)現(xiàn)各級(jí)單位管道管理數(shù)據(jù)、站場(chǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、航拍影像數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)的共享和交換。

這樣做的目的在于數(shù)據(jù)收集、整合，是管道風(fēng)險(xiǎn)管理的重要內(nèi)容，保證了管道風(fēng)險(xiǎn)管理的有效實(shí)施，有助于管道管理者全面了解管道的運(yùn)行、質(zhì)量、安全狀況，有助于實(shí)現(xiàn)管道風(fēng)險(xiǎn)管理程序所規(guī)定的內(nèi)容。

主要采集的數(shù)據(jù)分類原則如下：

1)應(yīng)按照風(fēng)險(xiǎn)管理程序所需的數(shù)據(jù)要求，從內(nèi)部和外部(如行業(yè)管理數(shù)據(jù))獲取。

2)檢查設(shè)計(jì)和施工文件中以及近期操作、維護(hù)記錄中，包含所需數(shù)據(jù)項(xiàng)的內(nèi)容。

3)調(diào)查所有管道記錄的可能出處，記錄獲得的數(shù)據(jù)內(nèi)容和形式(包括單位或參照系統(tǒng)等)，并確定數(shù)據(jù)量是否充足，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不足，可根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性，制定收集數(shù)據(jù)的方案，必要時(shí)要進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測(cè)、檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的收集工作。

4)應(yīng)管理好管道地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)庫(kù)中所涉及的全部數(shù)據(jù)，以及歷史的評(píng)估結(jié)果，這些都是有用的數(shù)據(jù)源。

5)重點(diǎn)、全面收集歷史事故的分析報(bào)告，并形成事故數(shù)據(jù)庫(kù)，在未來(lái)應(yīng)用于人員培訓(xùn)或資格認(rèn)證中。

6)外部信息的獲得可通過(guò)與線路沿途相關(guān)的氣象、地質(zhì)、水文負(fù)責(zé)部門建立起固定的聯(lián)系，借鑒專業(yè)信息源的土壤資料、人口統(tǒng)計(jì)、水文資料。

7)管道內(nèi)外檢測(cè)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)以及效能測(cè)試方面的數(shù)據(jù)應(yīng)重點(diǎn)收集和整理。

3．2．3管道風(fēng)險(xiǎn)管理模型的建立。

在管道內(nèi)外檢測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合管道管理中的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素，構(gòu)建一套完整的、科學(xué)的管道風(fēng)險(xiǎn)管理模型，并建立相應(yīng)的系統(tǒng)最終達(dá)到持續(xù)改進(jìn)、減少和預(yù)防管道事故發(fā)生，確保長(zhǎng)輸管道的本質(zhì)安全。

 

3．2．4建立風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)行管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)輸原油管道的“可視化、精細(xì)化、流程化、協(xié)同化”管理。提高管道數(shù)據(jù)管理、搶維修指揮、巡線、站場(chǎng)信息管理、管道日常維護(hù)等管理能力，能夠在打孔盜油等突發(fā)事件發(fā)生時(shí)進(jìn)行快速反應(yīng)，持續(xù)保障原油管道的安全生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，提高科學(xué)決策管理水平。

在長(zhǎng)輸管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中主要是先找出可能引發(fā)管道失效的各種潛在危險(xiǎn)，即引發(fā)管道事故的各種原因及長(zhǎng)輸管道的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源。然后是管道在長(zhǎng)期運(yùn)行中因腐蝕和力學(xué)作用引起的管道損傷而導(dǎo)致的泄漏或爆炸，管道失效的發(fā)生與管道的類型及內(nèi)在質(zhì)量、管道建設(shè)質(zhì)量、運(yùn)行狀態(tài)、內(nèi)壓、輸送介質(zhì)、溫度、防腐覆蓋層及陰極保護(hù)狀態(tài)、維修規(guī)范、外來(lái)意外機(jī)械作用等因素有關(guān)。

作為風(fēng)險(xiǎn)管理的第一步是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，也稱為風(fēng)險(xiǎn)排序，主要包括識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)(潛在危險(xiǎn))的來(lái)源，評(píng)價(jià)各種可能失效事故的可能性(頻率或概率)和失效后果的嚴(yán)重度。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法分為定性、定量?jī)煞N，處于二者之間的稱為半定量的方法。

風(fēng)險(xiǎn)管理中風(fēng)險(xiǎn)的定義是失效后果(用C表示)和失效可能性(用F表示)的乘積，對(duì)一種情況的風(fēng)險(xiǎn)是：

Risksys=Cs·Fs   　　　　　　　　　　 (1)

式(1)中下標(biāo)S代表情況的編號(hào)。對(duì)油氣輸送管道系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)是各種可能失效情況風(fēng)險(xiǎn)的求和：

Risksys=∑Risks=∑Cs·Fs 　　　　　　(2)

3．2．5風(fēng)險(xiǎn)控制

在完成管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)之后，即可根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。找到風(fēng)險(xiǎn)值偏高的各管段以及影響各管段失效的風(fēng)險(xiǎn)值偏高因素，從而提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以便改善這些不利影響因素，將管道運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)水平控制在合理的，可接受的范圍之內(nèi)，達(dá)到減少管道事故發(fā)生，經(jīng)濟(jì)合理地保證管道安全運(yùn)行的目的。

風(fēng)險(xiǎn)控制主要包括失效的預(yù)防措施和風(fēng)險(xiǎn)的降低措施兩部分，在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，通過(guò)決策和實(shí)施，達(dá)到減少風(fēng)險(xiǎn)并合理分配資源的目的。失效預(yù)防顯然是風(fēng)險(xiǎn)控制的根本，失效預(yù)防的有關(guān)技術(shù)，如正在不斷發(fā)展和完善的含有缺陷結(jié)構(gòu)的適用性(或稱“合于使用”)評(píng)價(jià)(包括概率適用性評(píng)價(jià))技術(shù)、視情維修技術(shù)等是比較熟悉的，這里不再介紹。風(fēng)險(xiǎn)的降低措施(或稱策略)有：基于風(fēng)險(xiǎn)的法規(guī)、基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)、基于風(fēng)險(xiǎn)的新的信息規(guī)則系統(tǒng)等。

風(fēng)險(xiǎn)控制措施一般有以下幾點(diǎn)：

1)提高防腐層質(zhì)量及加強(qiáng)陰極保護(hù)，我國(guó)早期建設(shè)的長(zhǎng)輸管道多采用改性石油瀝青作為防腐層。同國(guó)外相比²我國(guó)長(zhǎng)輸管道使用的防腐材料性能尚有不少差距，在涂敷工藝及設(shè)備方面仍有許多問(wèn)題有待改進(jìn)解決。尤其是現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口技術(shù)，它是影響防腐效果的主要因素之一，完善的覆蓋層及陰極保護(hù)技術(shù)是管道防腐蝕的關(guān)鍵在覆蓋層不完善之處陰極保護(hù)尤為重要。

2)加大線路維護(hù)的投入，決策層首先應(yīng)從思想觀念上改變重站輕線的思想。根據(jù)目前形勢(shì)，應(yīng)加大對(duì)管道管理的人力投入選派文化技術(shù)素質(zhì)高事業(yè)心強(qiáng)的人從事管道管理工作。同時(shí)加大打擊盜油案件的力度，堅(jiān)決制止違章占?jí)?。加大?cái)力投入²加快管道內(nèi)檢測(cè)步伐和防腐層大修進(jìn)度。

3)進(jìn)一步提高管理人員素質(zhì)，加強(qiáng)管理。禁止出現(xiàn)違反規(guī)章制度的現(xiàn)象，提高上崗值班職工的安全意識(shí)和責(zé)任心，作好職工業(yè)務(wù)素質(zhì)培訓(xùn)。

4)提高設(shè)備、設(shè)施管理水平，設(shè)備、設(shè)施管理的精細(xì)化可以提高設(shè)備運(yùn)行的安全系數(shù)。有利于平穩(wěn)輸油，保障管道暢通。

建立管道風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)是想通過(guò)識(shí)別和評(píng)價(jià)管道運(yùn)營(yíng)中面臨的風(fēng)險(xiǎn)制定出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策，從而將風(fēng)險(xiǎn)水平控制在合理的范圍之內(nèi)，達(dá)到減少事故發(fā)生資源合理配置的目的。而采用管道完整性理念與數(shù)字化管道技術(shù)相結(jié)合的方式建立管道風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)是將管道完整性管理的深度應(yīng)用。管道完整性管理技術(shù)是繼可靠性管理技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)后更高層次的、更全面管理的邊緣性技術(shù)，我們將這一理念與網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集、遙感技術(shù)、GIS技術(shù)等數(shù)字化管道現(xiàn)代先進(jìn)信息技術(shù)相結(jié)合建立管道風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)是更好的將管道完整性管理理念運(yùn)用到在役的老管線的管道日常管理當(dāng)中。

 

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[4]潘家華：油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)分析(待續(xù))，油氣儲(chǔ)運(yùn)，1995，24(6)

[5]馬志祥：油氣長(zhǎng)輸管道的風(fēng)險(xiǎn)管理，油氣儲(chǔ)運(yùn)，2005，24(2)1-7