在用工业管道风险研判方法

安克健 高 辉 马建宇 河北省锅炉压力容器监督检验院

李 强 河北省质量技术监督局

候秉仁 石家庄建投天然气有限公司

在用工业管道风险研判方法

安克健 高 辉 马建宇 河北省锅炉压力容器监督检验院

李 强 河北省质量技术监督局

候秉仁 石家庄建投天然气有限公司

借鉴国际管道技术委员会对输气管道提出的失效原因以及RBI思路，利用“专家打分法”对管道安装、维护、保养、检验等各个环节，量化发生事故的可能性和后果的严重程度，从而以半定量法确定在用工业管道风险值，进而进行风险预警，为压力管道使用单位、河北省质监局安全监察工作提出合理化建议。

压力管道 风险 研判 半定量

“十二五”期间，河北省有大量在用工业管道处于“待检状态”，需要停运进行全面检验。由于原始安装资料不全、安装质量和停运检修周期难以保证等原因的影响，管道安全监察和检验面临严峻的形势。另外在压力管道新法规、标准不断出台下，原有的检验模式和检验方法已不能适应现在的监管要求，因此有必要开展压力管道风险研判工作，以便早发现、早报告、早预警、早处置的安全防范机制，有效遏制工业管道重特大事故发生。

1 风险因素辨识

依据科学、系统、全面和预测性的危险辨识原则，借鉴国际管道技术委员会对输气管道提出的9大类、22小类的失效原因，依据工业架空管道的特点、失效事故和河北省在用工业管道的实际情况，从可能存在的失效原因对潜在的风险因素进行了分析辨识。

1.1 潜在危险辨识基础因素

1）管道材质；2）管道规格；3）管道运行压力；4）管道修建年限；5）管道腐蚀防护情况；6）管道系统情况；7）管道失效历史情况；8）管道管理维护规定及执行情况调查；9）国内外工业管道的主要失效模式统计数据。

1.2 潜在失效后果

主要潜在失效后果为易燃、易爆介质短时间大量泄漏引起的燃烧、爆炸事件，以及泄漏介质在地下空间、地下沟槽、窖井或电缆沟聚集引起的闪燃及蒸气云爆炸；其次是CO和H2S造成的人员中毒。

1.3 潜在失效模式

1）内外腐蚀穿孔。该类失效模式与时间有关，随着管道使用年限的增加而日益严重。

2）第三方破坏，如机械施工，会导致两种情况：（1）管道断裂或管体破裂，引起介质短时间内的大量泄漏，从而可能引发火灾、爆炸事件。对该类失效模式，在应急预案完善的情况下可以迅速对现场情况进行控制；（2）管体机构损伤变形或防腐层破损，在短时期内，管道不会产生开裂，但会加速管体腐蚀。

3）管道固有缺陷，如焊接缺陷、结构不合理。

1.4 失效位置

1）管体；2）管件等易冲刷腐蚀处；3）焊接接头；4）管系应力集中处；5）与其它管道、支吊架搭接处；6）可能积液的低洼处。

1.5 风险因素辨识汇总

将危险辨识因素和失效模式汇总，得到了在用工业管道6大类39个风险因素（详见3数据汇总与结果判定）这些因素贯穿在管道的安装、使用、维护、保养、检验的“管理”和“检验”的各个环节，形成了基本风险因素分布结构框架。

2 调研

2.1 数据库调研

走访并咨询特种设备监察部门进行工业管道摸底调查。主要调查内容有：

1）各地市区域内工业管道数量及分布，GC1，GC2，GC3各级别管道所占比重量化。

2）选定炼油厂1～2家，化肥厂2～3家，化工企业2～3家，钢铁厂1家，燃气公司2～3家，优先考察的使用单位比例在5%～10%以内。(考察的在用压力管道使用单位名单略)

2.2 现场调研

依据数据库调研结果确定的压力管道使用单位考察名单。进行现场调研。主要调研内容是：

1）6大类39个风险因素“适合性”情况调研。

2）确定各类型使用单位内部管理的压力管道级别分布，依据GBZ 230-2010《职业性接触毒物危害程度分级》和GB 50160-2008《石油化工企业设计防火规范》以及GB 50016-2006《建筑设计防火规范》，考察企业管理、维护、检验制度是否较大程度上符合《在用工业管道定期检验规程》中关于分级的要求。

3）利用专家打分法，根据考察结果初步确定各风险子因素的分值。

3 数据汇总与结果判定

选择具有较高管理水平和较高检验、分析、评估能力的中国特检院、深圳市燃气集团、合肥通用机械研究院、中国石油大学、北京科技大学、华东理工大学等相关研究院所进行考察、学习。

主要内容是：压力管道使用单位的管理、检验技术、安全评定能力、风险评估应用等特色技术,以及国家“十五”，“十一五”相关科研成果。

对风险辨识、现场调研、考察学习、专家打分4个工作部分的成果进行数据汇总和结果判定,详见表1～表6：

表1“地理位置”评分体系

表2 “工艺参数”评分体系

表3“事故发生的几率”评分体系

表4 “设备装置”评分体系

表5 “安装和使用管理”评分体系

表6“人员”评分体系

4 风险分析

将各风险要素的评分表进行整理为 “失效后果得分”评分表（见表7)。失效后果主要考虑因素有：介质燃烧性、反应性、毒性、最大泄漏量、扩散性、地形、风速、周围人口密度、沿线环境（财产密度)；供应中断对下游用户的影响等。

表7 失效后果得分表

5 评价模型及风险等级划分

5.1 评价模型的采用

1）如果风险评估的目的是为政府安全监察提供指导数据，则采用基本模型。

2）如果风险评估的目的是为企业安全管理提供数据，则采用修正模型。

3）如果风险评估的目的是既为政府安全监察提供技术数据，又为企业安全管理提供技术数据，则应同时采用基本模型和修正模型，形成两种风险评估结论。

按下式计算风险值R

式中：S——失效可能性得分；

C——失效后果得分。

1）当采用基本模型进行失效可能性评分时，分别确定“地理位置”得分S1、“工艺参数”得分S2、“事故发生的几率”得分S3、“设备装置”得分S4、“使用管理”得分S5、“人员”得分S6。

基本模型下的在用工业管道使用单位按照下式计算失效可能性得分S及其层次关系、评分的权重。

2）当采用修正模型进行失效可能性评分时，应针对所评价管道，结合当地的管道事故统计数据和设计、安装、使用、检验等方面的专家意见，在通用模型的基础上确定针对具体情况的修正模型，确定评分项和评分项的权重，并且进行归一化处理，保证“地理位置”、“工艺参数”、“事故发生的几率”、“设备装置”、“使用管理”、“人员”权重之和为1。按照下式计算失效可能性得分S：

式中：α1、α2、α3、α4、α5、α6、为相应评分体系的修正系数，且：

5.2 风险等级划分

●5.2.1 风险绝对等级划分（对某个压力管道使用单位在全省的安全状况比较而言）

1）低风险绝对等级

如果R∈[0,2500),则风险等级为低风险绝对等级。

2）中等风险绝对等级

如果R∈[2500,5000),则风险等级为中等风险绝对等级。

3）较高风险绝对等级

如果R∈[5000,7500),则风险等级为较高风险绝对等级。

4) 高风险绝对等级

如果R∈[7500,10000),则风险等级为高风险绝对等级。

●5.2.2 风险相对等级划分

在同一使用单位内（或同一类型的使用单位)，不同装置、不同状况的压力管道可以依据风险分析得出各自风险的绝对等级，利用以下计算过程可得到各不同类型、状态的压力管道在同一使用单位内（或同类型）使用单位内的相对风险等级，或同一类型装置在不同使用单位内的相对风险等级。

如：在同一使用单位内部，设某一压力管道风险最小值为Min，其它压力管道中风险最大值为Max，则:

1）R∈[Min，Min+(Max-Min)×6/25]，则该压力管道风险等级为低风险相对等级。

2）R∈[Min+(Max-Min)×6/25，Min+(Max-Min)×13/25]，则风险等级为中等风险相对等级。

3）R∈[Min+(Max-Min)×13/25，Min+(Max-Min)×21/25]，则风险等级为较高风险相对等级。

4）R∈[Min+(Max-Min)×21/25，Max]，则风险等级为高风险相对等级。

6 风险预警

1）经过风险分析，可以总结出管道安装、维护、保养、检验等环节存在的问题和不足。

2）对压力管道使用单位提出建议。对于高风险绝对等级或高风险相对等级的压力管道使用单位或单元，应分析其风险的主要来源，对企业进行高风险因素预警，提出对策和建议。

3）根据管道的风险绝对值分布，可得到全省使用单位安全状况分布，省局在完善各监察单位的数据库管理工作的基础上，确定重点监管、加强监管、中等监管、一般监管的使用单位。可通过压力管道管理和作业人员培训、资质授权、监管单位派员监督等方式，有选择地将监管工作（尤其对低风险使用单位）交予使用单位自己管理（如在线检验)。

Draw lessons from gas pipeline failure causes and the idea of RBI proposed by international pipeline technical committee, we quantitated the possibility of accident occurrence and severity of consequence with utilizing the expert experiences to pipeline installation, maintenance, inspection and other aspects. Thus we could get the risk value by semi quantitative determination in industrial pipeline. So we provide some suggestions for supervision and managers of factory for risk warning.

Pressure pipeline Risk Evaluation Semi quantitative determination

2013－09－23）