风险评价中管道区段划分的几点改进建议

邵 玲，才 伟，杨 颖，韩 颖

（1. 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001； 2. 中国石油天然气第一建设公司，河南 洛阳 471000；3. 中海油销售惠州有限责任公司， 广东 惠州 516003； 4. 中国燃气大连金州中燃城市燃气发展有限公司，辽宁 大连116000）

风险评价中管道区段划分的几点改进建议

邵 玲1，才 伟2，杨 颖3，韩 颖4

（1. 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001； 2. 中国石油天然气第一建设公司，河南 洛阳 471000；3. 中海油销售惠州有限责任公司， 广东 惠州 516003； 4. 中国燃气大连金州中燃城市燃气发展有限公司，辽宁 大连116000）

简述了几种管道区段划分的方法及原则。通过几种分段方法的比较发现不同的分段方法适用于不同环境下的管道，这些方法均有给出不同的分段原则但都缺少清晰的界限，很大程度上依靠评价者对管道以及管道周边情况的了解程度以及个人偏好来完成管道区段的划分。通过前面几种方法的分析举例，提出5条改进管道区段划分方法的建议。从消减管道分段中评价者主观意识这一点出发，得出更为适用的管道分段方案，有助于提高后续风险评价的准确程度，从而完善管道风险评价体系。

管道区段划分；分段原则；风险评价；完整性管理

随着管道系统的不断发展，管道完整性管理的普及势在必行。管道风险评价作为管道完整性管理的重要组成部分一直被视为核心环节［1］。改良管道分段是优化管道风险评价非常重要的一步。应用广泛的半定量风险评价方法，所描述的风险程度都是相对的，那么产生比较的前提就是要对管道进行合理可行的分段处理。

1 管道分段方法

1.1 随机分段

不考虑管道沿线情况变化的情况下，管道分段可以采取一种随机的分段方式，利用管线沿线的站场、阀室和桩将管线分隔开。这种分段方法简单快捷，参考管道沿线设施分布、管道长度就能轻松完成对管道区段的划分。同时也缺乏科学依据，很可能在需要插入划分点的位置没有加以区分，在不需要插入划分点的位置进行了机械的划分，极有可能给后续的评价工作带来很大困扰，同时也没有起到控制成本的效果。例如，管道沿线上的一座站场将某一山区中孤立的村庄截为两段，村庄相较于周边环境属于人口密度较高的地区，理应单独划为一段。

1.2 KENT法中的管段划分

在经典KENT法中有这样的描述：最好的分段原则就是无论何处有重大的变化，都可以插入一个划分点［2］。分段依据为管道沿线状况的变化，如：人口密度、土壤状况、包覆层状况、管道使用年限，以及管道沿线各处构成风险因素发生的可能性大小等［3］。详尽、周密的区段划分必然会提高管道风险评价的准确性，但同时也增加了管道风险评价的成本。这就要求评价者在两者之间进行权衡，选取最合适的管道分段方案，即能达到风险评价要求的准确度，又能在一定程度上控制成本。在对管道进行区段划分时，某些情况下个别影响分段的原则是可以不考虑的。例如某条管道沿线的土壤腐蚀性没有明显的变化，那么可以忽略土壤腐蚀性这一影响因素。

KENT法中给出的管道分段原则具有很强的不确定性，根据评价者不同的主观意识，即使是沿线情况相对简单，长度适中的管线，也有可能出现多种不同的分段方案。一个分段方案，满足风险评价要求的准确度，成本在可接受的范围内，就可以被视为适用的分段方案。我们很难评说某一种分段方案相较于另一种好与不好。

1.3 埋地钢质管道风险评价方法中的分段原则

1.3.1 分段原则描述

埋地钢质管道风险评价方法（GB/T27152-2011）［4］规定，埋地钢质管道风险评价流程分为以下几步：(1)管道区段划分；(2)对每一区段，确定失效可能性得分； (3)对每一区段，确定失效后果得分；(4)对每一区段，确定风险值；(5)对每一区段，确定风险等级；(6)对高风险区段，给出降低风险措施的建议。

可见，管道区段的划分直接影响到后续评估的每一步。在埋地钢质管道风险评价方法（GB/T27152 -2011）中给出了11条管道划分原则，指导评价者根据各条原则逐级对管道进行分段［4］：

(1)按照管道压力进行区段划分；(2)按照管道规格进行区段划分；(3)按照管道使用年数进行区段划分；(4)按照管道输送介质的腐蚀性进行区段划分；(5)照管道沿线人口密度进行区段划分；(6)照管道沿线土壤的腐蚀性进行区段划分；(7)按照管道沿线杂散电流状况进行区段划分；(8)按照管道外覆盖层状况进行区段划分；(9)按照管道阴极保护状况进行区段划分；(10)照管道沿线土壤工程地质条件进行区段划分；(11)按照管道沿线附近建筑物的密集程度和重要程度进行区。

如果按照上述原则，对管道进行逐级的区段划分，必然能使后续的管道风险评价达到一个理想的准确程度。但是，这种精细的区段划分很大程度上提高了数据搜集、处理、更新的成本。

根据埋地钢质管道风险评价方法（GB/T27152 -2011）对管道进行划分，选取上表中的哪一条或者几条作为分段依据，需要评价者根据管线沿线情况进行综合的分析后决定，这些依据的选取需要依靠评价者对管线沿线情况的掌握、从事相关工作的经验以及个人对管道区域划分的偏好等。管段划分依据选取完成后，要根据这些依据逐级地对管道进行分段。区域划分原则中只给出了划分依据的方向，没有给出确切的划分界限，如何设定具体的分段范围、界限依旧取决于评价者的主观意识。逐级分段完成后，还要根据实际情况，综合考量分段数、期望精度和数据成本适当的进行增减。直到获得一个有成本效益的分段。可见，管道区段划分的每一步地进行都掺杂着评价者基于对管道沿线情况认识程度的主观看法。

1.3.2 管道分段举例

某东西走向输气管道长180 km，沿途经历风沙区、山区、平原区三大地貌，且管道中间段黄土山地与河谷地带交错，地貌复杂。自管线起点至120 km处埋深为1.5 m，其余埋深1.2 m。管线前100 km采用直径720 mm、壁厚16 mm的直缝埋弧焊管，材质为X65钢，管龄3 a。后80 km采用直径610 mm壁厚12.5 mm的直缝埋弧焊管，材质为X60钢，管龄4 a。全线采用普通级黑色三层 PE 防腐层，总厚度为2.5 mm，穿跨越段管线采用加强级黑色三层PE 防腐层，总厚度为3.2 mm。管道沿线压力呈线性平缓降低。

参照埋地钢质管道风险评价方法（GB/T27152 -2011）给出的管道区段划分原则及相关依据，选取地貌、土质、管径、埋深、地区等级等11条属性对管道进行逐级划分，分段方案如表1。

2 管道分段优化方向

无论选择何种方法对管道进行分段，得到的分段方案均不是单一的，评价者的主观意识对管道分段的每一步都有着不小的影响。但是也不难看出，从随机分段到KENT法给出的分段原则再到埋地钢质管道风险评价方法（GB/T27152-2011）中列出的分段依据，管道分段方法在逐步地发展进步，正在不断地用客观的数据来代替评价者的主观意识，从而提高管道风险评价的准确性。尽管如此，以上提到的几种管道分段方法还是存在着一些不足，需要我们继续完善。笔者认为可以从以下几个方面着手优化管道分段方法。

2.1 多种分段方法结合

针对一条管道上不同区域的不同特点，可以采用几种分段方法相结合的方式简化管道分段，提高后续风险评价准确性，保证管道分段的成本效益。以表1管道分段为例，图中管段35-39均处于平原区，土质相同，期间不存在穿跨越，二级地区三级地区交错且三级地区均相对较短。如果需根据需要对表1所示的分段方案进行简化可以考虑将35-39管段合并后利用区域内的站场阀室重新分段。当然，前者的分段方案更为精确。

2.2 利用数学理论

结合一些现有的数学理论，改进分段方法，减小主观性的影响。将管道分段的原则、依据等转化为数学语言，带入适用的数学模型，计算结果能更为直观的显示管道分段的趋向。模糊聚类法［5］，灰色关联度，层次分析法等这些数学理论的引入均给管道风险评价带来了可喜的突破。

表1 管道分段数据Table 1 Data of pipeline section division

2.3 多种方案整合

邀请多位专家学者对管道进行分段，对多个方案进行分析比对，综合多位专家的意见，很大程度上减少某一位专家的个人偏好对分段结果的影响。

2.4 结合动态地图

与地理信息系统相结合，将与分段依据相关的管道信息展现在动态地图上，对所有可能的分段点进行标记，有助于直观地对管道进行划分。

2.5 融入管道设计

针对未建或正在建设中的管道，从管道设计建设阶段就融入风险评价的思想，将管道分段作为管道设计、建设的一个参考因素。由于风险评价引入较晚，风险管理的意识不够，我国很多早期建成投产的管道都在一定程度上存在相关数据缺失的问题，为后来的风险评价数据搜集、整理、分析带来了很大难度。对于未建和正在建设中的管道，相关机构应当考虑到管道风险评价这一问题，在设计建设阶段就予以一定重视。

3 结 论

1995年潘家华对风险管理手册进行了详细的介绍，将对管道进行风险评价的概念引进了我国［6-8］。随着管道系统的不断发展、壮大，安全平稳运行显得越来越重要，对管道进行风险评价恰好可以实现这一目的。随着管道风险评价的引入和发展，改良风险评价方法，使其准确性更高、实用性更广的脚步从未停止过。与风险现价中的打分系统一样，管道区段划分我同样受到评价者主观意识的影响。然而相较于打分系统，管道区段划分这一重要步骤往往被忽视。更为客观合理的管道区段划分在一定程度上可以提高管道风险评价的准确程度。

［1］杨祖佩，王维斌.油气管道完整性管理体系研究进展[J].油气储运，2006，25(8)：7-11.

［2］W.Kent.muhlbauer.Pipeline Risk Management Manual[M] .北京：中国石化出版社，2005.

［3］章博.高含硫天然气集输管道腐蚀与泄漏定量风险研究[D] .中国石油大学（华东），2010.

［4］GB/T27152-2011 埋地钢质管道风险评价方法[S].

［5］李大全,等.模糊聚类法在油气管道风险评价管段划分中的应用[J].天然气工业，2012，32(7)：63-67.

［6］潘家华.油气管道的风险分析(待续) [J] .油气储运，1995，14(3):11- 15.

［7］潘家华.油气管道的风险分析(续一) [J] .油气储运，1995，14(4):1-7.

［8］潘家华.油气管道的风险分析(续完) [J] .油气储运，1995，14(5):3-10.

Some Improvement Recommendations for Pipeline Section Division in Risk Assessment

SHAO Ling1, CAI Wei2, YANG Ying3, HAN Ying4
（1. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China; 2. China Petroleum First Construction Corporation, Henan Luoyang 471000, China; 3. CNOOC Marketing Huizhou Co.Ltd., Guangdong Huizhou 516003, China; 4. Dalian Jinzhou China-gas City Gas Development Co., Ltd., Liaoning Dalian 116000, China）

Several methods and principles of pipeline section division were introduced. Through comparison of these methods, their application scope was determined. These methods have different division principles, but these division principles lack the clear boundaries. So how to select pipeline section division method usually depends on the evaluators' understanding about the pipe and the surrounding, and personal preference. Through analysis of above several methods, five suggestions about improving pipeline section division methods were put forward. And more suitable pipeline segmentation scheme was obtained, which could help to improve the accuracy of the subsequent risk assessment and improve the pipeline risk assessment system.

Pipeline section division; Dividing principle; Risk assessment; Integrity management

TE 88；X 937

A

1671-0460（2014）12-2682-03

2014-07-02

邵玲（1987-），女，辽宁葫芦岛人，硕士研究生，2010年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业，研究方向：油气储运安全技术。E-mail：68680525@qq.com。