基于失效库的在役天然气长输管道定量风险评价技术研究

吴平容 邱玮

摘要：我国的天然气长输管道可达4.8万公里，但是在天然气迅速发展的时候往往会造成一些问题的发生，其中安全问题一直是大家所关心的问题，管道公司对事故的预测能力可以很好的预防事故的发生，通过对天然气长输管道定量风险评价技术的研究就可以帮助管道企业提升预测风险能力，只有这样才能够最大限度的减少事故的发生和减少经济损失，所以对在役天然气长输管道定量风险评价技术的研究非常有必要。

关键词：长输管道;定量风险评价;技术研究

通过管道来运输天然气是一种比较安全的输送方式，但是由于各种人为因素、材料自身因素和自然环境的因素导致管道的失效时间比较短，所以往往会发生一些失效事故，并且天然气本身就是一种易燃易爆品，一旦发生管道失效事故就会对人体和环境造成一定的危害性，虽然管道公司已经做出相关的维护措施，但是还是有一些意外因素出现，造成天然气管道失效。

风险评价技术对于天然气管理来讲是一种非常重要的管理技术，一些发达国家已经通过该技术获得了更多的经济效益和社会效益，所以我国也应该借鉴国外现有的技术来研究和制定适合我国的天然气长输管道定量风险评价技术，以便能够帮助我国的管道维护和管理，并且可以运用到新管道的设计和路线研究中去，对我国天然气管道建设非常有帮助。

1 定量风险分析

风险评价技术最早开始于美国的核电厂分析，随着该技术的不断发展和研究逐渐运用到化学工业和天然气管道输送等方面。每个行业对于风险评价技术的运用都不会相同，所以对天然气长输管道定量风险评价技术应该借鉴其他行业的相关数据，来制定适合自己的风险评价技术。

在天然气管道运行的过程中往往会出现管道失效的情况，之所以出现管道失效主要分为三种情况其中包含：穿孔、泄漏、断裂等方面。通过对国外的天然气管道失效数据可以发现在天然气事故中：断裂占1%-8%，穿孔占15%-35%，泄漏占40%-80%。其中发现造成这些管道失效的原因就是由于管道腐蚀、材料本身的原因、自然因素、施工单位的设计因素、第三方破坏等，最主要的原因就管道腐蚀和第三方破坏所造成的。

2 风险评价方法及内容

定性评价方法、定量评价方法和半定量评价方法是主要的三种风险评价方法。其中定量风险评价技术主要是利用概率法、断裂力学，有限元方法、可靠性和维修技术以及强度理论，对天然气管道进行风险分析;定性评价方法相对来讲比较简单，容易使用，但是很难依靠结果来说服群众和有关部门;而半定量评价技术不适合于天然气管道的风险评价所以没有进行过多的介绍。

2.1系统定义

天然气管道的风险评价技术与其他装置的评价技术并不相同，因为在天然气的整个管道上并不会有相同的危险性，因为天然气管道比较长，每段所发生的风险都不会相同，所以就需要指定一种天然气管道进行风险分析，在进行风险评价技术之前一定要收集各种对天然气管道的影响因素，比如，管道设计、运行状态、管道内外部的涂层、土壤性质、管道的腐蚀情况、管道防腐层的现状等因素。

2.2危险识别

危险识别的用途就是用来总结当管道失效后对当地所造成的影响，其中包含对居民、环境等的危害。造成危险的主要来源就是天然气管道在长期使用后因为腐蚀、地心引力对管道所造成的伤害，比如，管道破裂和泄漏。管道公司一定要利用现有的工程经验进行风险评价技术分析，进一步对各种危险因素进行分析，列出不同的风险概率值。常见的方法主要包含：失效模式、影响分析、危急分析等，选择较大的风险来源进行修正和防护，危险出现后对居民的人身安全和自然环境造成影响，所以相关单位一定要把危险识别做的更加全面，这样才能尽可能的避免风险事故的发生，如果危险识别做的不够全面就造成管道公司把精力浪费在没有用处的地方，这样就大大降低了管道的安全性。

2.3风险分析

在风险分析中主要包含失效概率计算和失效后果计算。其中失效概率计算的方法主要有统计法和解析法，统计法主要是收集一些历史性的失效数据进行风险分析，然后得出某种危险在以往中所发生的频率，并且通过该数据得出频率预测将来所发生的危险;解析法不能能够很好的解释天然气管道的风险，所以解析法不能计算天然气的失效概率，因此只能用统计法来计算天然气的失效概率。

失效后果计算。当天然气管道由于某种原因而导致泄漏和爆炸后所产生的后果可以利用事件树来进行分析。天然气出现泄漏首先要考虑的就是对人体的伤害，其次是对环境的危害。对人体的伤害又可分为短期伤害、长期伤害、死亡或者对人体表面的伤害，比如烧伤和呼吸问题。对环境的危害主要分为对大自然生态系统的危害，比如影响水资源，破坏地质环境和污染空气等。

2.4风险计算与评价

对于各种风险给天然气管道所造成影响，一般的失效概率为一年一个周期，这样才能更好的保护天然气管道，天然气管道定量风险设计应该注重在管道失效时总概率，在计算过程中不要忽略任何一种失效概率，但是也不能重复该失效概率，在不同天气、不同環境的条件下进行失效概率计算，只要这样才能更加完善管道失效的总概率，在此次过程中计算数据会非常多，并且比较复杂，需要借助计算机来计算。

风险主要的表现形式主要分为社会风险和个体风险，个体风险主要是当危险发生时天然气管道周围个体的死亡率和损害，这种个体风险主要依靠危险发生的位置，所以当天然气管道离个体的距离越大，那么个体风险就会越小。社会风险是天然气管道对社会的影响和整体的死亡人数，所以社会风险和人口密集程度有关，当天然气管道离开人口密集的地方，那么社会风险就会为零。

3 结束语

通过对我国天然气长输管道的特点分析管道风险因素，建立数据模型数据，把不同的失效模式进行分析后会得出相关的失效危害，最后提出了适合我国天然气风险研究后果措施，调整天然气长输管道的管理措施，可以帮助管道公司更好的维护天然气管道，并且可以预测各种因素对天然气管道的影响，进而及时进行维护和修补，预防天然气事故的发生。

参考文献：

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