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油气长输管道定量风险评价-1--9-油气长输管道定量风险评价【摘要】管道风险评价普遍采用以Kent打分法为代表的定性方法笔者提出了一种新方法即定量风险评价(QRA)采用基于管道失效历史数据库和巳有成熟的数值模型进行管道失效概率分析和失效后果分析并以此方法在某输气管道上进行了验证最后得到管段的绝对风险和人口密集段的个人风险并进行了风险预剥。研究表明QRA受人员主观判断影响较小计算方法科学合理结果量化对进行检测与维护维修资源的分配具备很好的指导意义。【关键词】管道；定量风险评价法(QRA)；个人风险；失效历史数据库；完整性管理0引言油气长输管道是国家经济的大动脉直接服务沿线工业的生产和城市居民的普通生活。但管道又属于危险源一旦发生泄漏事故易燃易爆的高压介质快速扩散对沿线造成较大危害。如1999年美国华盛顿Beirut市一条成品油管道发生泄漏起火事故造成2人死亡大量油品泄漏环境严重污染；2022年美国加州的CarIsbad市一条天然气管道泄漏并爆炸造成12人死亡；2022年陕西榆林境内某输气管道发生泄漏紧急疏散方圆10km内人员造成恶劣影响。管道完整性管理是一种主动预防的管道管理方法是先进管道公司管理经验的总结提炼以被国际上众多管道公司所采用如著名的Enbridge管道公司、加拿大彩虹管道公司等。目前美国法规已经强制要求各管道公司必须对管道实行完整性管理而完整性管理的基础是管道的风险评价其主要目的是识别危害和管段风险排序以完成对管道检测、维护维修资源的科学决策。所以进行风险评价的研究开发有效的风险评价实施方法对保证管道完整性管理的实施保障油气管道的安全运转具备重大的意义。1管道风险评价现状及定量风险评价(QRA)简介管道风险评价按照最后结果的量化程度可以分为定性方法、定量方法两种。定性方法以W.KentMuhlbauer于1995年著的“管道风险管理手册”为代表简称Kent打分法至今已是第二版仍在世界上各管道公司广泛使用定量方法近几年才出现以QRA(QuantitativeRiskAnalysis)为典型代表国外管道公司一般也以定性方法为主对复杂项目和重点管段才采用QRA。国内管道风险评价基本上还处于起步阶段理论研究较多油气场站评价较多简单方法采用较多如故障树(FAT)的定性分析、作业条件危险性评价(LEC)等。为突破传统的定性评价方法也有一些研究结合了数学方法如模糊数学以实现定量的评价但基本还处于理论研究阶段无工业应用。QRA是一种纯定量的方法是目前管道风险评价的最新成果其结果一般是具体的数值且有量纲。QRA主要基于管道历史失效数据库进行通过将实际管道与失效数据库中的抽象管道对比并通过一些经验模型进行公式推导从而得到相应结果如绝对失效概率管段年千米经济损失等。QRA主要流程如图1所示。图1QRA流程图2ORA的主要技术ORA的主要技术有管道失效概率分析失效后果分析以及最后风险值的计算这几个过程与传统的Kent打分法不同的是不需要管道专家进行主观的定级判断基本是基于历史数据库和数值模型推导。下面将一一介绍。2.1管道失效概率分析影响管道安全的因素大抵可分为以下几类：1)腐蚀包括内腐蚀、外腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)。2)管体缺陷包括制管缺陷和施工期间造成的缺陷。3)第三方破坏。4)误操作。5)设备缺陷。6)自然与地质灾害包括滑坡、泥石流、崩塌、地表沉陷等。7)疲劳。有些管道应力腐蚀开裂和疲劳等问题并不存在或不严重可不考虑。QRA中在计算管道失效概率时将各类因素分别考虑以下式来计算：式中Fp——各原因引起管道失效的概率；Fg——通用失效概率。统计大量事故案例得到的管道平均失效概率；Ft——每种失效模式所占的比例各失效模式有管道小泄漏、大泄漏和破裂；Fa——修正系数。其中Fg和Ft是根据历史失效数据库得到的Fa是将管道的实际情况与历史库中管道实际情况对比得到的修正系数。欧洲和北美很多国家的一些组织和协会早在30年前就开始收集和统计工业事故失效案例并建立大型的历史失效数据库其中有名的管道失效数据库有AGAEGIG等一些公司也建有自己的历史失效数据库。欧洲石油公司公布了2022-0593年该公司输油管道失效概率具体数据如下表所示。通用失效概军表由于积累了大量的管道失效案例各个历史失效数据库的统计值相差不大一般不会超过一个数量级。各失效原因引起的管道失效模式所占比例Ft是不一样的例如：腐蚀引起的绝大部分失效为小泄漏；而地质灾害则有一半为管道破裂。美国联邦应急管理中心(FEMA)1999年公布的统计数据表明地震引起的管道失效模式为：80%的管道破裂20%的管道泄漏。历史失效数据库中统计得到的各失效概率是针对代表性的管道的如统计标明应力腐蚀开裂引起的管道失效概率为3×10-5其针对的代表性管道的属性如下：①管道年龄：20