管道风险评价案例分析

1.管道概况

有一天然气管道，已运行十余年，要求对该管道的相对风险进行评价。

管道概况：该管道直径为152.4mm，壁厚为6.35mm，经检测知实际最小壁厚为5.842mm，材质为API5L等级B，SMYS为241MPa，最大操作压力MAOP为10MPa，全线长5.2km，埋深914mm，但其中61m为浅滩，埋深762mm，管道有1.6km经过人口稠密地区，沿线居民个别的经过“管道保护法”的教育，与输气管道沿线管理单位关系尚可，沿管道有专人巡线，每周四次，有一个干线截断阀，距公路200m处有明显标志，操作人员均经过培训，其他有关情况在各项评价时再行收集。

2．关于“第三方损害”因素的评定

该项评分共分六个方面，分别评价如下。

(1)最小埋深评分（非可变因素）

按照式(3-4)，最小埋深评分=13.1×最小埋深量=13.1×0.762=9.98=10分，取10分（非可变因素）。

(2)活动水平评分（非可变因素）

因有部分管段经过人烟稠密区，全线3.2km长均按该评价段最严重的情况考虑，即按高活动区考虑，所以，活动水平评分=0分（非可变因素）

(3)管道地上设备评分（非可变因素）

全线地上设备只有一个干线截断阀，且离公路60m以外，有明显标志，取管道地上设备评分=6分（非可变因素）

(4)公众教育评分（可变因素）

根据所介绍的情况，公众教育评分=10分（可变因素）

(5)线路状况评分（可变冈素）

据了解沿管道所经之处有明显标志，故线路状况评分=5分（可变因素）

(6)巡线频率评分（可变冈素）

每周巡线4次，按规定可取12分，故巡线频率评分=12分（可变因素）

综合以上六个方面可得第二二方损害评分为：

10+0+6+10+5+12=43分，其中可变因素为10+5+12=27分，非可变因素为10+0+6=16分

3．关于“腐蚀原因”损害因素的评定

忽略大气腐蚀，腐蚀因素分别按内腐蚀及外腐蚀评分。

(1)内腐性

输送介质97%为甲烷，输送前经脱硫等腐蚀介质的处理，故输送介质是纯净的，但对处理设备无监控系统，故存在因处理设备故障而有腐蚀物暂时混入管内的可能，按此情况处理，则介质腐蚀评分=7分（非可变因素）；

管道无内涂层及其他防腐手段，故内保护层及其他措施评分=0分（可变因素）；

内腐蚀评分=7+0=7分（非可变因素）。

(2)外腐蚀

1)阴极保护（可变因素）。

设计取“良”为6分：

检查每季度至少一次，小于6个月，按规定取10分；

阴极保护评分=6+10=16分（可变因素）。

2)涂层状况评分。

按以下四个方面评分：

涂层种类评分采用FBE，按规定为6-8分，取中间值7分；

涂层的施工质量评分，取中等为3分：

缺陷的修补评分，取良为3分；

所以，涂层状况评分为7+3+3+3=16分（可变因素）。

3）土壤腐蚀性评分（非可变因素）。

土壤湿度大，低电阻率，按规定取土壤腐蚀性评分=0分。

4）使用年限评分（非可变因素）。

使用年限在10～20年之间，按规定，使用年限评分=0（非可变因素）。

5）其他金属埋设物评分（非可变因素）。

无其他金属埋设物，按规定，其他金属埋设物评分=4分（非可变因素）。

6）电流干扰评分（非可变因素）。

据调查，与管道相距300m处有高压电缆，与管道平行46m，然后远离，则电流干扰评分=0（非可变因素）。

7）应力腐蚀评分（非可变因素）。

MAOP=10MPa，实际操作压力为6.5MPa；

实际操作压力为MAOP的65%。管道无内腐蚀，但外腐蚀较强，综合考虑，取腐蚀环境为“中”，应力腐蚀评分=2分；

由以上分析得到外腐蚀评分为：16+16+0+0+4+0+2=38分；

腐蚀因素评分为：内腐性+外腐蚀=7+38=45分，其中可变因素：16+16=32分，非可变因素：7+0+0+4+0+2=13分。

4.关于“设计原因”破坏因素的评定

设计因素分别按以下六方面进行评分。

（1）钢管安全因素评分

该管道设计选用壁厚为6.35mm，经检测知实际最小壁厚为5.842mm。计算钢管厚度可按下式进行：

式中 D——直径，D=152.4mm；(www.xing528.com)

P₀——设计压力，即MAOP，此处P₀=10MPa；

[σ]=0.72×SMYS=0.72×241=173.52MPa。

将已知数据带入上式（3-4）：

查表3-24得，钢管安全因素评分=9分（非可变因素）。

（2）系统安全因素评分

据调查得知该管道实际操作压力P=6.46MPa，MAOP=10MPa，所以y=MAOP/P=10/6.46=1.55；

查表3-25得，系统安全因素评分=12分（非可变因素）。

（3）疲劳因素评分

据调查，每年有12次实际操作压力波动在6.46MPa到7.54MPa之间，即P_K=7.54MPa，则

Z=（P_K-P）/P=（7.54-6.46）/6.46=0.167

查表3-26得，疲劳因素评分=12分（可变因素）。

（4）水击可能性评分

据了解，该管道有产生水击可能，但有水击保护措施，属低可能性，按规定可取5分，即水击可能性评分=5分（可变因素）。

（5）压力试验状况评分

据调查该管道压力试验压力为15MPa，查知H=试验压力/MAOP=15/10=1.5>1.4，则压力试验评分=15分（可变因素）。

（6）土壤移动状况评分

据了解该管道所经地段土壤可能有移动，但不经常，按土壤移动可能性为中等考虑，查表3-29得，土壤移动状况评分=2分（非可变因素）。

综上可得，设计因素评分为：9+12+12+5+15+2=55分，其中可变因素为：12+5+15=32分，非可变因素为：9+12+2=23分。

5.关于“操作原因”破坏因素的评定

按以下四个方面分别评分。

（l）设计误操作因素评分

据了解，该管道的设计部门有充分的进行该项设计的经验，但无整体的第三方监督，按“中”与“良”之间考虑，取设计误操作因素评分=15分（可变因素）。

（2）施工误操作因素评分

该施工部门有充分的进行该项工程施工的能力，但只有部分项目有第三方监督，按“中”与“良”之间考虑，取施工误操作因素评分=10分（可变因素）。

（3）运营误操作因素评分

据了解该管道的操作规章制度基本完善，但工人未经过严格培训，按“中”、“良”之间考虑，取运营误操作评分=14分（可变因素）。

（4）维护误操作因素评分

综合考虑文件检查、计划检查、规程检查三方面因素，取维护误操作因素评分=6分（可变因素）。

综上计算可知：

操作原因破坏因素评分为：15+10+14+6=45分，其中可变因素为：15+10+14+6=45分非可变因素为：0分。

综上所述可求出指数和，见表3-51。

表3-51 例题中的指数和

（续）

6.求取介质危险分值

介质危险分由可燃性（N_f）、活化性（N_r）、毒性（N_h）以及长期危险性（RQ）四方面因素来评定，以上四个方面均取决于介质的性质。

该管道输送介质为甲烷，查表3-32可求出N_f、N_r、N_h及RQ的数值：N_f=4，N_r=0，N_h=1，RQ=2，则介质危险分=4+0+1+2=7分。

7.求取影响系数

影响系数取决于泄漏分及人口状况分。泄漏分又取决于泄漏物分子量的大小及泄漏率，即10min内泄漏的重量。

甲烷分子量=16；

据专家估计该评价管道10min内的泄漏量可达230000kg，查表可求出泄漏分为3分；

根据管道实际情况，并查表，确认该管道为DOT地区分类法的3类地区，查表可知，人口状况分为3分，因此得出：影响系数=泄漏分/人口状况分=3/3=1。

8.求取泄漏冲击指数

由式（3-3）可知：

泄漏影响系数=介质危险分/影响系数=7/1=7分。

9.求取相对风险数

由式（3-1）知：

相对风险数=指数和/泄漏影响系数=188/7=26.857=27分。

在相对风险中，可变因素为：136/7=19.5分；非可变因素为：52/7=7.5分。亦即在相对风险中可变因素约占72%，非可变因素约占28%。

由以上计算看出，为提高该段管道的相对风险数，亦即减少危险，增加安全性和可靠性，要在可变因素方面下工夫，而且还有很大潜力，但改变可变因素的具体方案，还要通过经济及技术评价后确定。