風險評價中管道區(qū)段劃分的幾點改進建議

邵 玲，才 偉，楊 穎，韓 穎

（1. 遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001； 2. 中國石油天然氣第一建設公司，河南 洛陽 471000；3. 中海油銷售惠州有限責任公司， 廣東 惠州 516003； 4. 中國燃氣大連金州中燃城市燃氣發(fā)展有限公司，遼寧 大連116000）

風險評價中管道區(qū)段劃分的幾點改進建議

邵 玲1，才 偉2，楊 穎3，韓 穎4

（1. 遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001； 2. 中國石油天然氣第一建設公司，河南 洛陽 471000；3. 中海油銷售惠州有限責任公司， 廣東 惠州 516003； 4. 中國燃氣大連金州中燃城市燃氣發(fā)展有限公司，遼寧 大連116000）

簡述了幾種管道區(qū)段劃分的方法及原則。通過幾種分段方法的比較發(fā)現(xiàn)不同的分段方法適用于不同環(huán)境下的管道，這些方法均有給出不同的分段原則但都缺少清晰的界限，很大程度上依靠評價者對管道以及管道周邊情況的了解程度以及個人偏好來完成管道區(qū)段的劃分。通過前面幾種方法的分析舉例，提出5條改進管道區(qū)段劃分方法的建議。從消減管道分段中評價者主觀意識這一點出發(fā)，得出更為適用的管道分段方案，有助于提高后續(xù)風險評價的準確程度，從而完善管道風險評價體系。

管道區(qū)段劃分；分段原則；風險評價；完整性管理

隨著管道系統(tǒng)的不斷發(fā)展，管道完整性管理的普及勢在必行。管道風險評價作為管道完整性管理的重要組成部分一直被視為核心環(huán)節(jié)［1］。改良管道分段是優(yōu)化管道風險評價非常重要的一步。應用廣泛的半定量風險評價方法，所描述的風險程度都是相對的，那么產(chǎn)生比較的前提就是要對管道進行合理可行的分段處理。

1 管道分段方法

1.1 隨機分段

不考慮管道沿線情況變化的情況下，管道分段可以采取一種隨機的分段方式，利用管線沿線的站場、閥室和樁將管線分隔開。這種分段方法簡單快捷，參考管道沿線設施分布、管道長度就能輕松完成對管道區(qū)段的劃分。同時也缺乏科學依據(jù)，很可能在需要插入劃分點的位置沒有加以區(qū)分，在不需要插入劃分點的位置進行了機械的劃分，極有可能給后續(xù)的評價工作帶來很大困擾，同時也沒有起到控制成本的效果。例如，管道沿線上的一座站場將某一山區(qū)中孤立的村莊截為兩段，村莊相較于周邊環(huán)境屬于人口密度較高的地區(qū)，理應單獨劃為一段。

1.2 KENT法中的管段劃分

在經(jīng)典KENT法中有這樣的描述：最好的分段原則就是無論何處有重大的變化，都可以插入一個劃分點［2］。分段依據(jù)為管道沿線狀況的變化，如：人口密度、土壤狀況、包覆層狀況、管道使用年限，以及管道沿線各處構成風險因素發(fā)生的可能性大小等［3］。詳盡、周密的區(qū)段劃分必然會提高管道風險評價的準確性，但同時也增加了管道風險評價的成本。這就要求評價者在兩者之間進行權衡，選取最合適的管道分段方案，即能達到風險評價要求的準確度，又能在一定程度上控制成本。在對管道進行區(qū)段劃分時，某些情況下個別影響分段的原則是可以不考慮的。例如某條管道沿線的土壤腐蝕性沒有明顯的變化，那么可以忽略土壤腐蝕性這一影響因素。

KENT法中給出的管道分段原則具有很強的不確定性，根據(jù)評價者不同的主觀意識，即使是沿線情況相對簡單，長度適中的管線，也有可能出現(xiàn)多種不同的分段方案。一個分段方案，滿足風險評價要求的準確度，成本在可接受的范圍內，就可以被視為適用的分段方案。我們很難評說某一種分段方案相較于另一種好與不好。

1.3 埋地鋼質管道風險評價方法中的分段原則

1.3.1 分段原則描述

埋地鋼質管道風險評價方法（GB/T27152-2011）［4］規(guī)定，埋地鋼質管道風險評價流程分為以下幾步：(1)管道區(qū)段劃分；(2)對每一區(qū)段，確定失效可能性得分； (3)對每一區(qū)段，確定失效后果得分；(4)對每一區(qū)段，確定風險值；(5)對每一區(qū)段，確定風險等級；(6)對高風險區(qū)段，給出降低風險措施的建議。

可見，管道區(qū)段的劃分直接影響到后續(xù)評估的每一步。在埋地鋼質管道風險評價方法（GB/T27152 -2011）中給出了11條管道劃分原則，指導評價者根據(jù)各條原則逐級對管道進行分段［4］：

(1)按照管道壓力進行區(qū)段劃分；(2)按照管道規(guī)格進行區(qū)段劃分；(3)按照管道使用年數(shù)進行區(qū)段劃分；(4)按照管道輸送介質的腐蝕性進行區(qū)段劃分；(5)照管道沿線人口密度進行區(qū)段劃分；(6)照管道沿線土壤的腐蝕性進行區(qū)段劃分；(7)按照管道沿線雜散電流狀況進行區(qū)段劃分；(8)按照管道外覆蓋層狀況進行區(qū)段劃分；(9)按照管道陰極保護狀況進行區(qū)段劃分；(10)照管道沿線土壤工程地質條件進行區(qū)段劃分；(11)按照管道沿線附近建筑物的密集程度和重要程度進行區(qū)。

如果按照上述原則，對管道進行逐級的區(qū)段劃分，必然能使后續(xù)的管道風險評價達到一個理想的準確程度。但是，這種精細的區(qū)段劃分很大程度上提高了數(shù)據(jù)搜集、處理、更新的成本。

根據(jù)埋地鋼質管道風險評價方法（GB/T27152 -2011）對管道進行劃分，選取上表中的哪一條或者幾條作為分段依據(jù)，需要評價者根據(jù)管線沿線情況進行綜合的分析后決定，這些依據(jù)的選取需要依靠評價者對管線沿線情況的掌握、從事相關工作的經(jīng)驗以及個人對管道區(qū)域劃分的偏好等。管段劃分依據(jù)選取完成后，要根據(jù)這些依據(jù)逐級地對管道進行分段。區(qū)域劃分原則中只給出了劃分依據(jù)的方向，沒有給出確切的劃分界限，如何設定具體的分段范圍、界限依舊取決于評價者的主觀意識。逐級分段完成后，還要根據(jù)實際情況，綜合考量分段數(shù)、期望精度和數(shù)據(jù)成本適當?shù)倪M行增減。直到獲得一個有成本效益的分段。可見，管道區(qū)段劃分的每一步地進行都摻雜著評價者基于對管道沿線情況認識程度的主觀看法。

1.3.2 管道分段舉例

某東西走向輸氣管道長180 km，沿途經(jīng)歷風沙區(qū)、山區(qū)、平原區(qū)三大地貌，且管道中間段黃土山地與河谷地帶交錯，地貌復雜。自管線起點至120 km處埋深為1.5 m，其余埋深1.2 m。管線前100 km采用直徑720 mm、壁厚16 mm的直縫埋弧焊管，材質為X65鋼，管齡3 a。后80 km采用直徑610 mm壁厚12.5 mm的直縫埋弧焊管，材質為X60鋼，管齡4 a。全線采用普通級黑色三層 PE 防腐層，總厚度為2.5 mm，穿跨越段管線采用加強級黑色三層PE 防腐層，總厚度為3.2 mm。管道沿線壓力呈線性平緩降低。

參照埋地鋼質管道風險評價方法（GB/T27152 -2011）給出的管道區(qū)段劃分原則及相關依據(jù)，選取地貌、土質、管徑、埋深、地區(qū)等級等11條屬性對管道進行逐級劃分，分段方案如表1。

2 管道分段優(yōu)化方向

無論選擇何種方法對管道進行分段，得到的分段方案均不是單一的，評價者的主觀意識對管道分段的每一步都有著不小的影響。但是也不難看出，從隨機分段到KENT法給出的分段原則再到埋地鋼質管道風險評價方法（GB/T27152-2011）中列出的分段依據(jù)，管道分段方法在逐步地發(fā)展進步，正在不斷地用客觀的數(shù)據(jù)來代替評價者的主觀意識，從而提高管道風險評價的準確性。盡管如此，以上提到的幾種管道分段方法還是存在著一些不足，需要我們繼續(xù)完善。筆者認為可以從以下幾個方面著手優(yōu)化管道分段方法。

2.1 多種分段方法結合

針對一條管道上不同區(qū)域的不同特點，可以采用幾種分段方法相結合的方式簡化管道分段，提高后續(xù)風險評價準確性，保證管道分段的成本效益。以表1管道分段為例，圖中管段35-39均處于平原區(qū)，土質相同，期間不存在穿跨越，二級地區(qū)三級地區(qū)交錯且三級地區(qū)均相對較短。如果需根據(jù)需要對表1所示的分段方案進行簡化可以考慮將35-39管段合并后利用區(qū)域內的站場閥室重新分段。當然，前者的分段方案更為精確。

2.2 利用數(shù)學理論

結合一些現(xiàn)有的數(shù)學理論，改進分段方法，減小主觀性的影響。將管道分段的原則、依據(jù)等轉化為數(shù)學語言，帶入適用的數(shù)學模型，計算結果能更為直觀的顯示管道分段的趨向。模糊聚類法［5］，灰色關聯(lián)度，層次分析法等這些數(shù)學理論的引入均給管道風險評價帶來了可喜的突破。

表1 管道分段數(shù)據(jù)Table 1 Data of pipeline section division

2.3 多種方案整合

邀請多位專家學者對管道進行分段，對多個方案進行分析比對，綜合多位專家的意見，很大程度上減少某一位專家的個人偏好對分段結果的影響。

2.4 結合動態(tài)地圖

與地理信息系統(tǒng)相結合，將與分段依據(jù)相關的管道信息展現(xiàn)在動態(tài)地圖上，對所有可能的分段點進行標記，有助于直觀地對管道進行劃分。

2.5 融入管道設計

針對未建或正在建設中的管道，從管道設計建設階段就融入風險評價的思想，將管道分段作為管道設計、建設的一個參考因素。由于風險評價引入較晚，風險管理的意識不夠，我國很多早期建成投產(chǎn)的管道都在一定程度上存在相關數(shù)據(jù)缺失的問題，為后來的風險評價數(shù)據(jù)搜集、整理、分析帶來了很大難度。對于未建和正在建設中的管道，相關機構應當考慮到管道風險評價這一問題，在設計建設階段就予以一定重視。

3 結 論

1995年潘家華對風險管理手冊進行了詳細的介紹，將對管道進行風險評價的概念引進了我國［6-8］。隨著管道系統(tǒng)的不斷發(fā)展、壯大，安全平穩(wěn)運行顯得越來越重要，對管道進行風險評價恰好可以實現(xiàn)這一目的。隨著管道風險評價的引入和發(fā)展，改良風險評價方法，使其準確性更高、實用性更廣的腳步從未停止過。與風險現(xiàn)價中的打分系統(tǒng)一樣，管道區(qū)段劃分我同樣受到評價者主觀意識的影響。然而相較于打分系統(tǒng)，管道區(qū)段劃分這一重要步驟往往被忽視。更為客觀合理的管道區(qū)段劃分在一定程度上可以提高管道風險評價的準確程度。

［1］楊祖佩，王維斌.油氣管道完整性管理體系研究進展[J].油氣儲運，2006，25(8)：7-11.

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

［3］章博.高含硫天然氣集輸管道腐蝕與泄漏定量風險研究[D] .中國石油大學（華東），2010.

［4］GB/T27152-2011 埋地鋼質管道風險評價方法[S].

［5］李大全,等.模糊聚類法在油氣管道風險評價管段劃分中的應用[J].天然氣工業(yè)，2012，32(7)：63-67.

［6］潘家華.油氣管道的風險分析(待續(xù)) [J] .油氣儲運，1995，14(3):11- 15.

［7］潘家華.油氣管道的風險分析(續(xù)一) [J] .油氣儲運，1995，14(4):1-7.

［8］潘家華.油氣管道的風險分析(續(xù)完) [J] .油氣儲運，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，遼寧葫蘆島人，碩士研究生，2010年畢業(yè)于遼寧石油化工大學油氣儲運專業(yè)，研究方向：油氣儲運安全技術。E-mail：68680525@qq.com。