基于GB/T 27512的城鎮(zhèn)地下天然氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的工程實(shí)踐

黃奕昶 楊博 康偉 黃琴

（1.上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院2.上海松江燃?xì)庥邢薰?.上海市燃?xì)鈾z測(cè)中心）

基于GB/T 27512的城鎮(zhèn)地下天然氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的工程實(shí)踐

黃奕昶*1楊博1康偉2黃琴3

（1.上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院2.上海松江燃?xì)庥邢薰?.上海市燃?xì)鈾z測(cè)中心）

對(duì)城鎮(zhèn)地下燃?xì)夤艿酪婪ㄩ_展全面檢驗(yàn)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)埋地管道缺陷和隱患的關(guān)鍵手段。根據(jù)國家規(guī)范要求，對(duì)地下燃?xì)夤艿缹?shí)施全面檢驗(yàn)前，需要對(duì)受檢管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。按照GB/T 27512的評(píng)估方法，對(duì)上海市某區(qū)地下燃?xì)夤艿肋M(jìn)行了全面檢驗(yàn)工作前的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，分析了管道的風(fēng)險(xiǎn)值，為后續(xù)的全面檢驗(yàn)工作提供了依據(jù)。

地下燃?xì)夤艿?風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 工程實(shí)踐 失效可能性 破壞因子 腐蝕 天然氣

0 概述

城鎮(zhèn)地下燃?xì)夤艿赖倪\(yùn)行狀況直接關(guān)系到城鎮(zhèn)的安全。近年來，城鎮(zhèn)內(nèi)作為輸送天然氣的埋地管道已逐漸地成為了保障城市運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”。然而，隨著城市的快速發(fā)展，地下管道建設(shè)規(guī)模不足、管道管理水平良莠不齊等問題凸顯，一些城市相繼發(fā)生大雨內(nèi)澇、管道泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴(yán)重影響了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和城市運(yùn)行秩序。因此，依法依規(guī)對(duì)這些地下天然氣管道開展檢驗(yàn)工作就變得尤為重要。

本文參照國家質(zhì)檢總局頒布的特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則——公用管道》和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27512—2011《埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法》[1]（以下簡(jiǎn)稱GB/T 27512）的要求，對(duì)上海市某地區(qū)的21 km城市地下天然氣管道開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，分析出該燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)值高低，并給出后續(xù)的檢驗(yàn)重點(diǎn)。

1 基于GB/T 27512的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[1]

按照GB/T 27512建立的埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)體系對(duì)本次受檢管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本評(píng)估方法是一種基于專家評(píng)分法的半定量評(píng)估方法[2]，最終評(píng)估得出的管道風(fēng)險(xiǎn)值＝失效可能性×失效后果，根據(jù)區(qū)段的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提出高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段的降險(xiǎn)措施。

1.1 失效可能性的評(píng)分方法

根據(jù)上面所述，最終評(píng)估得出的管道風(fēng)險(xiǎn)值為“失效可能性”和“失效后果”的乘積，因此，我們先對(duì)本次受檢管段進(jìn)行失效可能性計(jì)算。采用埋地鋼質(zhì)管道在用階段失效可能性評(píng)分通用模型，對(duì)該管道進(jìn)行失效可能性評(píng)分。通用模型包括影響管道失效可能性的所有因素，將這些因素組織為層狀結(jié)構(gòu)，并且提供各因素權(quán)重。

根據(jù)GB/T 27512的規(guī)定，失效可能性由以下四個(gè)因子組成：

（1）第三方破壞因子S1：主要影響因素有沿線人口密度、地面設(shè)施、施工活動(dòng)及交通繁忙狀況等。該項(xiàng)數(shù)據(jù)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)走線、檢測(cè)結(jié)果及檢測(cè)過程中向沿途居住人員咨詢的信息來確定的。

（2）腐蝕因子S2：主要由內(nèi)腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕構(gòu)成。

（3）設(shè)備（裝置）及操作因子S3：主要的影響因素有設(shè)備（裝置）功能和質(zhì)量、檢定維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程及其控制等。其中，各項(xiàng)評(píng)價(jià)得分是依據(jù)相關(guān)人員提供的信息，對(duì)資料信息不完全和不詳?shù)捻?xiàng)，選擇相對(duì)保守的分?jǐn)?shù)。

（4）本體安全因子S4：主要包括設(shè)計(jì)、制造、施工及地質(zhì)條件等相關(guān)內(nèi)容。該項(xiàng)評(píng)價(jià)得分是依據(jù)檢測(cè)獲得的信息和相關(guān)人員提供的信息來確定的，選擇相對(duì)保守的分?jǐn)?shù)。

將每個(gè)因子中的各個(gè)因素的得分相加，分別得到第三方破壞因子S1得分、腐蝕因子S2得分、設(shè)備（裝置）及操作因子S3得分、本體安全因子S4得分，然后按照下式即可計(jì)算出失效可能性總得分S，即S=100-(0.25S1+0.25S2+0.25S3+0.25S4)。

最終得到的失效可能性總分S的得分越高，即說明管線失效的可能性越大，得分越低則相反。如果出現(xiàn)缺陷不能通過安全評(píng)定等不能保證管道安全運(yùn)行的情況，則令S=100。

1.2 失效后果的評(píng)分方法

埋地鋼質(zhì)管道失效后果評(píng)分模型，即從介質(zhì)的短期危害性、介質(zhì)的最大泄漏量、介質(zhì)的擴(kuò)散性、人口密度、沿線環(huán)境、泄漏原因和供應(yīng)中斷對(duì)下游用戶的影響七個(gè)方面，對(duì)埋地鋼質(zhì)管道失效后果進(jìn)行半定量評(píng)分。

2 實(shí)例應(yīng)用

2.1 失效可能性的計(jì)算

根據(jù)上一章節(jié)的評(píng)分方法，依次對(duì)本次受檢管道的第三方破壞因子S1、腐蝕因子S2、設(shè)備（裝置）及操作因子S3、本體安全因子S4分別進(jìn)行計(jì)算評(píng)分，各個(gè)因子的取分方法參照GB/T 27512—2011進(jìn)行。

（1）第三方破壞因子S1的計(jì)算

如前所述，第三方破壞因子S1由不同的影響因素組成，因此需要分別計(jì)算各個(gè)因素的得分，得分結(jié)果詳見表1.1～表1.7。將表1.1～表1.7的計(jì)算結(jié)果相加，即得到第三方破壞因子S1的得分，如表1.8所示。

表1.1 地面活動(dòng)水平的評(píng)分

表1.2 埋深的評(píng)分

表1.4 占?jí)旱脑u(píng)分

表1.5 管道標(biāo)識(shí)的評(píng)分

表1.6 巡線的評(píng)分

表1.7 公眾教育的評(píng)分

表1.8 第三方破壞因子S1的得分

（2）腐蝕因子S2的計(jì)算

腐蝕因子S2分別由大氣腐蝕、內(nèi)腐蝕和土壤腐蝕三個(gè)因素組成，上述三個(gè)因素的得分結(jié)果詳見表2.1～表2.3。將表2.1～表2.3的計(jì)算結(jié)果相加，即得到腐蝕因子S2的得分，如表2.4所示。

表2.1 大氣腐蝕的評(píng)分

表2.2 輸送天然氣內(nèi)腐蝕的評(píng)分

表2.3 輸送天然氣土壤腐蝕的評(píng)分

表2.4 腐蝕的評(píng)分

（3）設(shè)備（裝置）及操作因子S3的計(jì)算

設(shè)備（裝置）及操作因子S3主要的影響因素有設(shè)備（裝置）功能和質(zhì)量、檢定維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程及其控制等。計(jì)算各個(gè)因素的得分，結(jié)果詳見表3.1～表3.6。將表3.1～表3.6的計(jì)算結(jié)果相加，即得到S3的得分，如表3.7所示。

表3.1 設(shè)備（裝置）功能及安全質(zhì)量的評(píng)分

（4）本體安全因子S4的計(jì)算

本體安全因子S4主要包括設(shè)計(jì)、制造、施工及地質(zhì)條件等相關(guān)內(nèi)容。計(jì)算各個(gè)因素的得分，結(jié)果詳見表4.1～表4.3。將表4.1～表4.3的計(jì)算結(jié)果相加，即得到S4的得分，如表4.4所示。

表3.2 設(shè)備（裝置）維護(hù)保養(yǎng)的評(píng)分

表3.3 設(shè)備（裝置）操作的評(píng)分

表3.4 人員培訓(xùn)和考核的評(píng)分

表3.5 安全管理制度的評(píng)分

表3.6 防錯(cuò)裝置的評(píng)分

表3.7 設(shè)備（裝置）及操作的評(píng)分

表4.1 設(shè)計(jì)施工控制的評(píng)分

表4.2 檢測(cè)及評(píng)價(jià)的評(píng)分

表4.3 自然災(zāi)害及其防范措施的評(píng)分

表4.4 管道本體安全質(zhì)量的評(píng)分

如前所述，失效可能性總得分S計(jì)算方法為：

由表1～表4分別得到S1～S4的得分。將各因子得分代入上式，即可得出失效可能性得分S=34.3。

2.2 失效后果的計(jì)算

失效后果得分為每個(gè)方面的得分之和。每個(gè)方面的得分為其下設(shè)的一個(gè)或多個(gè)評(píng)分項(xiàng)得分之和，下設(shè)子評(píng)分項(xiàng)的評(píng)分項(xiàng)的得分為其下設(shè)所有子評(píng)分項(xiàng)得分之和。從每個(gè)評(píng)分項(xiàng)或子評(píng)分項(xiàng)下設(shè)的各列項(xiàng)中單一選擇最接近實(shí)際情況的列項(xiàng)，從而確定該評(píng)分項(xiàng)或子評(píng)分項(xiàng)的得分。根據(jù)GB/T 27512，對(duì)本次受檢管道失效后果進(jìn)行計(jì)算，得到的結(jié)果如表5.1所示。

表5.1 失效后果得分

3 風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算及等級(jí)判定

根據(jù)前面所述，受檢管道的風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì)算公式為：風(fēng)險(xiǎn)值R=失效可能性S×失效后果C。由前述計(jì)算已經(jīng)得出失效可能性S為34.3、失效后果C為92，因此可得本次受檢管道的風(fēng)險(xiǎn)值R=34.3× 92=3156。

埋地管道的風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)等級(jí)劃分如下：

（1）低風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)等級(jí)：[0，3600)。

（2）中等風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)等級(jí)：[3600，7800)。

（3）較高風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)等級(jí)：[7800，12 600)。

（4）高風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)等級(jí)：[12 600，15 000]。

根據(jù)GB/T 27512的評(píng)估方法，本次受檢管段風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)等級(jí)為低風(fēng)險(xiǎn)。

4 總結(jié)

本次受檢管段風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)雖然為低風(fēng)險(xiǎn)，但是根據(jù)計(jì)算出的失效可能性結(jié)果來看，受檢管道的巡線頻率、巡線方式、外防腐層施工質(zhì)量及其全面檢驗(yàn)、陰極保護(hù)系統(tǒng)的年度檢查等因素得分較低，這些因素可能是造成今后管道失效的主要原因。因此，本次評(píng)估給出的檢驗(yàn)策略和重點(diǎn)是：

（1）檢測(cè)方法主要以外防腐層檢測(cè)為主，檢測(cè)重點(diǎn)位置為施工年代比較久、曾發(fā)生過事故路段的管段。

（2）對(duì)道路施工比較密集的路段進(jìn)行陰極保護(hù)有效性的重點(diǎn)檢測(cè)。

（3）對(duì)人口密集地區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)宏觀檢查。

依據(jù)上述評(píng)估給出的檢驗(yàn)策略和重點(diǎn)，又對(duì)受檢管道實(shí)施了具有針對(duì)性的全面檢驗(yàn)工作。通過后續(xù)檢驗(yàn)檢測(cè)，最終確定受檢管道存在問題如下：

（1）埋深不足、管道裸露在外，存在第三方破壞的安全隱患。

（2）經(jīng)非開挖外防腐層檢測(cè)后共發(fā)現(xiàn)250處外防腐層破損點(diǎn)，破損的最大尺寸為20 cm×15 cm，并且防腐層破損處已發(fā)生管道表面腐蝕現(xiàn)象。

（3）共發(fā)現(xiàn)8處測(cè)試樁存在不同程度的損壞或失效，主要體現(xiàn)出測(cè)試接線被盜或損壞等問題，已無法進(jìn)行管地電位測(cè)試，另有較多的犧牲陽極測(cè)試樁已被綠化或道路掩埋。

從最終的檢驗(yàn)結(jié)果來看，這種基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的埋地管道全面檢驗(yàn)方法，不僅對(duì)后續(xù)的檢驗(yàn)檢測(cè)工作具有指導(dǎo)性的意義，還有助于實(shí)現(xiàn)管道系統(tǒng)安全性與檢驗(yàn)經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，有效地提高檢驗(yàn)檢測(cè)的效率，更為管道使用單位大大地節(jié)省了檢驗(yàn)成本和時(shí)間。由此可見，這種基于風(fēng)險(xiǎn)的城鎮(zhèn)地下燃?xì)夤艿廊鏅z驗(yàn)方法具有很大的工程借鑒意義。

[1]中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)．GB/T 27512—2011埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[S]．

[2]儲(chǔ)小燕，沈士明．南京天然氣利用工程管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]．油氣儲(chǔ)運(yùn)，2005，24(3)：13-16．

Engineering Practice on Risk Assessment of Underground Gas Pipeline in City Based on GB/T 27512

Huang YichangYang BoKang WeiHuang Qin

The critical means to prevent the defects and the potential accidents are the overall inspection of the underground gas pipeline in the city.According to the requirements of the national codes,it is obligated to implement the risk assessment of the underground gas pipeline before the inspection.Thus,the risk assessment of the underground gas pipeline in Shanghai is carried out based on the GB/T 27512.Meanwhile,the risk vlaue of the pipeline that provides a basis for the follow-up work is analyzed.

Underground gas pipeline;Risk assessment;Engineering practice;Probability of failure;Damage factor;Corrosion;Natural gas

TQ 050.7

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2016.08.017

2015-12-15）

*黃奕昶，男，1984年生，碩士，工程師。上海市，200062。