基于AHP的高壓燃氣管道失效分析

摘要： 高壓燃氣管道一旦發生失效，不僅泄漏量大，修復難度高，而且可能造成局部停氣，造成不良的社會影響。本文從可能導致高壓燃氣管道失效的原因出發，通過層次分析法對造成管道失效的原因進行排序，并以此作好相應的預防措施。

Abstract： Once the high pressure gas pipeline failure， its leakage is large， the repair difficulty is high and it may cause partial shutdown as well as result in adverse social impact. In this paper， the reasons for the failure of the pipeline are sorted by the analytic hierarchy process （AHP）， and the corresponding preventive measures are made.

關鍵詞： AHP；高壓燃氣管道；燃氣泄漏；風險分析

Key words： AHP；high-pressure gas pipeline；gas leakage；risk analysis

中圖分類號：X937 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0014-02

0 引言

安全是企業的生命線[1]。作為燃氣企業來說，高壓燃氣管道作為城市燃氣供氣的主動脈，一旦發生事故，不僅泄漏量大，修復難度高，還有可能造成局部停氣，造成不良的社會影響。因此，對高壓燃氣管道的可靠性和安全性的要求非常高[2]。因此，國內一些學者對燃氣管道失效發生泄漏的可能性及評價進行研究：俞樹榮等[5]利用模糊層次分析法將長輸管道的風險因素進行重要度排序，找出薄弱環節制定對應措施；楊振宏等[6]利用模糊綜合風險評價模型，并用AHP確定各指標的權重；劉江波等[7]利用層次分析法和灰色理論，建立灰色多層次的管道失效可能性的分析模型。

某市高壓燃氣管道2013年開始建設，2015年投入運營。該管道設計壓力為4.0MPa，運行壓力為3.6MPa，直徑711mm。全長60km，穿越農田、耕地、山地、公路、鐵路等，毗鄰住宅區。

1 管道失效原因分析

導致管道失效的原因很多。結合燃氣企業所處的地理環境及借鑒國內一些學者的研究成果[6]，總結高壓燃氣管道失效的因素如下：

1.1 第三方破壞

野蠻施工；最小埋深不足；管道上方活躍程度強烈；管道上方違建情況嚴重；管線標志不明顯；巡線頻次不足等均可導致第三方破壞。

1.2 管道腐蝕

電化學腐蝕，雜散電流腐蝕，化學腐蝕，微生物腐蝕等導致管道腐蝕而發生失效。

1.3 自然災害

地震，崩塌和滑坡，洪水，泥石流等導致燃氣泄漏。

1.4 管道缺陷及誤操作

管材缺陷，焊接缺陷，設備及附件缺陷，誤操作，維護操作缺陷等均能夠導致管道發生失效。

2 失效原因層次分析

2.1 構建層次分析模型

根據高壓燃氣管道泄漏事故可能產生的原因分析，建立如圖所示的層次分析圖。由圖1分析可知：

A=（B1，B2，B3，B4）

B1=（c1，c2，c3，c4，c5，c6）

B2=（c7，c8，c9，c10）

B3=（c11，c12，c13，c14）

B4=（c15，c16，c17，c18，c19）

2.2 指標權重計算

2.2.1 準則層指標權重計算

根據AHP計算步驟[7]，計算準則層的權重：

①構造判斷矩陣。

判斷矩陣的構建是根據決策目標中的決策因素間進行兩兩對比，得出一個因素比另一個因素對決策目標的影響程度。決策目標A的判斷矩陣見表1。

②計算隨機一致性比率。

根據判斷矩陣計算出最大特征值λmax=4.0847，查隨機一致性指標表可得RI=0.90，隨機一致性比率CR=CI/RI=（λmax-n）/[RI×（n-1）]=0.0314<0.1。

③計算指標權重。

2.3 綜合權重分析

從表2中可以看出：在準則層中，第三方破壞占管道失效的61.2%；在因素層中，野蠻施工占發生管道失效的21.2%，遠遠高于其他失效原因。因此，預防第三方破壞能夠有效避免高壓燃氣管道失效，需要企業加強內部管理，加強與外部的有效溝通。

3 結論

①本文采用AHP的判斷矩陣，分析各因素間的重要度，避免了因企業的地理環境不同、組織結構劃分不同、隸屬不同等帶來的不可重復性分析比較。該方法適用于不同類型的燃氣管網企業，具有針對性強的特點。

②企業可以組織專家對管失效的因素進行逐項打分，0分表示該因素絕對不會發生，100分表示該因素絕對發生。根據專家的每項打分并計算出該平均值，最終得到一個加權的綜合分數即為該管道的評價結果。綜合得分越低說明管道發生失效的概率也越低，越安全。

③利用AHP對高壓燃氣管道失效的原因進行排序，對高風險因素加強巡檢巡查力度，對低風險因素可適當減低巡檢巡查力度。

參考文獻：

[1]黃小忠，謝賢平.企業安全培訓存在的不足與對策措施[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2016（8）：6-7.

[2]Yafan Zhao，Mingda Song. Failure Analysis of a Natural Gas Pipeline[J]. Engineering Failure Analysis，2016.

[3]俞樹榮，楊慧來，李淑欣.基于模糊層次分析法的長輸管道風險分析[J].蘭州理工大學學報，2009（2）：58-61.

[4]楊振宏，王璨，胡世杰.基于AHP的城市燃氣管道安全模糊綜合評判體系研究[J].安全與環境學報，2013（2）：257-260.

[5]劉江波，史書朋，李莎，等.天然氣管道失效可能性灰色多層次分析[J].油氣田地面工程，2016（8）：111-114.

[6]羅自治，張傳濤，楊勇，等.國外管道失效原因分析及對我國管道管理建議[J].煤氣與熱力，2011，31（3）：71-74.

[7]黃小忠，謝賢平.基于Fuzzy-AHP在子公司安全考核分級中的應用[J].價值工程，2017，05：6-9.