影响油气输送管道安全问题与安全风险评价体系的构建

影响油气输送管道安全问题与安全风险评价体系的构建

杨新镇 王海涛 姜明

胜利油田分公司油气集输总厂管道巡护中心，山东 东营 257000

摘要：分析了影响油气输送管道安全运行的常见问题与原因，论述了油气输送管道安全风险评价体系的构建，以为油气输送管道安全高效运行提供可靠保证。

关键词：油气输送管道；安全问题；安全风险；评价体系

油气输送管道由于穿越地区广、地形复杂，在运行过程中容易产生腐蚀、破坏等各种各样因素的影响，对油气输送造成不必要的损失。因此，加强油气输送管道安全问题及原因分析，提出解决对策，对于维护和确保管道输送安全正常运行至关重要。

1影响油气输送管道安全运行的常见问题

1.1第三方破坏

第三方破坏表示非管道职工所作的对管道系统的任何损坏或活动，是外部干扰的主要形式。众多的管道事故中，外部干扰(主要指第三方破坏)占很大部分，在油气输送管道上打孔偷油偷气的事件屡有发生，有些造成重大事故。在一些偏远地区，由于线路标志和巡线等因素，发生农耕破坏管道的事故。在管道上方的违章构筑物，在管道上方进行违章施工，以及水流对管沟、管道的长期冲刷，管道附近土层的运移等都可能直接导致管线失效。管道上方车辆活动过频，或大型的地面设施使得管道负载过重造成失效。

1.2腐蚀

输送管道中因防腐层破损而引起管壁腐蚀减薄、穿孔泄漏。经分析，腐蚀包括外腐蚀和内腐蚀两个方面，外腐蚀主要影响因素是土壤腐蚀、大气腐蚀、防腐绝缘涂层失效、阴极保护失效等。内腐蚀主要由管输介质中的硫化物酸性介质引起。严重腐蚀将导致防腐绝缘涂层失效、管壁减薄、管线穿孔、甚至发生管线开裂。

1.3管材缺陷

大量的事故数据表明，管材缺陷是导致管道失效的重要因素，管材缺陷包括管材初始缺陷和安装缺陷。初始缺陷主要是由于管材制造加工、运输不当造成的，如管道薄厚不均、椭圆度差等。而安装缺陷是在管道的安装施工过程中形成，如防腐绝缘涂层质量差、焊接水平和焊接质量差。管材缺陷的存在将直接导致管线整体强度的降低，为管线腐蚀的发生提供条件，直接影响着管线运行的可靠性。

1.4误操作

在输送管道运行管理过程中，因为企业未按《特种设备安全监察条例》及相应技术规范的要求，建立相应企业管理制度，存在操作人员无证上岗并不能接受定期培训，加之部分员工责任心较低，导致误操作引起输送管道出现重大事故。

1.5疲劳与腐蚀开裂

管道在腐蚀环境、内部介质和管道占压物引发的拉应力或压应力联合作用下易产生腐蚀开裂；此外管道在承受交变载荷，如交变占压和介质冲击的情况下易产生疲劳开裂。

1.6自然灾害

自然灾害的发生直接对管道的破坏基本上都是毁坏性的。一旦自然灾害发生，都可能导致油气输送管道断裂，引发火灾、喷射物引起破坏等大型事故，不但造成巨大的经济损失，而且会严重污染环境。因此要加强对自然灾害的预测，并做好防备。

1.7凝管

高黏易凝原油管道中因油温过低等原因，使原油冷凝，管道不能输油，称为凝管，这是难以处理的重大事故。高黏易凝原油不能直接采用等温输送的方法，必须采用降凝、降黏措施。实际原油输送过程中采用的高黏易凝原油输送方法有多种，如加热输送，添加降凝剂输送，热处理输送，稀释输送，掺水降黏输送等。一旦某一环节出现问题就会导致原油管道特别是稠油管道发生凝管失效。

2影响油气输送管道安全运行问题的原因

油地关系、企业管理制度、人员责任感、法律法规建设、执法情况、居民素质及意识、公共教育程度、居民公共意识、泥沙含量及介质流速、运行年限、介质腐蚀速率、套管情况、操作规程、内防腐质量、阴极保护情况、地震、塌方、洪水、应力集中、残余应力、内应力、降凝剂用量、降粘剂用量、上游加热情况、清管频率、防蜡剂失效或用量、监理情况、埋深情况、外防腐施工质量、焊接缺陷、管沟施工、土层开挖、管材质量、土壤腐蚀速率、大气腐蚀速率、线路标识、介质含水量、硫化氢含量、缓蚀剂、防腐层检测结果、防腐层检测维修、跨沟外露、阀组处、防腐层破损、道路占压、管内压力、杂散电流、二氧化碳含量、氧含量、建筑物占压、稳压装置、介质粘度、设计情况都是导致油气输送管道产生安全问题的原因要素。

3构建油气输送管道安全风险评价体系

针对上述问题与原因分析，要通过构建油气输送管道安全风险评价体系，及时消除各类安全隐患，确保油气输送管道安全高效运行。

3.1风险评价体系的建立

油气输送管道安全风险评价体系主要是基于其安全影响因素以及风险评价的原理而建立的，体系应当具备相关性以及层次性，并且进行评价指标确定的时候需要有一定的依据。要想能保证评价的准确可靠，就必须使油气输送管道安全风险评价体系是具备合理性与科学性，才能够对管网的管理、运行进行高效的指导。评价体系建立的步骤主要包括了指标体系建立、评价体系建立等，详见图1所示。

影响因素分析。结合油气输送管道的实际情况，并考虑到上述的潜在危险以及有害因素进行较为详尽可靠的官网安全影响分析。

风险评价体系的初步建立。管网的风险相对多，在评价指标上可以大致分为三个方面：油气输送管道、人、环境，从这几点出发可以进行评价指标的选择。

指标体系的修正与完善。进行初步的指标选取以后，还需要进行修正与完善。指标是否可行需要根据实际情况进行判断。在实际应用中，可以对指标进行综合性的观察，包括其合理科学性，以及可操作性等。这一个环节需要进行反复的修正与完善，相对所需的时间更长。

3.2风险评价指标的选择

指标的选择对于风险评价体系而言是极为关键的环节，只有指标选取的合理、科学才能够有效保障评价体系的准确可靠性。评价指标的数目需要设置得合理，才能够有利于投入实际应用中，若指标数目过多，会增加工作的难度，延长工作时间；若指标数目过少，则不能够对管网进行全面的评价。在油气输送管道方面指标主要有运行参数及管道缺陷；在人方面指标主要有工作人员素质与管理制度；在环境方面指标可分为周边地面活动情况与自然环境两大类，自然环境又可分为地质条件与气象条件。

3.3层次分析法确定指标权重

层次分析既属于定性分析也是定量分析，为一种系统的分析方法，其主要是把较为复杂的系统划分为多个板块，并根据其之间的关系进行层级的建立，随后进行两两间的比较来确定哪一个因素更加关键，量化主观判断。本法只需要较少的信息，就可以对较为复杂的系统进行分析。并且此法的应用范围较广，计算也比较简单，在系统分析中有着关键的作用。

3.4利用灰色系统理论对油气输送管道安全风险进行评价

灰色系统理论的研究对象是灰色系统，其处在黑白两色系统之间，系统内部结构完全未知的就称之为黑色系统；反之，完全透明的称之为白色系统；而灰色系统则是系统结构部分已知、部分未知，其主要是因为缺乏信息而出现的系统内涵不确定，该理论能够通过不同的角度对问题进行描述，并能够对不确定的问题进行处理。当将该理论应用到评价中时，可以借助灰色数学进行不确定量的处理。对灰色系统展开深入研究时，主要在于将其模型化与白化的处理，在此阶段需要对已知的信息进行详尽的分析，从而获得系统变化的规律。该理论能够进行贫信息处理，需要的数据相对少，且最终评价结果较为准确。

油气管道若是保持长期不停运的状态，那势必会带来极大的风险与安全威胁。因此，需要进行定期的检查与维护，对于隐患做到早发现早排除，尤其是一些关键的部分，还需要加强控制，避免出现大规模波动。此外，还应当对工作人员进行安全生产培训工作，培养其较强安全意识，才能够对管道的安全、平稳工作提供有效保障。