霍文涛

湖北省天然气发展有限公司

摘要：为了实现对危害因素的全面识别、科学评价及量化控制，采用常用的风险评价方法——风险矩阵法对天然气管道风险进行评价。通过构建风险矩阵函数，从而制定出风险等级二维矩阵图和风险等级划分标准，对今后天然气管道风险的评价具有指导作用。针对天然气管道风险削减提出了几点措施。

关键词：危害因素；风险矩阵法；管道风险削减 

管道输送作为天然气运输的主要工具，正朝着大管径、高压力的方向发展，其安全问题始终是社会关注的焦点^[1]。为了有效预防管道事故，同时兼顾经济性方面的要求，管道风险评价技术在管道完整性管理中得到了重要的应用。所谓风险评价，即在风险识别和风险估测的基础上，对发生的概率、损失程度，结合其他因素进行全面考虑，评估发生风险的可能性及危害程度，并与公认的安全指标相比较，以衡量风险的程度，并决定是否需要采取相应措施的过程。

风险评价方法包括专家评价法、安全检查表法、风险矩阵法、指标体系法、场景模型评价法、概率评价法等，本文采用常用的风险评价方法——风险矩阵法对天然气管道风险进行评价。

1  风险矩阵法概念

风险矩阵方法出现于20世纪90年代中后期，由美国空军电子系统中心最先提出，并在美国军方武器系统研制项目的风险管理中得到广泛的推广应用。风险矩阵作为一种简单、易用的结构性风险管理方法，具有广泛适用性。

风险矩阵方法首先是识别出项目风险，然后评估风险潜在影响、计算风险发生概率、评定风险等级，根据风险等级实施降低风险的管理措施^[2]。此方法便于使用，能将风险很快划分为不同的重要性水平。风险重要性等级(Z)取决于风险影响程度(x)和风险发生概率(y)，其关系可以用函数表示为：Z=F(x,y)^[3-5]。

函数F可以采用矩阵形式表示，以要素x(x₁，x₂，…，x_m)和要素y(y₁,y₂,…,y_n)取值构建一个m×n阶矩阵，行列交叉处的Z值即为所确定的计算结果。根据方差理论，可得出Z与X、Y之间关系的函数表达式为：

                     （1）

式中m、n为概率系数。

该式可以反映出X、Y分别对Z的贡献，一般情况下可以各取0.5；有些情况认为风险影响度对风险重要性等级的贡献要大一些，故m取0.7，n取0.3 。

2  管道风险评价流程

管道风险评价流程如图1所示。

 

图1 管道风险评价流程

3  管道危害因素识别

3.1 外部因素

外部因素是天然气管道发生安全事故的原因之一。①自然与地质灾害：低温、雷击、暴雨或洪水、土体移动。②人为因素：误操作、故意破坏、建筑违章修建等。

3.2 腐蚀因素

天然气金属管道腐蚀是发生管道事故的主要因素。①输送介质的腐蚀：天然气本身含有的水分、二氧化碳及硫化氢对管道造成的内部腐蚀。②土壤腐蚀：土壤中存在的水分和盐分对管道造成的腐蚀。③应力腐蚀：金属与合金在拉应力以及特定介质的作用下产生的腐蚀开裂，因其突发性的特点容易引发灾难性的后果。

3.3 制管缺陷及与焊接/施工有关的因素

制管缺陷、焊接/施工不当引发的施工质量问题，关系着天然气管道的运行效果。①制管缺陷：管体焊缝缺陷、管体缺陷。②与焊缝/施工有关的因素：管道环焊缝缺陷、制造焊缝缺陷、褶皱弯管或屈曲、螺纹磨损/管子破损/接头失效。

4  管道风险矩阵的构建

管道风险矩阵由管道失效可能性、失效后果和风险的分级标准构成。其中将管道失效后果作为风险影响程度（x），一共分为五类：A、B、C、D、E，每一个类别的判别标准是从人员伤亡、经济损失、环境污染、停输影响四个方面进行考虑，相应的对A、B、C、D、E分别赋值为：1、2、3、4、5。具体划分细则如表1所示。

              表1 失效后果等级 

后果分类		后果描述
		A	B	C	D	E
人员伤亡		无或轻伤	重伤	死亡人数1～2人	死亡人数3～9	死亡人数≥10人
经济损失/万元	＜10		10～100	100～1000	1000～10000	＞10000
环境污染		无影响	轻微影响	区域影响	重大影响	大规模影响
停输影响		无影响	对生产重大影响	对上/下游公司重大影响	国内影响	国内重大或国际影响
赋值		1	2	3	4	5

将管道失效可能性作为风险发生概率(y)，也分为五类：高、较高、中、较低、低，并分别赋值为：5、4、3、2、1。具体划分细则，如表2所示。

表2 失效可能性等级

上述情况下，认为风险影响程度比风险发生概率对风险等级的重要性要大一些，因此，取m=0.7、n=0.3，，得出风险等级二维矩阵和风险等级划分标准，分别见表 3、表 4所示。

表3 风险等级二维矩阵

表4 风险等级划分标准

5  管道风险削减措施

5.1 强化生产管理

坚持“六防一治，一保三严”安全生产精细化管理。 “六防”即防泄漏、防腐蚀、防变形、防冻胀、防第三方损害和防地质伤害；“一治”即治理各种安全隐患；“一保”即保持管道系统自动检测保护与自动调节控制的高可靠性；“三严”即严格执行运行操作流程、严格执行生产作业与工程作业规程、严格执行维修维护规程。如此，保证生产运行安全、生产作业安全和生产现场安全，加大与上游协调力度，切实解决上游进气质与量的矛盾问题。

5.2提高管道本质安全水平

抓好第三方施工监督、线路巡护及地质灾害风险预防和监控。继续保持“零占压、零伤害”态势，防止第三方损坏管道。加强重点线路、重点区域的巡护，做好标志桩等标识的整治工作，遏制管道损坏风险。全面检测管道埋深及位置，准确掌握管道与光缆敷设交叉情况并尽快分批进行整治。

5.3 建立健全管道应急抢修体系

逐步完善抢修体系，在功能布局、力量配备和机具配置上优化组合，满足实际需要。抓好抢维修机具更新换代，加强抢维修队伍日常演练、培训，开展高风险事故应急演练，不断提高抢险实战能力及对突发事件的处置能力，提高管道安全的执行力。

5.4 强化天然气管道施工责任力度

采取有效措施，进一步提高天然气管道的安装及施工质量。加强施工质量的监管工作及对施工的问责力度。明确工作职责和工程质量要求，完善工程施工监理制度。根据工程质量要求，提高天然气管道施工人员的质量和安全意识。施工人员应当熟知相关材料、设施，以及施工环节的质量控制标准，确保天然气管道施工符合标准要求，消除天然气管道施工中的安全隐患，从而降低管道风险。

6  结语

保证天然气管道的低风险运行是各管道运营公司面临的重要任务，科学有效的天然气管道风险评价更是其核心内容。我国天然气行业应借鉴国际上风险评价技术的先进经验，结合国内管道实情，制定出适合自身的管道风险评价体系，实现对危害因素的全面识别、系统评价及量化控制，从而为企业风险的管理决策提供可靠依据。

参考文献：

  [1]郑登峰，蒋金生，王明勇.基于风险矩阵和LOPA的风险评价系统在油气管道的应用研究[J].2012,8(10):76-81.

  [2]盛瑞堂.运用风险矩阵方法开展食品安全风险监测与评估[J].首都食品与医药,2016,(08):17-19.

  [3]孙垦,蔡洪涛,杨崇豪.风险定量分析中风险矩阵的构建方法[J].华北水利水电学院学报,2011,(05):158-160.

  [4]朱启超,匡兴华,沈永平.风险矩阵方法与应用述评[J].中国工程科学,2003,(01):89-94.

  [5]张弢,慕德俊,任帅,姚磊.一种基于风险矩阵法的信息安全风险评估模型[J]. 计算机工程与应用,2010,(05):93-95. 

作者：霍文涛，男，1992年生，2016年毕业于长江大学油气储运工程专业，现就职于湖北省天然气发展有限公司，主要从事输气场站运行与管理方面工作。

《管道保护》2018年第3期（总第40期）