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管道研究

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半定量风险评价法在原油管道的应用实践及差异性分析

来源:《管道保护》杂志 作者:赵永杰 王磊 刘涛 时间:2019-1-16 阅读:

陕西延长石油(集团)管道运输公司



1 管道概况

2017年8月,吴起—延炼(吴—延)原油输送管道被确定为国家能源局完整性管理“推先”试点管道,管道全长322.7公里,全线敷设于陕西省延安市境内,沿线途径黄土梁峁、黄土塬、河谷阶地等多样黄土高原地形地貌。


2 风险评价

2.1 评价方法

管道风险评价按照结果的量化程度分为定性、半定量和定量三种类型。定性评价方法的评价结果为风险等级划分或定性描述。半定量风险评价方法是指标体系法,结果为一相对数值,无量纲,用数值大小表示风险的相对高低。定量风险评价方法的评价结果是具有实际意义的数值,有量纲,用其绝对大小表示风险的高低。 延长石油管道公司根据评价目的、管道现状、评价投入等因素采取半定量风险评价法开展长输管道风险评价。

2.2 评价流程

风险评价详细流程见图 1。

2.3 危害因素识别

从管道失效历史失效原因总结分析管道常见危害因素,包括与时间相关、固有因素和与时间无关三大类。将管道失效可能性指标归纳为第三方损坏、腐蚀、制造与施工缺陷、误操作、地质灾害五大类主要 危害因素(表 1)。失效后果考虑介质危害性、受体对象(人口密集、敏感环境、特殊地区)、泄露量以及维修难易程度。

2.4 数据采集

按照GB 32167-2015《油气输送管道完整性管理规范》第7.3要求,开展数据收集工作。一是资料搜集,收集管道可研阶段、设计阶段、建设期以及项目竣工相关基础资料,整理吴—延管道投产以来各输油站、巡护队生产运行资料。二是现场踏勘,使用无人机航拍技术,吴—延管道地质灾害专业调查,收集管道沿线地理环境信息、管道敷设路由、管道运行管理现状。三是检测数据,完成吴—延管道内检测、外检测数据与管道设施、周边环境数据对齐,数据恢复以及部分数据合理性假设。四是咨询访问,通过与输油站员工、线路管理人员、沿线群众等多方咨询访问与讨论交流,掌握了吴—延管道大量生产运行管理信息。全方位的数据和信息收集,为建立风险评价指标体系奠定了坚实的数据基础。

2.5 指标体系

肯特半定量风险评价法给第三方损坏、腐蚀、误操作、设计4个指标平均赋值100分,默认各指标权重相同,对管道的风险影响相同,这与管道实际情况不符。为此,公司结合自身管道特点,优化肯特指标体系,客观调整指标权重,制定了适用于延长石油管道的风险评价技术规范。一是调整难以收集数据、可操作性差的指标权重。二是删除肯特法中不适用的指标、同时增加缺少的指标。三是增加了高后果区在失效后果指标中的权重。四是考虑到管道腐蚀失效事件占比较多,对腐蚀因素指标权重进行了优化调整。五是结合陕北黄土高原地貌特征,增加了地质灾害指标,并对地质灾害指标中管道敷设方式、地形地貌、人类作业等子因素进行了详细描述。六是利用计算机系统实现指标数据关联,采用风险评价软件根据特征属性沿管道里程变化进行动态分段,全面反映管道风险的沿线变化情况。

2.6 评价系统

应用PipelineRisk管道风险评价系统(图 2)可完成五大类风险因素、 70多个风险影响指标的分析计算。根据计算及分析结果编制风险评价报告,用直观的图表数据和详细的评价报告清晰地反映被评价管道的风险现状。

PipelineRisk管道风险计算公式如下:

式中, R—相对风险值; L—失效可能性; C—失效后果; k—失效原因(第三方损坏、腐蚀、制造与施工缺陷、误操作、地质灾害)。

其中Ck代表各自失效模式下的后果得分,与泄漏量、受体、扩散系数、产品危害有关。失效可能性的得分值越小表示越危险,后果得分值越大表示后果越严重,风险值越小表示风险越大。


3 风险结果

根据PipelineRisk软件计算结果(图 3),吴—延 管道干线的平均失效可能性为435,平均风险值为49.7。管道的主要风险为第三方损坏、腐蚀、地质灾害、制造与施工缺陷、误操作。其中,根据企业内部风险可接受准则,筛选风险管段,采用风险矩阵法将风险管段按照高、中、低排序,并针对性地提出了管理、检测与修复、地质灾害治理和其他风险消减建议措施。其中,依据风险评价结果和基于内检测的完整性评价结果,及时修复了管道本体缺陷50余处,防范治理地质灾害点8处,采取管理措施控制和消减风险20余项。


4 差异性分析

优化后的半定量风险评价方法经实践应用可以较好地反映管道风险现状,但该方法仍然具有局限性。

(1)数据收集,需要进行大量数据分析假设、独立性假设、相对性假设以及主观意识判定。

(2)风险计算采用求和加法的逻辑关系,失效可能性存在叠加遮蔽风险,不能凸显关键风险因素。

(3)该方法失效后果权重影响因子大,凡是后果严重的地段风险得分普遍较低,实际高后果区未必是高风险段。

(4)采用半定量风险评价方法计算的管道相对风险值,只能进行风险分级初筛,不能直接用于风险等级划分,行业内未有相关风险可接受准则。

(5)失效后果分析,泄露计算模型难于建立,泄漏量估算复杂、不够精确,可操作性差。

(6)失效后果未考虑财产损失、停输影响等不利因素。


5 结论与建议

优化的半定量风险评价方法在吴—延原油输送管道的应用实践,综合考虑了管输介质危险性、管道本体特征属性、管道周边环境、高后果区、管道内外检测、地质灾害以及管道日常运行管理等多方面因素,较为全面地反映了管道运行的风险水平。既给吴―延管道确定维修维护、缺陷修复、立项治理等风险管控项目投资优先次序提供了决策依据,又提高了投资费用分配的科学性和管道运行的安全性,同时验证了半定量风险评价方法的合理性、实用性和可操作性。针对方法的局限性,笔者提出以下建议。

(1)优化风险失效可能性、失效后果计算的逻辑关系,避免风险因素叠加遮蔽,凸显主要风险因素。

(2)国标和行业标准尽快出台管道半定量风险评价方法风险等级划分可接受准则指南,指导风险分级排序。

(3)建立长输管道泄漏模型,科学计算泄漏量。

(4)失效后果增加财产损失、停输影响等不利因素。



作者:赵永杰,男, 1990年生, 2013年毕业于中国石油大学(华东)过程装备与控制工程专业,助理工程师,现任职陕西延长石油(集团)管道运输公司安全环保质监部,从事管道高后果区识别与管理、管道风险评价及管道完整性管理工作。

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