城市埋地燃气管道风险安全评价模型及应用

针对城市埋地燃气管道的安全问题,以我国某城市为例,应用模糊数学语言对管道的失效效果及失效可能性进行评价,对其风险等级进行合理的划分。     

燃气管道失效概率评估方法研究

失效概率评估是燃气管道定量风险评估的关键内容之一。对基于专家估计的主观失效可能性评估方法和基于历史失效数据统计或强度理论的客观失效概率评估方法的优缺点进行了分析,提出了一种主观方法和客观方法相结合的失效概率评估方法。采用历史失效数据统计方法,计算燃气管道的平均失效概率;采用层次分析法,利用专家估计数据,求得管道失效可能性,并认为主观估计的中等可能性等于历史失效数据统计的平均失效概率,从而确定主观失效可能性和客观失效概率之间的关系式。以埋地钢质管道腐蚀失效为例,阐述了这种失效概率评估方法。采用主观估计法,求得任意情况下的管道失效可能性,利用主观可能性和客观概率之间的关系式,求出燃气管道的客观失效概率。     

腐蚀作用下城市埋地燃气管道的失效概率分析

失效概率确定是管道定量风险评价的核心内容。为此,针对城市燃气输配管道特点,通过建立管道失效概率模型,利用可靠性理论得出了腐蚀作用下城市埋地燃气管道失效概率随服役年限的变化情况,并对影响管道失效概率的随机参数进行了分析。结果表明:在管道投入运行初期,腐蚀对管道失效概率的影响较小,其余参数的相对影响随工作压力大小而变化,当工作压力小于2.5 MPa时,竖直荷载是影响城市埋地燃气管道失效概率的最主要因素;随着工作压力的增加,竖直荷载影响失效概率的重要性逐渐下降,材料屈服强度、管道壁厚的重要性逐渐增加,而工作压力的重要性显著增加;当工作压力达到4.0 MPa时,对管道失效概率影响较大的因素为材料屈服强度、工作压力、竖直荷载和管道壁厚等;随着管道服役年限的增加,腐蚀对失效概率的影响增大并逐渐占据主导地位,在管道运行后期,影响管道失效概率的主要参数是腐蚀指数、腐蚀乘子和工作压力。     

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城市埋地燃气（主要包括天然气、煤气）管网在运行中会受到复杂环境因素和人为因素的影响,如果发生失效,就会直接威胁着管道沿线附近人员生命和国家财产的安全,因此有必要对燃气管道进行可靠性分析。失效树分析（Fault Tree Analysis）是一种已被广泛应用的可靠性分析方法。文章选取失效树分析法对引起城市埋地燃气管网失效的各方面因素进行了全面地系统分析,建立了以燃气管网失效为顶事件,包含了116个基本事件的城市埋地燃气管网失效树。通过逻辑运算,得到了失效树的287个最小割集,并通过实例计算与分析对上述失效树进行了验证。通过对最小割集的分析,得到了影响城市埋地燃气管网可靠性的各影响因素的逻辑关系。结果表明,第三方破坏、腐蚀、制造缺陷等是影响城市埋地燃气管网可靠性最主要的因素,并提出了相应的措施以提高燃气管网的可靠性。     

风险评估（RBI）在加氢装置的应用

广州分公司炼油一部加氢(二)B装置采用基于风险的检测(RBI)技术,对装置的静设备与管道使用RBI软件RB-eye进行定量、定性分析及失效概率、失效后果评价,评估了装置的风险情况,制定了装置基于风险分析的检验策略.     

风险评估在加氢装置的应用

广州石化加氢（二）B装置采用基于风险的检测（RBI）技术，对装置的静设备与管道使用RBI软件RB—eye进行定量、定性分析以及失效概率、失效后果的评价，评估了装置的风险情况，制定了装置基于风险分析的检验策略.     

基于物元和可拓集合理论的燃气管道风险等级评定

对城市燃气管道进行风险评估和风险等级划分,进而实现风险管理,是保证燃气管道安全运行、提高管道公司经济效益的科学管理方法。风险等级的划分需要兼顾影响管道失效可能性的各个因素以及燃气管道可能造成的失效后果,目前常用的分级方法,如等分法、正态分布3 σ法等虽可解决一定问题,但比较粗糙且缺乏理论依据。在对城市燃气管道风险等级进行初步定义的基础上,引入物元和可拓集合相关理论对燃气管道风险构成因素进行分析研究,使用关联函数和同征物元体等工具函数对燃气管道风险等级进行定义和计算,确定了计算函数和计算过程;应用一个实例简要介绍了燃气管道风险等级划分的主要计算过程和方法;并对城市燃气管道风险等级评定提出了相应的处理措施。     

风险评估在加氢装置的应用

广州石化加氢（二）B装置采用基于风险的检测（RBI）技术，对装置的静设备与管道使用RBI软件RB—eye进行定量、定性分析以及失效概率、失效后果的评价，评估了装置的风险情况，制定了装景基于风险分析的检验策略。     

埋地钢质燃气管道地面检测干扰因素分析及对策研究

对埋地钢质燃气管道实施定期检测是有效确保管道安全运行的必要手段。由于城市道路不允许随意开挖,因此,目前对埋地燃气管网的腐蚀状况通常采取地面检测的手段。文章主要从检测技术、管道及其附属设施的工作状况、交流干扰、人员素质、土壤环境、城市环境等几个方面分析和探讨了城市埋地管道地面检测过程中存在的各种干扰因素及其作用机理和作用方式,提出应通过开展检测前环境调查、科学组合检测技术、配备先进的检测设备、提高检测队伍的整体素质、政府和企业相互协调配合等多种渠道有效排除干扰,提高对城市埋地钢质燃气管道的检测精度,并对我国埋地钢质燃气管道检测技术的发展前景提出了建设性的展望。     

埋地燃气管道第三方破坏模糊综合评价法

城市燃气管道失效的主要因素是第三方破坏,其影响因素包括埋设深度、人在管道附近的活动状况、地上设备状况、管道附近有无埋地设施、管道附近居民素质、管道沿线标志是否清楚、管道维护管理水平等。针对大部分的因素具有模糊不确定性的特点,提出采用故障树方法与模糊综合评价法相结合的方法来分析城市埋地燃气管道第三方破坏,并结合工程实例对该方法的应用过程进行了详细说明,可为燃气管道的安全管理提供依据。     

川气东送管道典型站场风险量化评价

川气东送管道是我国东西部地区的天然气管道大动脉,如何针对不同的管线、设备失效规律和特点开展风险量化评价是实施站场完整性管理的基础和关键。针对川气东送管道典型输气站场特点,制定了由风险预评估和检测、RBI、SIL与RCM分析组成的风险量化评价流程。根据站场管道流场模拟结果确定了站场重点检测对象和位置,结合川气东送管道站场的HSE管理目标提出了合理的可接受风险准则。利用建立的风险量化评价流程和方法,对普光首站的278个设备/管道项进行了风险量化评价,合理制定的风险控制与检验计划可有效防止失效事故的发生,从而有效提高川气东送管道站场的安全运行能力和完整性管理水平。     

天然气放空管线断裂失效原因分析

埋地天然气放空管线是是集输体系重要的组成部分,借助宏观检查、材质分析、金相分析和力学性能测试等手段,对发生断裂的天然气埋放空线的宏观断1：7形貌、显微组织、力学性能等进行了研究,寻找管线发生断裂的原因,为以后类似管线的生产安装提供参考。结果表明,该管线在埋地过程中,管线受到了外力作用,使管线在最大变形处产生了很大的应力,最终发生脆性断裂。这就要求我们在埋地管线施工中,除了严格检查材料本身的质量依据有关标准,施工阶段合理保障管线不受外界因素的破坏,对每一个施工环节都要保证施工质量,确保管线能承压,不堵塞,符合设计的全部要求,才不至于出现一系列安全事故和质量事故的发生。     

应用API 581对输气站场进行定量风险评价

目前专门针对输气站场的风险评价方法还不多，现有的手段也只是根据国家法律法规得出定性的评价结果，然后按照评价结果对照得出整改方案。为此，对输气站场的定量风险评价工作提出了一套新方法，得到了定量的和更加客观的风险排序，为管道站场的完整性管理工作提供了有力的支持；并以陕京输气管道榆林压气站为例，应用美国石油学会标准API 581（基于风险检测的基本源文件）对站内设施进行了风险评价，计算了站内设备和管线的失效后果、失效概率，得到了定量风险值，进而分析了风险值产生差异的原因。最后，针对我国输气管道风险评估工作提出了看法和建议。     

基于WSR的岩溶区域管道破坏特征与风险管控措施

岩溶区域乡镇天然气管道不可避免地受到岩土活动的影响,难以抵御土层错动作用和地表破坏所引起的永久性地面位移。在准确把握岩溶区域埋地管道破坏特征的基础上,建立岩溶区域乡镇天然气管道风险管控的物理-事理-人理（WSR）模型,并基于此从物理-事理-人理三个维度提出岩溶区域埋地管道的风险管控措施。研究表明:岩溶区域管道失效的最主要原因是管周土体与埋地管道的力学参数及变形性能差异,管道破坏模式主要分为拉伸破坏与屈曲破坏。为有效开展安全管理,既要注重在明确管道失效规律的基础上控制、减弱乃至消除危险源（物理）,完善管道运行过程中的安全管理及应急处置（事理）,也要运用法律、政策等手段规范相关主体的行为活动、营造良好的外部环境（人理）。     

基于腐蚀速率预测的管道安全运行技术研究

腐蚀是造成管道油气泄漏和失效事故的重要因素。腐蚀速率是管道阴极保护效果评价准则,也是制定管道维修计划和内检测周期的依据。我国长输管道已全面、强制实施完整性管理,确定管道腐蚀速率已成为完整性管理的一项重要工作。文中阐述了国内外广泛应用的腐蚀速率计算方法的适用范围和应用条件,包括试验法、NACE经验值、数学分析方法和基于内检测技术的完整性评价法。介绍了应用腐蚀速率在保障管道安全运行和延长管道使用寿命方面的实践案例和应用效果。针对管道管理者选择科学、适用的腐蚀速率计算方法,提出选用原则和使用建议,有助于提升我国管道安全管理水平和腐蚀防护工作规范化。     

地区等级升级后的天然气管道定量风险评价技术

随着我国经济社会建设的快速发展,部分在役天然气管道所通过的地区逐渐由过去人口稀少的一级、二级地区升级为人口密集的三级、四级地区,管道失效的风险大幅度增加,急需建立相应的定量风险评价技术以确定管道的实际风险水平。为此,提出了基于可靠性的天然气管道定量风险评价流程:首先采用基于可靠性的极限状态方法计算评价管段的失效概率、采用管道失效后果模型计算管道的失效风险,并依据计算结果对地区等级升级后的天然气管道进行定量风险评价;然后引入风险可接受准则,判定地区等级升级后天然气管道的个体风险水平和社会风险水平;进而有针对性地制订风险消减、防护措施。实际应用结果表明:该技术不仅可以实现天然气管道失效风险的定量计算和评价,而且还能够对不同风险消减、防护措施进行效果检查及对比,在保障天然气管道风险可接受的前提下,实现天然气管道风险控制管理技术性和经济性的最优化。     

爆炸载荷对埋地输气管道的动力响应和极限载荷分析

定量分析临近管道爆破对埋地输气管道产生的动力响应有助于合理制定输气管道的安全保护措施。利用LS-DYNA 3D有限元程序,根据准静定理论计算爆腔半径,在爆腔内壁施加压力时程,建立了爆腔-岩土介质-输气管道动力相互作用模型,基于多种工况下的数值模拟分析,探讨了埋地输气管道动态响应过程中管道质点速度和动应力峰值分别和装药量、爆心距的关系,以两倍弹性斜率准则确定管道在特定工况下的极限载荷,进一步建立了装药量和施工安全距离的经验关系式,此式可以作为输气管道在近距离爆破施工条件下的破坏判据。该模型为埋地输气管道在第三方荷载作用下的风险评估提供了一个计算平台,对埋地输气管道的设计、施工和完整性管理具有一定的参考价值。     

保障天然气净化装置长周期运行的RBI技术

RBI是以详细风险分析为基础的设备检验技术,应用RBI技术可以科学合理地制定并实施设备检验、检修计划,对保证天然气净化装置安全长周期运行具有重要意义。为此,对RBI技术在天然气净化装置上的应用做了深入研究,并介绍了我国天然气净化工业对RBI的技术需求以及近期开展RBI评估工作的进展情况,RBI技术基本原理和工作流程,风险量化的两个方面,目前国际通行的API规范体系和我国拟推出的国家标准。从检验计划制订方式、检验有效性等4个方面分析了RBI技术对天然气净化企业大修工作的指导性,提出了RBI评估过程中应特别注意的技术关键,指出了天然气净化工业在应用RBI技术中遇到的问题及解决办法。