摘　要：分析油气长输管道危险性和风险，采用风险矩阵方法分析管道失效可能性和失效后果。结合管道完整性管理要求、管道保护存在的主要问题，提出管道保护改进措施。

关键词：油气长输管道；  完整性管理；  风险；  管道保护

Abstract：Dangers and risks of long-distance oil and gas transmission pipelines are analyzed．The failure possibility and consequences of the pipelines are analyzed by the risk matrix method．The improvement measures for pipeline protection are put forward combined with the pipeline integrity management requirements and the main problems of pipeline protection．

Keywords：long-distance oil and gas transmission pipelines；integrity management；risk；pipeline protection

 

2013年11月22日10：25，位于山东省青岛经济技术开发区的中国石油化工股份有限公司管道储运分公司东黄输油管道泄漏原油进入市政排水暗渠，在暗渠的密闭空间内油气积聚遇火花发生爆炸，造成62人死亡，136人受伤，直接经济损失75172×10⁴元。惨痛的事故之后，相关部门在全国范围内开展了油气输送管道安全专项排查整治。截至2014年5月底，全国有陆上油气管道966条，总里程近12×10⁴km，共排查出隐患29436处(平均每10km就有2.5处隐患)，其中被占压有11972处，安全距离不足有9171处，交叉穿越有8293处，整改率只有12.6％。从排查整治结果来看，国内油气长输管道整体呈现隐患多、整改难度大等特点，安全形势十分严峻。

由于油气长输管道多为借地埋设(无租地合同)，点多线长，环境复杂，在役油气长输管道由于自身历史、技术、建设和运营等诸多因素影响，加之沿线城镇化高速发展，建设活动对输气管道的侵扰活动频繁，管道隐患逐年增加。

加强油气长输管道风险分析，采取有针对性而有效的预防管理和整治措施，对于保障能源安全、公共安全和环境安全具有重大意义。

①物质和工艺危险陛

油气长输管道由于其输送的介质(油品、天然气)具有易燃易爆、高能高压、易扩散、有毒有害，以及输送工艺连续作业、点多线长、环境复杂等特点而具有较大的危险性。

②设备设施危险性

油气长输管道系统是由管道、增压站、分输站、阀门、仪表等设施组成。系统中材料质量、焊接和安装质量、机械设备、电气设施、仪器仪表性能的好坏，直接关系到系统运行的可靠性和安全性。

③环境危险性

环境危险性主要有：地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷等地质灾害影响^[1]；暴雨、雷电、台风和沙尘暴等气象灾害影响^[1]；杂散电流(直流和交流)、工业“三废”(废气、废水、废渣)污染、深根植物、酸雨等环境影响^[1]；在管道保护范围内修建公路、房屋、建(构)筑物等设施，进行开挖沟渠、挖砂、生产、打井等人为活动作业影响；恐怖活动的有意破坏影响。

④油气长输管道事故统计和管理分析

各个国家很重视油气管道事故的统计分析工作，包括对事故进行统计、分类、原因分析、泄漏的影响、事故率及其变化趋势等。欧洲天然气工业技术协会(European Gas Industry Technology Association，EGITA)建立“欧洲天然气数据库”，收集了欧洲9个大型天然气公司1970年以来的历史数据(见表1)。美国运输部的管道安全办公室(the Office of Pipeline Safety，OPS)正在开发一种地理信息系统(Geographic Information System，GIS)数据库，GIS数据库包括管道和设施的地理位置、管道属性的数据文档(运营商姓名、管道名称、管径、所输介质及状态)、数据收集情况等内容。GIS技术正迅速成为用于设施管理、寿命周期监测、风险分析、应对突发事故、确保协调管理、改进运营效率的有效手段。利用GIS数据库部署人力，检查可能发生地震、洪水和其他灾害的重点地段，标出事故后果影响重大的油气管道所在位置。一旦发生事故，可以迅速从数据库提取数据，向管理机构提供详细资料。GIS不仅有助于减少发生泄漏的可能性，有助于事故发生后的迅速抢险，而且已成为管道操作人员的日常工具。

 

从表l可以看出，欧洲输气管道事故的主要原因是第三方破坏，约占事故总数的49.6％；其次是施工缺陷和材料缺陷，所占比例为16.5％；第三是腐蚀，占总数的15.4％，地面运动、误操作和其他原因分居第4～6位。前三项事故原因不仅是造成欧洲输气管道事故的主要原因(80％以上)，而且也是世界管道工业中事故率最高的三大因素。

目前，各个国家对油气管道建设和运行的全过程采用系统的安全法规和标准进行安全管理和监督。以美国在工程标准方面为例，为防止管道损伤，确保公众安全，美国国家标准ANSI／ASME B31《压力管道标准及管件标准系列》中，B31．4《液体烃和其他液体管道输送系统》、831．8《输气和配气管道系统》，对输油、输气管道从设计、管子和管件材料及制造、管道系统施工、设备安装、管道验收、操作与维修、腐蚀控制等内容，均提出了明确的技术要求。

总体来看，各个国家正在不断完善其油气管道的安全生产管理法规、标准，并采取强有力的第三方监管，以保障安全管理的持续改进。

管道风险分析目前比较成熟的方法是美国肯特(W．Kent Muhlbauer)的管道风险指数评分法^[2]。它比较容易掌握，易于工程应用与推广，对油气输送管道系统的各部分可以进行快速风险评价和排序，也可以作为风险控制和风险管理的依据。

肯特指数评分法指出，引起管道发生事故的原因有第三方破坏、腐蚀、设计和错误四大类，对这四类因素按一定的规则进行评分，然后相加得到表征失效可能性的失效因素总评分；再结合管输介质的危险性和环境影响评出事故后果严重程度的分值。由此得到相对风险值，相对风险值越大，表明风险越大。

由于国内长输管道建设、运行管理等技术水平与国外有较大的差距，因此，肯特的风险评价法某些评分原则在国内并不适用，尚应对那些不适用的评分加以修正，对分值进行调整如下。

①第三方破坏因素

最高分为100分。第三方破坏与最小埋深、管道附近区域人员活动状况、管道地上设备状况、管道附近公众教育状况、管道沿线标志情况、沿线巡视频率等因素有关。在第三方破坏因素的赋分中，单号呼叫系统(one-call system)为通信系统，提供电话号码给挖掘承包商及公众，要求他们在开挖活动之前通告单号呼叫系统，从而使管道运营者有机会与开挖人预先取得联系，管道运营者在开挖活动中用临时标记标示他们的管道设施，随时跟踪挖掘活动并检测其地下设施。由于国内管道保护尚未建立单号呼叫系统，因此，取消该项赋分(15分)。而考虑到国内管道人为破坏较严重，加强公众教育，提高管道附近公民保护意识，具有重要意义。因此，将单号呼叫系统分值加至公众教育，使之由15分变为30分。

②腐蚀因素

最高分为100分。腐蚀分为管内腐蚀和管外腐蚀。管内腐蚀与介质性质、管内保护层和清管排除杂物有关。管外腐蚀与阴极保护状况、防腐层质量、土壤腐蚀、应力腐蚀、管道附近有无埋设金属物、管道附近磁场、电场情况等因素有关。在腐蚀因素中，主要分析埋地管道的腐蚀情况，不需考虑大气腐蚀对埋地管道的影响。因此，取消大气腐蚀赋分(20分)。考虑对埋地金属腐蚀影响最显著的阴极保护和防腐层，将大气腐蚀赋分平均加至阴极保护和防腐层，即各加10分，阴极保护由8分变为18分，防腐层由10分变为20分。

③设计因素

最高分为100分。设计因素与钢管选材、安全系数、疲劳因素、水压试验状况、土壤移动情况(滑坡、土壤结冰)等因素有关。

④错误因素

最高分为100分。错误因素分为识别错误、施工错误、操作和维护错误。在错误因素中，国内操作人员上岗前均未药检，因此，取消该项赋分(2分)。而SCADA系统作为长输管道一项重要的自动控制系统，对其安全运行起着十分重要的作用，因此，将药检赋分加至SCADA系统，使之由5分变为7分。

⑤总分

失效因素总分值为上述4类失效因素分值之和，最高分为400。各个因素按失效可能性大小打分，分值越大，表示管道失效的可能性越大，危险性越大。失效因素评分见表2。