油气管道风险评估质量评价技术

作者:姚安林 赵忠刚 张锦伟 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年10月06日

 

摘 要:油气管道完整性管理的本质特征是基于风险程度的事故预先管控模式。因此,风险评估结果的准确性将直接影响到油气管道完整性管理决策的科学性。为此,在分析风险评估对管道完整性管理的决策影响和事故热点辨识工程意义的基础上,提出了评价油气管道风险评估质量的技术思路。首先从人因因素、物因因素、工程因素和管理因素4个方面探讨了影响油气管道风险评估质量的客观外因,然后重点研究了油气管道风险评估质量的评价原理及其可以采用的相关评价方法,选取了评价方法简单、易于操作的指标体系法来进行质量评价,结合212程实际设计出了油气管道风险评估质量评价的基本流程(质量评价实施前准备阶段、实施工作阶段、实施完成阶段)以及相应的评价指标体系;最后通过案例分析验证了油气管道风险评估质量评价技术的操作实用性。该研究从一个全新的角度揭示了提高油气管道风险评估结果准确性的技术途径,对推进我国油气管道完整性管理的技术进步具有一定的参考意义。
关键词:油气管道  风险评估  质量评价  指标体系  因素辨识  人因因素  物因因素  工程因素  管理因素
Quality evaluation for oil and gas pipeline risk assessment
Abstract:The oil and gas pipeline integrity management(PIM)is essentially featured by risk-based decision making,which will highly rely on the accuracy of risk assessment.In view of this,technical approaches for quality evaluation of oil&gas pipeline risk assessment were proposed based on a brief analysis of engineering roles of risk assessment in decision-making of PIM and accident hotspot recognition.First,the four obj ective external factors regarding to the quality of oil and gas pipeline risk assessment were discussed in terms of human,materials,engineering and management.Then,the quality evaluation principles and related evaluation methods were studied in detail;quality evaluation was performed by adopting an evaluation index system simple and easy to operate.Finally,combining with the engineering practices,the basic process from preparation to implementation and the corresponding evaluation index system were thus developed.Case studies validated the operability and practicality of the quality evaluation for oil and gas pipeline risk assessment.From a brand new perspective,this study displays an effective means of improving the accuracy of oil and gas pipeline risk assessment,which is of great value in promotiflg the technical progress in domestic oil and gas pipeline integrity management.
Keywords:oil&gas pipeline,risk assessment,quality evaluation,index system,factors identification,human cause factor,material factor,engineering factor,management factor
油气管道完整性管理的本质特征是基于风险程度的事故预先管控[1-8],油气管道的风险因素辨识和风险程度评估是其关键环节和核心要素。油气管道风险评估是对油气管道安全秋态的一种判别,风险评估结果的准确性将直接影响到油气管道完整性管理决策的科学性。长期以来由于人们更多关注如何评估出油气管道的风险程度,对其评估本身质量的好坏却有所忽视,所以至今尚未在油气管道风险评估质量评价方面开展更多的研究工作[9-10]。据英国官方机构报告,在其审查过的325份安全报告中,仅有86份是完全符合风险评估质量要求的,仅占26.5%[11]。在中国除高进东等人在21世纪初借鉴产品质量评价体系提出风险评价的质量概念以外[9],仅有少数人对管道风险评估的质量评价开展了初步研究[12-13]。因此,笔者研究油气管道风险评估质量评价技术的目的,就是希望从一个全新的角度来探寻提高油气管道风险评估结果准确性的技术途径。
1 风险评估在油气管道完整性管理中的重要作用
油气管道完整性管理是指油气管道运营商持续地对油气管道潜在的风险因素进行识别和评价,并采取相应的风险控制对策,将油气管道运行的风险水平始终控制在合理的可接受范围之内[14]。油气管道完整性管理包括6个阶段:数据采集、高后果区(HCA)识别、风险评估、完整性评价、维修维护与效能评价,其中以风险评估为核心。风险评估包括油气管道的失效可能性分析与失效后果评估,失效可能性分析要求采集的数据完整且真实可靠,失效后果评估则要求识别出管道所在位置是否是高后果区。完整性评价是对油气管道本体安全进行的一种性能综合评价,它要求能辨识出引起油气管道本体损伤的各类因素,实质为风险评估中的失效可能性分析。而效能评价则是对基于风险的完整性管理周期的一种检验评价。维修、维护则是根据风险评估的结果做出的风险缓解响应。从油气管道完整性管理的技术流程可以看出[15],及时地辨识影响油气管道安全的各种风险源,定期地对油气运行管道开展风险评估并在实施完风险缓解措施后开展风险再评价始终是每个完整性管理周期内的主要任务,而且国内外许多油气管道公司开展管道完整性管理工作的实践已经证明,如果不能合理地识别出影响油气管道安全的风险要素,油气管道完整性管理的许多决策措施就会缺乏针对性;如果不能准确地评定油气管道的风险程度,“视性维护”的完整性管理核心理念就无法真正体现。由此可见,风险评估不仅是油气管道完整性管理的核心技术,而且风险评估的质量是影响油气管道完整性管理效能的关键因素。
2 油气管道风险评估质量及其影响因素辨识
2.1 风险评估质量影响因素的辨识方法
风险评估质量影响因素的识别是整个风险评估质量评价的重点和核心,而诸多主要因素识别的程度是否完整,直接决定着风险评估质量评价的成败以及所制订的质量评价体系的有效性和科学性。常见的风险评估质量影响因素辨识方法包括头脑风暴法、因果分析法、帕累托图法、检查表法、德尔菲法、情景分析法、系统分析法、经验法等。
2.2 风险评估质量影响主要因素辨识
影响油气管道风险评估质量好坏的因素众多,如果要想把所有因素都纳入评价的考虑之中,则势必会增大质量评价的成本,显然不容易被大众所接受。因此,结合油气管道风险评估的工作流程,从经济可行的角度出发,可以将影响油气管道风险评估质量的主要因素大致归纳为人因因素、物因因素、工程因素和管理冈素等4个方面[16]
2.2.1人因因素
人是生产活动的主体,是创造一切财富、实现既定目标的关键,也是激发事故(包括质量事故)的主要因素。在开展油气管道风险评估的过程中风险评估员是主体,他们对最终风险评估质量的影响是决定性的。影响人的因素主要取决于人自身素质及对人性“弱点”(记忆力、注意力和反应力等存在极限)的控制程度,并与遗传、理论素养、实践经验与敬业精神等有关。具体这方面的子因素可从风险评审团的自身素质和风险评审团的违章行为去考核。
2.2.2物因因素
对油气管道风险评估的质量评价产生影响的物因因素主要出现在油气管道风险评估前。油气管道风险评估质量评价准备工作是否完善,直接关系到整个风险评估工作的效率和效果。影响此阶段评估质量的物因因素分析主要涉及油气管道风险评估的组织、准备,尤其是进行油气管道风险评估前一系列的资料准备和基础研究工作。
2.2.3工程因素
当前的油气管道风险评估需要在提升现有技术的基础上开展相关技术服务和实践,因此,油气管道风险评估在科技创新角度上是一种技术创新,在研究成果应用角度上也是对油气管道业主(客户)的一种咨询技术服务。于是从这个层面上可将风险评估的质量分为2个基本方面:“技术质量”(针对风险评估技术)和“功能质量”(针对风险评估实施,也可以理解为服务质量)。
影响“技术质量”的工程因素贯穿于整个油气管道风险评估项目中,于是可把风险评估项目分为实施前、中、后3个阶段,就这些工程影响因素进行分析。对于影响“功能质量”的工程因素主要从风险评估服务质量感知的角度上对油气管道风险评估的质量评价进行全面分析。
2.2.4管理因素
油气管道风险评估项目进行过程中,管理因素始终贯穿于始末,因此,管理因素对最终评估质量的影响也是不可忽略的。具体到管理因素的子因素可从以下3点进行辨识:①油气管道风险评估方的资质和职业道德;②风险评估项目的组织和管理;③风险评估过程的交互作用。
3 油气管道风险评估质量评价原理与方法
3.1 评价原理
风险评估质量评价原理主要有2个:①相关原理;②类推和概率推断原理[17]。相关原理是对整个油气管道系统进行相关分析,利用历史数据建立起因变量和自变量之间的数学模型,从而揭示其内在联系。类推和概率推断原理是根据2个相同事件间已知的联系规律,根据先导事件发展规律推导类似事件的发展规律,从而进行概率推断。
3.2 评价方法
依据对评价结果的量化程度,将风险评估质量评价方法大致分成定性和定量两大类。定性方法主要有专家评分法、风险矩阵法、检查表法和影响图法等;定量方法主要有风险函数法、关联度函数法和指标体系等。由于指标体系法其评价方法简单、易于操作,故笔者采用指标体系法来进行质量评价。
3.2.1风险评估质量评价指标体系构建程序
油气管道风险评估质量评价指标体系的建立是一个反复的过程,涉及资料收集、评价目标分解、指标体系结构确定、指标的收集和筛选、指标内涵及量化性设计、指标权重分析、指标体系的筛选和分析、指标体系科学性分析(有效性分析、敏感性分析)等步骤。在评价指标体系的建立过程中,专家咨询法将贯穿其中每一个环节,最后构建出的指标体系结构还应该在实践中检验其有效性,才能在实际评价中应用。油气管道风险评估的质量评价指标体系的建立程序如图l所示。
 
3.2.2指标体系的构建
根据图1所示的油气管道风险评估质量评价指标构建程序,并结合质量主要影响因素辨识分析结果,构建出质量评价指标的两级层次结构(图2),二级指标以下指标应根据专项风险评价的内容来制订。
 
当构建出某一专项风险评价的所有指标后,进一步对底层指标的量化给出具体评分标准,可以将每一指标划分为5个等级,其划分原则如下:①1分——指标处于最不町靠的状态;②3分——指标可靠性程度较差;③5分——指标可靠性程度一般;④8分——指标可靠性程度良好;⑤l0分——指标可靠性程度优秀。
具体评价指标如果量化困难,可以采用“是”或“否”两级评价标准来实现:①“是”,即为10分;②“否”,则取为0分。
3.2.3指标权重计算
由于每个指标相对重要程度不同,因此,需要采用指标的权重来刻画这种差异程度。传统权重计算可采用层次分析法(AHP),但其结论和算法都是建立在判断矩阵一致性基础上的,而在实际应用中所建立的判断矩阵往往都不是一致矩阵,这就将导致评价指标间权重系数排序关系的错乱。为此可采用权重的另一种算法——G1法[18]。G1法是一种主观赋权法,具有以下特点:①不需要构造矩阵,更无需一致性检验;②计算量较AHP法成倍地减少;③方法简便、直观;④在同一层次中元素的个数没有限制;⑤具有保序性。
3.2.4评价指标分值计算
根据指标体系各底层指标的分值等级,对所评价的对象逐项进行质量检查评定,确定出各评价指标的得分值Fij然后,用下式计算各评价项目的分值(Ai):
 
式中Ai为评价项目i的得分;Qij为评价项目i中评价指标的权值;Fij为评价项目j指标的得分;行为评价项目指标的个数。式(1)中乘以系数10是为了将得分转化为百分制。
再按下式计算评价总得分(Z):
 
3.2.5评价等级及结果
得出油气管道风险评估质量评价的总得分2后,就容易判断最终整体上管道风险评估质量的优劣,从而为项目的验收和今后类似油气管道风险评估工作的开展提供依据和参考借鉴。根据油气管道风险评估质量评价总得分的不同,一般而言可以将油气管道风险评估的可信度划分为4个等级,划分标准如表l所示。
 
4 油气管道风险评估质量评价流程
对油气管道风险评估进行质量评价,归根到底是对风险评估结论的可靠性进行检验。借鉴国家安全生产监督管理总局颁布的《安全评价通则》[19],同时结合成熟的油气管道风险评估技术流程,风险评估质量评价流程依次为:①质量评价的准备阶段;②质量影响因素辨识与分析;③质量影响因素的定性定量度量评价;④建立质量评价评分体系,形成质量评价结论与建议,提出质量改善和控制对策;⑤编制质量评价报告,并对质量改善和控制措施进行跟踪调整。

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