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油气长输管线的安全可靠性分析

风险是一些人们所不希望发生的事件的可能性，它由发生这类事件的可能性及其后果的严重程度两方面组成。管线系统的风险既包括由于管线的事故所导致的直接风险，也包括了间接的商业上的风险。油气长输管线的完整性评估是保证服役管线安全可靠运行的必不可少的工作，风险评估是它的一个重要组成部分。我国目前油气长输管线已有接近2万公里，而且随着我倒国民经济的发展，如“西气东输”等，还会建成更多的长输管线，井且在不太长的时间内会形成全国性的油气长输管网。因此，开展对油气长输管线的风险评估分析，进行风险管理，是一项亟待解决的重要问题。本节下面即围绕风险评估、风险优化分析、风险管理等问题，概括地做些初步介绍。

一、管线系统的风险评估

风险是危险转变为现实的概率及造成的损失程度的综合。它由危险事件出现的概率及危险发生后造成的损失和影响两部分组成。风险评估是根据管线系统的有关资料和信息，对事故的概率及其造成的影响和结果所进行的综合评估。风险评估可以根据得到的风险值，综合考虑各方面的因素，为重大决策提供依据。目前国内外在工程上采用的风险评估方法可分为两大类，即量化分析法及模糊评分法，今具体介绍如下。

1管线系统风险的量化分析法

它是先将整个管线系统划分出管段；然后利用概率模型对由于不同原因造成的事故的频率或概率，分段进行评估；再将整个管线系统看成是一个串联系统，根据各个因素引起管线系统发生事故率（频率或概率）之和，求出整个管线系统的总事故率；随后，利用后果模型，评估事故引起的经济上的、人身安全及环境影响上的后果，将三种后果综合起来，得出总的后果，再将总后果与总事故率相乘，即可得出管线系统的总风险值。

风险值的计算模型

风险值是指事故出现的概率与事故出现的后果损失大小的乘积。今给出其计算模型如下：

单项事故的风险值。设以R

i

为第i种事故的风险值，P

i

为第i种事故出现的概率（或频

率）；C

i

为第i种事故的后果损失（可以人民币表示），则

R=P×C

i i i

对于油气长输管线来说，事故通常可分成：外腐蚀、内腐蚀、第三方破坏、土壤移动、设计（材料）因素、系统安全因素及应力腐蚀裂缝等7类，这也就是说i=1，2，3，…，n，而n=7。

某段管段的某项事故的风险值。设整个管线系统共划分成m段，而第j段管段的第i项

事故的风险值为R

ij

，则可写出

R=P×C

ij ij ij

P为第j段管段的第i项事故的概率；而C

ij ij

则为该段出现第i项事故后的后果损失。

整个管线系统的总风险值。设以R

s

代表此总风险值。当管线共划分成m管段时，则

R=?m

s

j?1

?n

i?1

R =?m

ij

j?1

?n

i?1

×C

Pij ij

P

事故发生的概率

从目前国内外油气长输管线工程界来看，一般均将管线系统的事故划分成7大类。它们各类事故发生的概率，应该通过大量统计数据得出，但根据国外墨西哥PGPB石油及天然气管道公司提供的数据，可供进行风险评估时参考，其数据如下表所示。

油气管线的事故发生的概率

管线事故类别

管线事故类别

概率

外腐蚀

35%

内腐蚀

第三方破坏土壤移动

设计（含材料）因素

应力腐蚀裂缝

5％

30％

5％

15％

0

操作方面

10％

事故出现后的后果计算

油气长输管线系统出现事故以后的后果，从总的方面来看，可包括三方面，即：人身财产安全损失方面、环境污染破坏影响方面、长远经济商业损失方面。但是，这三个方面的损失后果又可以归纳成为人员与金钱损失两大类。这两类的计算方法如下：

人员的损失后果的计算。设管线系统发生事故的总概率为R

s

，它可依式

R=?m

s

j?1

?n

i?1

R =?m

ij

j?1

?n

i?1

P×C

ij ij

计算得出，在这些事故中要造成人员伤亡(如着火、爆炸等)的

事故的概率为P；事故时可能涉及到的人员总数为N；在这些人员中有可能造成死亡的概率

p p

为P，则人员损失后果C

d p

的计算模型为：

?外

C ?R?P?

p s p

（N ?P）

p d

内

内、外是指本单位内部人员与外部社会上的人员而言。因为，例如气管线的泄漏，据专家评估在10mm内的泄漏量可达230000kg，若爆炸着火后，则不仅影响到本单位的工作人员，而且还要影响到周围社会上的人员，当然这个涉及到的人员的多少，是与社会人口状况分不开的。关于人口状况。美国DOT将油气管道所经过的地区划分成4类地区，即I类地区，居民少于10户；Ⅱ类地区，居民在10～46户之间；III类