摘　要：管道運輸安全性關鍵是確保管道系統(tǒng)的完整性，對管線進行完整性維護是目前管道公司的一項重要任務。本文重點論述了在役管道如何通過數(shù)字化管道技術與管道完整性管理理念實現(xiàn)在役管道的風險控制管理。文中包括數(shù)字化管道技術、可靠性分析技術、風險評價技術、風險控制技術四個環(huán)節(jié)。對于在役輸油管道如何建立結合數(shù)字化管道與完整性管理理念建立在役管線的管道風險控制系統(tǒng)給出了幾點建議。

關鍵詞：數(shù)字化管道  管道完整性  管道風險評價  風險分析  決策分析

1、引言

1．1國內(nèi)管道完整性管理現(xiàn)狀

隨著管道事業(yè)的不斷發(fā)展，管道的管理進入了一個嶄新的階段。管道的完整性管理是目前國際管道公司實施的先進管理模式，我國管道公司如何全面引進并結合我國國情實施管道完整性管理，實現(xiàn)管道本質(zhì)安全是目前的一項緊迫任務。隨著我國管道服役時間的增加，由于外部條件(地質(zhì)危害等)的影響、管道自身腐蝕、管材和施工焊接質(zhì)量等原因，導致管道泄漏、爆炸等，危害了人民生命安全，造成了國家財產(chǎn)損失，破壞了自然環(huán)境，對管道的安全性管理和風險評價提出了越來越高的要求，盡快在我國實施管道的完整性管理迫在眉睫。

1．2國內(nèi)數(shù)字化管道應用情況

進入二十一世紀現(xiàn)代化管道管理的方向是實現(xiàn)數(shù)字化管理，數(shù)據(jù)庫和GIS技術是數(shù)字化管理的基礎和核心技術，也是管理完整性管理的基礎平臺。在國際上，管道GIS技術方面發(fā)展很快。我國近兩年開始重視該技術的推廣應用，大的管道運營企業(yè)已著手建設數(shù)字管道系統(tǒng)。

1．3國內(nèi)的在役管道風險管理與評價

目前對現(xiàn)役輸油管道傳統(tǒng)評價方法主要是采用無損檢測技術(NDT)，在定量測量基礎上結合定性分析來確定各種缺陷的形狀、尺寸及位置，并在此基礎上進行管道的剩余壽命預測，即安全性評價。這種基于檢測的安全技術缺乏對整個管道系統(tǒng)、各組成單元及設備的可靠性分析，沒有給出如何提高管道系統(tǒng)或單元可靠性、降低各單體設備維修成本的具體措施。采用完整性管理中的風險評估技術可以對管道各組成單元進行風險評估，從而可以找到為減少風險需要投入資金和改進運行管理的方向。

2、建立一套科學的管道風險管理系統(tǒng)

管道的風險管理是在經(jīng)濟與社會效益、風險和費用的三度空間中尋求達到風險最小，效益最大的目標。我們知道建立管道全生命周期的管道完整管理是管理一條管道的最優(yōu)途徑，但作為在役運行的許多老管線建立完整性管道有很多困難，如管線建設期資料的獲取就很難實現(xiàn)，這些都制約了我們建立一套完整的管道完整性管理體系，那么我們運用管道完整性管理的理念和數(shù)字化管道技術就可以建立一套管道風險控制系統(tǒng)用來做管道完整性管理的一個深度應用。具體地說就是在役管道的管道風險管理系統(tǒng)最終要采用IT技術實現(xiàn)可視化與數(shù)字化的完整性管理，管道風險管理的內(nèi)容通過GIS、EAM等系統(tǒng)設置的管道本體、管道工藝、自控、通訊等的建設信息、運行信息和設備信息，進行風險評價，并結合管道的位置信息、圖形信息、地理信息、設備參數(shù)、運行信息等進行有效的分析后，以實現(xiàn)事故的提前預控。

3、結合數(shù)字管道技術、管道完整性管理建立管道風險管理系統(tǒng)

3．1管道風險管理基本概念

3．1．1管道風險管理定義

管道風險是在管道運行過程中的可產(chǎn)生潛在損失的危險，在一定的條件下會轉(zhuǎn)化成我們運營風險。

管道風險管理是指通過對管段及站場的風險識別，按風險程度排序，確定重大風險的性質(zhì)并定位，以尋求降低風險的措施。這個完整的過程我們稱之為管道風險管理

3．1．2管道風險管理一般做法

我們做管道風險管理的方法就是首先進行風險因素識別(共9大類因素)分別為外腐蝕、內(nèi)腐蝕、應力腐蝕開裂、第三方／機械破壞、誤操作、氣候和外力因素、與制管有關的缺陷、與焊接／組裝有關的缺陷、設備等。然后根據(jù)識別的風險因素進行風險排序及高風險區(qū)域的確定，對管道風險管理工作進行優(yōu)先級排序、分級，確定可接受的風險水平。最后利用風險評價的結果，進行風險分析，以定量風險分析為基礎，將生命安全、環(huán)境破壞和經(jīng)濟風險有機地結合起來對管線的失效后果進行定量評估，從而選擇最優(yōu)的管線完整性維護措施可確定需進行完整性評價和減緩活動的位置。

3．1．3管道風險管理意義

管道完整性管理過程包括三個相輔相成的主要環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)資料的收集和整合、風險評價、完整性評價，管道風險管理是管道完整性的核心部分，我們建立風險管理系統(tǒng)的意義就在于將管道運行的風險控制在合理的范圍內(nèi)?；陲L險評估結果，推薦有效的基于風險檢測方案和合理的減緩措施。估計管道風險發(fā)展趨勢，為管道維護資源的配置提供參考依據(jù)。

3．2如何建立結合數(shù)字管道技術、管道完整性管理理念的管道風險管理系統(tǒng)

建立管道風險管理體系，我們就要圍繞長輸原油管道安全生產(chǎn)的管理目標，在輸油生產(chǎn)的各項業(yè)務的基礎上，結合各項管道風險評價指標，構建原油長輸管道的“數(shù)字化管道應用平臺”，持續(xù)保障原油管道的安全運營需要。

油氣管道風險管理技術的核心是管道風險評價技術，該技術的研究經(jīng)歷了定性、半定量到定量分析三個階段，方法種類很多，適合于不同情況的需求。這里采用定性和半定量結合的辦法進行管道風險評價。風險管理的主要環(huán)節(jié)如下圖。

3．2．1樹立無限接近管道零風險理念。

構建管道管理的“零打孔、零占壓、管道保護100％、環(huán)境保護l00％”的“雙零雙百”的目標管理體系，作為管道風險控制管理的目標。

通過建立管理目標，可以根據(jù)實際運營情況建立一套完善的管理辦法和相關程序文件指導風險管理系統(tǒng)的運行。

3．2．2建立完整統(tǒng)一的數(shù)字化管道應用平臺。

實現(xiàn)各級單位管道管理數(shù)據(jù)、站場業(yè)務數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、航拍影像數(shù)據(jù)等相關數(shù)據(jù)的共享和交換。

這樣做的目的在于數(shù)據(jù)收集、整合，是管道風險管理的重要內(nèi)容，保證了管道風險管理的有效實施，有助于管道管理者全面了解管道的運行、質(zhì)量、安全狀況，有助于實現(xiàn)管道風險管理程序所規(guī)定的內(nèi)容。

主要采集的數(shù)據(jù)分類原則如下：

1)應按照風險管理程序所需的數(shù)據(jù)要求，從內(nèi)部和外部(如行業(yè)管理數(shù)據(jù))獲取。

2)檢查設計和施工文件中以及近期操作、維護記錄中，包含所需數(shù)據(jù)項的內(nèi)容。

3)調(diào)查所有管道記錄的可能出處，記錄獲得的數(shù)據(jù)內(nèi)容和形式(包括單位或參照系統(tǒng)等)，并確定數(shù)據(jù)量是否充足，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不足，可根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性，制定收集數(shù)據(jù)的方案，必要時要進行相關的監(jiān)測、檢測和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集工作。

4)應管理好管道地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)庫中所涉及的全部數(shù)據(jù)，以及歷史的評估結果，這些都是有用的數(shù)據(jù)源。

5)重點、全面收集歷史事故的分析報告，并形成事故數(shù)據(jù)庫，在未來應用于人員培訓或資格認證中。

6)外部信息的獲得可通過與線路沿途相關的氣象、地質(zhì)、水文負責部門建立起固定的聯(lián)系，借鑒專業(yè)信息源的土壤資料、人口統(tǒng)計、水文資料。

7)管道內(nèi)外檢測數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)、評價數(shù)據(jù)以及效能測試方面的數(shù)據(jù)應重點收集和整理。

3．2．3管道風險管理模型的建立。

在管道內(nèi)外檢測數(shù)據(jù)的基礎上，結合管道管理中的各項風險因素，構建一套完整的、科學的管道風險管理模型，并建立相應的系統(tǒng)最終達到持續(xù)改進、減少和預防管道事故發(fā)生，確保長輸管道的本質(zhì)安全。

3．2．4建立風險管理系統(tǒng)平臺，進行管道風險評價。

實現(xiàn)長輸原油管道的“可視化、精細化、流程化、協(xié)同化”管理。提高管道數(shù)據(jù)管理、搶維修指揮、巡線、站場信息管理、管道日常維護等管理能力，能夠在打孔盜油等突發(fā)事件發(fā)生時進行快速反應，持續(xù)保障原油管道的安全生產(chǎn)運營，提高科學決策管理水平。

在長輸管道的風險評價中主要是先找出可能引發(fā)管道失效的各種潛在危險，即引發(fā)管道事故的各種原因及長輸管道的風險來源。然后是管道在長期運行中因腐蝕和力學作用引起的管道損傷而導致的泄漏或爆炸，管道失效的發(fā)生與管道的類型及內(nèi)在質(zhì)量、管道建設質(zhì)量、運行狀態(tài)、內(nèi)壓、輸送介質(zhì)、溫度、防腐覆蓋層及陰極保護狀態(tài)、維修規(guī)范、外來意外機械作用等因素有關。

作為風險管理的第一步是風險評價，也稱為風險排序，主要包括識別風險(潛在危險)的來源，評價各種可能失效事故的可能性(頻率或概率)和失效后果的嚴重度。風險評價的方法分為定性、定量兩種，處于二者之間的稱為半定量的方法。

風險管理中風險的定義是失效后果(用C表示)和失效可能性(用F表示)的乘積，對一種情況的風險是：

Risksys=Cs·Fs   　　　　　　　　　　 (1)

式(1)中下標S代表情況的編號。對油氣輸送管道系統(tǒng)的風險應是各種可能失效情況風險的求和：

Risksys=∑Risks=∑Cs·Fs  　　　　　　(2)

3．2．5風險控制

在完成管道的風險評價之后，即可根據(jù)評價的結果進行風險分析。找到風險值偏高的各管段以及影響各管段失效的風險值偏高因素，從而提出相應的風險控制措施，以便改善這些不利影響因素，將管道運營的風險水平控制在合理的，可接受的范圍之內(nèi)，達到減少管道事故發(fā)生，經(jīng)濟合理地保證管道安全運行的目的。

風險控制主要包括失效的預防措施和風險的降低措施兩部分，在風險評價的基礎上，通過決策和實施，達到減少風險并合理分配資源的目的。失效預防顯然是風險控制的根本，失效預防的有關技術，如正在不斷發(fā)展和完善的含有缺陷結構的適用性(或稱“合于使用”)評價(包括概率適用性評價)技術、視情維修技術等是比較熟悉的，這里不再介紹。風險的降低措施(或稱策略)有：基于風險的法規(guī)、基于風險的檢測、基于風險的新的信息規(guī)則系統(tǒng)等。

風險控制措施一般有以下幾點：

1)提高防腐層質(zhì)量及加強陰極保護，我國早期建設的長輸管道多采用改性石油瀝青作為防腐層。同國外相比²我國長輸管道使用的防腐材料性能尚有不少差距，在涂敷工藝及設備方面仍有許多問題有待改進解決。尤其是現(xiàn)場補口技術，它是影響防腐效果的主要因素之一，完善的覆蓋層及陰極保護技術是管道防腐蝕的關鍵在覆蓋層不完善之處陰極保護尤為重要。

2)加大線路維護的投入，決策層首先應從思想觀念上改變重站輕線的思想。根據(jù)目前形勢，應加大對管道管理的人力投入選派文化技術素質(zhì)高事業(yè)心強的人從事管道管理工作。同時加大打擊盜油案件的力度，堅決制止違章占壓。加大財力投入²加快管道內(nèi)檢測步伐和防腐層大修進度。

3)進一步提高管理人員素質(zhì)，加強管理。禁止出現(xiàn)違反規(guī)章制度的現(xiàn)象，提高上崗值班職工的安全意識和責任心，作好職工業(yè)務素質(zhì)培訓。

4)提高設備、設施管理水平，設備、設施管理的精細化可以提高設備運行的安全系數(shù)。有利于平穩(wěn)輸油，保障管道暢通。

4、結束語

建立管道風險管理系統(tǒng)是想通過識別和評價管道運營中面臨的風險制定出相應的風險控制對策，從而將風險水平控制在合理的范圍之內(nèi)，達到減少事故發(fā)生資源合理配置的目的。而采用管道完整性理念與數(shù)字化管道技術相結合的方式建立管道風險管理系統(tǒng)是將管道完整性管理的深度應用。管道完整性管理技術是繼可靠性管理技術、風險管理技術后更高層次的、更全面管理的邊緣性技術，我們將這一理念與網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)采集、遙感技術、GIS技術等數(shù)字化管道現(xiàn)代先進信息技術相結合建立管道風險管理系統(tǒng)是更好的將管道完整性管理理念運用到在役的老管線的管道日常管理當中。

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本文作者：王　東

作者單位：中石化管道儲運公司新鄉(xiāng)輸油處