楊偉

（中鐵十八局集團建筑安裝工程有限公司，天津 300308）

壓力管道風險管理方法研究

楊偉

（中鐵十八局集團建筑安裝工程有限公司，天津 300308）

風險管理作為管理學科的一個重要分支，已經深入到各行各業(yè)，隨著當前經濟與社會的高速發(fā)展，管道運輸與公路鐵路等其他運輸方式相比而言，其失效概率更小，壓力管道占據著越來越重要的地位，但管道安全形勢日益嚴峻，有必要將風險管理方法引入到壓力管道研究中來，以全面提高管道的管理水平，減少事故發(fā)生。文章通過對管道風險管理方法理論的基本闡述，同時提出了壓力管道失效的主要模式及失效原因，結合相關的風險分析評價方法，從而對管道失效進行有效的風險控制，以期通過實施風險決策，來預防、減少各種管道事故的發(fā)生或降低風險帶來的損失。

壓力管道；風險管理；風險評價；風險控制

一、壓力管道概述

壓力管道是指用來輸送各種液體、氣體介質的具有一定壓力的一種新型運輸的特種設備。隨著石油和天然氣等運輸介質的進一步開發(fā)，我國也迎來了管道發(fā)展的高速時期，幾乎大部分流體介質在其生產、加工、運輸等過程中都會使用壓力管道，目前來說，壓力管道正朝著復雜化、整體化、自動化方向迅速發(fā)展。

隨著管道越來越廣泛的應用，隨之而來的是越來越頻繁的管道事故。為進一步控制管道中的風險，要在管道管理中引入風險管理的方法。

二、管道風險管理理論的提出

1.風險定義

風險，簡單說就是可能發(fā)生的不好后果。危險源、暴露和后果是風險的三個因素。

風險可由公式表示為：Rs=Cs×Fs。其中:Rs代表風險；Cs代表危險后果嚴重度；Fs代表危險發(fā)生概率；S代表事件的編號。

2.管道風險管理的提出

由于管道輸送的介質大多具有易燃易爆、毒性和強腐蝕性的特點，在管道中存在的缺陷極易發(fā)生燃燒、爆炸和中毒事故，造成人身傷害、經濟財產損失和環(huán)境污染等重大后果。因此，我們必須結合國內外先進技術，根據管道失效及其所造成的后果及危害程度，對管道進行風險管控，從而將危險降到最低，將損失減到最小。

根據目前的研究成果，將該體系分為識別、分析、評價、決策、控制及管控地理信息系統(tǒng)六個環(huán)節(jié)，這也構成了壓力管道風險管理理論體系六個完整的組成部分。

三、風險管理方法在壓力管道中的應用

（一）管道風險識別

對管道可能存在的風險進行識別，通過初步分析，辨別出管道中潛在的重大危險源，并對風險水平較高的風險進行更為詳細的定量分析與評價，以最高效率獲得最大安全目標。

1.壓力管道的主要失效模式

研究壓力管道的風險管理就要探尋管道的失效模式，壓力管道失效模式是失效的表現方式，主要有：爆炸、斷裂、泄漏、過量變形、表面損傷及材料性能退化等。

2.壓力管道的風險識別

分析管道的失效模式，是為及時控制管道的失效。必須對可能造成這些失效的原因進行識別分析，以采取最有效的措施來控制管道的風險。

總體說來，壓力管道的風險主要包括以下幾方面：泄漏、擴散、火災、爆炸、中毒等。

（二）管道風險分析

對管道可能的風險進行識別后，要通過定性分析和定量計算來求得管道的失效概率和失效后果，以求更好地降低管道的風險，實現對管道的安全管理。

1.管道失效原因分析

通過以上風險識別過程，可以得出造成油氣壓力管道失效及事故的原因，大致可以分為四大類：

（1）腐蝕：主要是由于管道中的介質、管道周圍的土壤腐蝕破壞和管道防腐、保護失效等原因引起的。腐蝕嚴重將會導致管道的管壁減薄，甚至管道爆裂等嚴重后果。

（2）管材缺陷：包括管材自身缺陷和施工質量問題。

（3）第三方破壞：由他人、外界它物等其他原因直接造成對管道系統(tǒng)的破壞，是外部干擾的主要形式。

（4）自然災害：自然災害對于管道的破壞是無法控制的，一旦發(fā)生較大的自然災害，就會造成嚴重的事故，帶來巨大的經濟損失甚至人員傷亡，而且會造成嚴重的環(huán)境污染。

總體看來，腐蝕和第三方破壞是造成管道失效的最主要影響因素。我們要對管道進行全面分析，結合管道失效概率及后果的嚴重程度來制定降低管道風險的有效策略。

2.管道失效概率的計算

管道失效原因決定失效類型及失效概率，一般來說，計算管道的失效概率主要通過統(tǒng)計法和解析法。

3.管道失效后果的計算

在進行管道失效后果評估時，要綜合考慮以下兩個方面的影響：

（1）失效的直接后果

油氣泄漏的速率和體積，后果的嚴重程度，對周邊環(huán)境造成的影響，產生的人員傷亡和財產損失。

（2）處于風險狀態(tài)下的人員數量

最后通過不同的方法，建立管道在不同模式下的泄漏模型、擴散模型和不同的燃燒模型，從而對管道的失效后果進行定量計算。

（三）管道風險評價

對于管道風險管理來說，最核心的是管道風險評價。

1.管道的定性風險評價

管道定性風險分析主要的方法：安全檢查表法，預先風險分析法，危險和可操作性研究，失效模式、后果與嚴重度分析法等。

（1）定性風險評價方法概述

①安全檢查表法

安全檢查表是將對管道的分析項目以表格的形式列出，逐項進行評判，以此來確定整個系統(tǒng)或管道的狀態(tài)。通過對管道系統(tǒng)的評價分析，評價出整個管道系統(tǒng)的安全等級，并針對所查找出的缺陷，提出相應的改進措施。

②預先風險分析法

預先風險分析是指在進行一項工程活動之前，對可能存在的風險和事故影響及損失進行預先剖析的一種方法。

③危險和可操作性研究

危險與可操作性研究是通過分析新設計或已有系統(tǒng)的生產工藝流程和功能來識別設備、裝置的個別部位，因誤操作或機械故障而引起的潛在危險，以及評價其對整個系統(tǒng)的影響及危險性的分析方法。

④失效模式、后果與嚴重度分析法

失效模式、后果與嚴重度分析主要用于根據管道的失效概率，來給出可能的失效模式與失效后果。

（2）定性風險評價方法優(yōu)缺點對比

安全檢查表法應用范圍較廣，可以事先編制，做到編制全面，且簡單易懂，實用方便。若所研究的管道需要編制大量的檢查表，則不易采取此方法，工作量較大。

預先危險性分析法用于管道發(fā)展的初級階段，適用于大型的、已投入運行的管道，對其進行危險等級劃分，但對于潛在的風險可以借鑒的經驗過少。

危險和可操作性研究對于管道普遍適用，但工作量較大，分析時間較長。

失效模式、后果與嚴重度分析法能具體地指出管道設計的不足，提出改進建議，對提高管道的可靠性有重要的貢獻。在任務或功能不明確的時候，此方法效果不好，也無法識別由一系列設備故障組合所導致的事故。

2.管道定量風險評價

定量風險分析必須建立數據庫，把握管道缺陷發(fā)展的規(guī)律及管道材質腐蝕的性質、速度，精確地分析壓力管道的風險。主要有以下兩種評價法：

（1）危險指標評價法。

（2）概率風險評價法：概率風險評價法通過“事故樹”與“事件樹”，對管道事故進行原因分析，通過該分析計算事件發(fā)生的概率和事故的后果，定量計算出管道的危險值。

①“事故樹”分析：按因果邏輯關系層列出各種要素，并用樹形圖表示出來，直到找出事故的最根本原因。然后，通過對這種樹形圖的簡化計算，進行定量風險分析，制定措施，達到管道安全運輸的目的。

②“事件樹”分析：是一種運用歸納推理的定量風險分析方法，是指按事故發(fā)展的時間順序，由初始事件開始，根據事件后果兩種對立的狀態(tài)來推導事故的方向，分析到可能發(fā)生的事故為止，從而演示事故發(fā)生的原因和條件。

（四）管道風險控制

管道風險控制就是確立可接受的風險標準，以這個標準來衡量管道的風險是否在可接受的范圍水平內。參照相關的管道安全生產法規(guī)，對管道風險進行評估，看其風險是否在可以接受的范圍之內。

對于能夠忽略的風險，則暫時不考慮采取降低管道風險的措施；對于可調節(jié)的風險，則應針對管道自身的材質受力等特點，采取優(yōu)化措施來降低管道的風險；而對于不能夠接受的風險，則立刻采取行動，降低風險程度，將損失后果盡可能地減少或避免。

1.管道風險等級評估

由以上管道風險評價方法，結合管道發(fā)生風險的可能性及后果嚴重程度，確定風險等級，以此來確定管道中存在的風險是否在可接受水平以內。風險評價等級如表1所示：

表1 風險評價等級表

2.管道風險處理

通過確定管道的風險等級，分析其是否在合理可接受水平范圍之內，從而確定管道中哪些風險需要優(yōu)先考慮處理。風險評價結果高：不可接受，必須立即行動，采取最有效的措施，降低或減小風險，加強監(jiān)控；較高：采取有效措施進行改進，并進行日常監(jiān)控；中等：此類風險容易被人關注，應該采取預防應對措施，控制風險；低：不引起人們關注，常規(guī)管理，以防突變，發(fā)生風險升級。

（五）管道風險管理方法的實施

根據前文所得到的管道中存在的風險因素以及可能造成的風險后果，有針對性地制定安全規(guī)劃，并通過實施該規(guī)劃，對管道進行風險管理，從而使管道得以更安全地運行。

［1］中國鍋爐壓力容器安全雜志社.特種設備安全監(jiān)察現行法規(guī)文件匯編（壓力管道）［M］.北京:中國鍋爐壓力容器安全雜志社，2005.

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1673-0046（2016）5-0188-02