＊張希祥 張強 楊玉鋒 魏然然 劉碩

（國家管網(wǎng)集團北方管道有限責任公司管道科技研究中心 油氣管道輸送安全國家工程實驗室 河北 065000）

能源是工業(yè)的“血液”，石油天然氣等化石能源是我國能源的重要組成部分，原油、成品油和天然氣從油田和氣田提取出來后，經(jīng)過冶煉和凈化，最終是通過油氣長輸管道將能源輸送到全國各地，因此，油氣長輸管道承擔著工業(yè)所需能源輸送的重要任務，是工業(yè)能源的重要通道，相當于工業(yè)的“血管”，如果能源通道發(fā)生故障，勢必會影響工業(yè)生產(chǎn)和居民日常生活。

通過管道輸送石油天然氣已經(jīng)有一個世紀的歷史，早期的油氣管道使用的是鑄鐵管，在抗壓、抗拉和抗剪方面都遠不如現(xiàn)在采用的合金鋼管，管道腐蝕、第三方損壞、地質(zhì)災害和本體缺陷等因素特別容易導致早期的鑄鐵管道發(fā)生泄漏或者破裂。時至今日，高性能合金管道仍然會因為管道內(nèi)外腐蝕、管道周邊第三方損壞、管道周邊地質(zhì)災害、管道本體缺陷和員工誤操作等因素發(fā)生泄漏、破裂等事件[1-3]。管道輸送的原油、成品油和天然氣等油氣介質(zhì)大多具有易擴散的特性，管道泄漏后介質(zhì)容易擴散到很大的范圍，易爆性和易燃性會導致火災和爆炸事故，部分介質(zhì)還具有毒性，可能造成人員傷亡等危害[4-5]。

1.國外研究現(xiàn)狀

目前，北美與歐洲已經(jīng)在管道設計、施工、投產(chǎn)、運營等環(huán)節(jié)均考慮了管道風險評價因素，通過管道風險評價的普遍應用，為管道運營企業(yè)避免了管道事故的發(fā)生，減少了事故損失，但是，國外管道風險評價的發(fā)展經(jīng)歷了長期的過程[6-7]。

管道風險評價最早誕生于20世紀70年代的美國，彼時，美國正在大量建設油氣長輸管道，油氣長輸開始作為能源的重要運輸方式登上了歷史的舞臺。然而，早期的鋼管質(zhì)量參差不齊，加上人們對管道風險認識不充分，油氣管道泄漏事故時有發(fā)生。在不斷地處理管道泄漏事故對過程中，風險評價被逐漸應用到油氣管道領域，從此，管道風險評價作為重要的管道管理手段開始被探索和發(fā)展。20世紀50年代，美國成立了國際管道研究協(xié)會PRCI（Pipeline Research Council International）協(xié)會，該協(xié)會將可能導致油氣泄漏的因素進行了總結(jié)和梳理，形成了早期的油氣長輸管道風險因素表，為油氣長輸管道風險評價構(gòu)筑了堅實的基礎，影響了后續(xù)油氣長輸管道風險評價的發(fā)展方向。1992年，W.Kent.Muhlbauer編著了《Pipeline Risk Management Manual》，不僅詳細總結(jié)了油氣長輸管道風險相關因素，而且與管道運行了幾十年的經(jīng)驗進行了對照，最后將管道風險因素歸納為第三方破壞、腐蝕、設計和誤操作四類風險因素。國家管網(wǎng)北方管道有限公司如今使用的管道風險評價方法依然是以肯特法為基礎的半定量風險評價方法。

加拿大從20世紀90年代開始對油氣長輸管道風險進行關注，1994年，加拿大的能源管理委員會NEB（National Energy Board）開始對石油天然氣相關業(yè)務進行監(jiān)管，該委員會成立于1959年，隸屬于加拿大國家自然資源部，負責對本國的石油天然氣業(yè)務進行監(jiān)督和管理，該委員會對加拿大石油天然氣公司提供了大量管道風險管理相關的幫助。加拿大C-FER公司開發(fā)了PIRAMID軟件，該軟件可以對管道進行風險評價，并出具管道維護計劃。

英國于1974年批準了《工作健康與安全法案》，成立了健康與安全委員會HSC（Health and Safety Commission），該委員會主要是保護公眾免受各種情況引起的健康和安全風險。1975年，根據(jù)健康與安全委員會安排，英國健康與安全執(zhí)行局HSE（Health and Safety Executive）成立，該執(zhí)行局的職責是滿足健康和安全委員會的要求，并在所有工作場所執(zhí)行衛(wèi)生和安全法規(guī)，同時指導各個行業(yè)安全管理工作，其中包括油氣管道行業(yè)。英國燃氣公司科技開發(fā)部（現(xiàn)Advantica公司）建立了輸氣管道風險評價技術模型。此外，英國還有MISHAP、TRANSPIPE等軟件可以進行管道風險分析。

加拿大的國家能源委員會（NEB，National Energy Board）建立于1956年，通過與加拿大境內(nèi)各管道公司建立聯(lián)系，定期收集各管道公司發(fā)生的管道事故中人員傷亡、環(huán)境影響、火災或爆炸影響范圍、烴類泄漏情況以及誤操作等事故信息，統(tǒng)計對象包括加拿大境內(nèi)的油氣長輸管道、油氣存儲設備、壓縮機、閥門、泵等管道附屬設施，形成了加拿大管道失效數(shù)據(jù)庫（PID，Pipeline Incident Database），根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)內(nèi)容，將管道失效因素整理為材料或制造缺陷、土體移動、第三方損壞、金屬損失、破裂和其他等6大類因素。加拿大的管道風險評價行業(yè)主要以此數(shù)據(jù)庫作為風險評價數(shù)據(jù)支撐，基于PID的6大類風險因素為導向開展風險評價工作。

2.國內(nèi)研究現(xiàn)狀

相對于北美和歐洲，我國油氣管道風險評價起步較晚，原因是我國工業(yè)化進程晚于北美和歐洲，管道蓬勃發(fā)展時間也相應晚于北美和歐洲，但是我國近些年管道風險評價研究發(fā)展迅速[8-9]。

1994年，西南石油大學對魯寧管道開展了管道風險評價，標志著我國管道風險評價開始進入人們的視線。1995年，著名學者潘家華教授向國內(nèi)介紹了W.Kent.Muhlbauer的肯特評分法，彼時，管道風險評價開始引起了國內(nèi)學者和專家的重視，國內(nèi)很多企業(yè)使用的以肯特評分法為原型的管道風險評價方法。2000年西南石油大學通過與某企業(yè)合作開發(fā)了“在役輸氣管道風險評價軟件”，并在重啟氣礦達臥輸氣管線上進行了應用，標志著我國油氣管道行業(yè)已經(jīng)開始有了比較完整的管道風險評價技術并可以達到實際應用水平。2002年，西南石油大學姚安林團隊根據(jù)W.Kent.Muhlbauer的肯特評分法模型，開發(fā)了油氣長輸管道風險評價軟件，并在中國石油西南油氣田公司的北干線上開展了應用，取得了良好的效果。2008年，趙建平等人針對管道第三方破壞風險因素發(fā)生時間、發(fā)生地點、發(fā)生類型等不確定性的特點，運用事故樹與模糊綜合評價法來分析城市埋地燃氣管道第三方破壞風險，并應用了工程實例，表明我國管道風險評價技術日趨成熟。自2016年開始，國家管網(wǎng)北方管道有限公司（當時為中石油管道分公司）開發(fā)了基于肯特法的管道風險評價系統(tǒng)（Riskscore TP），至2020年，國家管網(wǎng)北方管道有限公司所轄在役管道15517公里，其中原油管道6023公里，成品油管道4506公里，天然氣管道4988公里，基于肯特法的管道風險評價系統(tǒng)（Riskscore TP）已經(jīng)全面應用。

3.啟示

（1）根據(jù)我國油氣長輸管道實際情況梳理管道風險因素。我國從開始的油氣長輸管道定性風險評價到目前應用最多的油氣長輸管道半定量風險評價，很多經(jīng)驗是從歐美借鑒而來，在借鑒的基礎上，我們應該根據(jù)我國油氣長輸管道實際情況進行對照和分析。如早期我國管道剛建設完畢，腐蝕因素不是很突出，隨著運行時間的積累，油氣長輸管道腐蝕因素逐漸嚴峻；再如近年以來伴隨著我國經(jīng)濟形勢不斷向好，施工建設活動逐漸增多，油氣長輸管道第三方損壞因素日益突出，我們應該根據(jù)我國管道實際情況，合理選擇管道風險因素指標。

（2）逐步引入油氣長輸管道定量風險評價技術。根據(jù)目前我國油氣長輸管道風險評價技術現(xiàn)狀，結(jié)合歐美管道發(fā)展經(jīng)驗，我國目前管道運營公司可以在管道全線使用半定量風險評價技術，在人口密集區(qū)等管道關鍵段使用管道定量風險評價技術。

（3）建立油氣長輸管道失效上報制度。美國、加拿大等國以法律形式規(guī)定了管道運營企業(yè)發(fā)生失效事故需及時上報，而我國在這方面并沒有類似要求，這樣導致了部分管道運營企業(yè)存在漏報、瞞報等現(xiàn)象，不利于我國油氣長輸管道行業(yè)健康、持續(xù)地發(fā)展。

（4）開展油氣長輸管道失效實驗。目前我國油氣長輸管道風險因素均借鑒于歐美，由于我國管道有自身的特殊性，僅僅依靠借鑒資料不能反映我國油氣長輸管道真實風險因素，建議開展油氣長輸管道失效實驗，實際檢驗油氣長輸管道運營過程中的腐蝕、地質(zhì)災害、第三方施工、本體和誤操作等因素對管道失效的影響，以及實際檢驗管道各種失效因素導致管道失效的后果。