压力管道风险管理方法研究

杨伟

（中铁十八局集团建筑安装工程有限公司，天津 300308）

压力管道风险管理方法研究

杨伟

（中铁十八局集团建筑安装工程有限公司，天津 300308）

风险管理作为管理学科的一个重要分支，已经深入到各行各业，随着当前经济与社会的高速发展，管道运输与公路铁路等其他运输方式相比而言，其失效概率更小，压力管道占据着越来越重要的地位，但管道安全形势日益严峻，有必要将风险管理方法引入到压力管道研究中来，以全面提高管道的管理水平，减少事故发生。文章通过对管道风险管理方法理论的基本阐述，同时提出了压力管道失效的主要模式及失效原因，结合相关的风险分析评价方法，从而对管道失效进行有效的风险控制，以期通过实施风险决策，来预防、减少各种管道事故的发生或降低风险带来的损失。

压力管道；风险管理；风险评价；风险控制

一、压力管道概述

压力管道是指用来输送各种液体、气体介质的具有一定压力的一种新型运输的特种设备。随着石油和天然气等运输介质的进一步开发，我国也迎来了管道发展的高速时期，几乎大部分流体介质在其生产、加工、运输等过程中都会使用压力管道，目前来说，压力管道正朝着复杂化、整体化、自动化方向迅速发展。

随着管道越来越广泛的应用，随之而来的是越来越频繁的管道事故。为进一步控制管道中的风险，要在管道管理中引入风险管理的方法。

二、管道风险管理理论的提出

1.风险定义

风险，简单说就是可能发生的不好后果。危险源、暴露和后果是风险的三个因素。

风险可由公式表示为：Rs=Cs×Fs。其中:Rs代表风险；Cs代表危险后果严重度；Fs代表危险发生概率；S代表事件的编号。

2.管道风险管理的提出

由于管道输送的介质大多具有易燃易爆、毒性和强腐蚀性的特点，在管道中存在的缺陷极易发生燃烧、爆炸和中毒事故，造成人身伤害、经济财产损失和环境污染等重大后果。因此，我们必须结合国内外先进技术，根据管道失效及其所造成的后果及危害程度，对管道进行风险管控，从而将危险降到最低，将损失减到最小。

根据目前的研究成果，将该体系分为识别、分析、评价、决策、控制及管控地理信息系统六个环节，这也构成了压力管道风险管理理论体系六个完整的组成部分。

三、风险管理方法在压力管道中的应用

（一）管道风险识别

对管道可能存在的风险进行识别，通过初步分析，辨别出管道中潜在的重大危险源，并对风险水平较高的风险进行更为详细的定量分析与评价，以最高效率获得最大安全目标。

1.压力管道的主要失效模式

研究压力管道的风险管理就要探寻管道的失效模式，压力管道失效模式是失效的表现方式，主要有：爆炸、断裂、泄漏、过量变形、表面损伤及材料性能退化等。

2.压力管道的风险识别

分析管道的失效模式，是为及时控制管道的失效。必须对可能造成这些失效的原因进行识别分析，以采取最有效的措施来控制管道的风险。

总体说来，压力管道的风险主要包括以下几方面：泄漏、扩散、火灾、爆炸、中毒等。

（二）管道风险分析

对管道可能的风险进行识别后，要通过定性分析和定量计算来求得管道的失效概率和失效后果，以求更好地降低管道的风险，实现对管道的安全管理。

1.管道失效原因分析

通过以上风险识别过程，可以得出造成油气压力管道失效及事故的原因，大致可以分为四大类：

（1）腐蚀：主要是由于管道中的介质、管道周围的土壤腐蚀破坏和管道防腐、保护失效等原因引起的。腐蚀严重将会导致管道的管壁减薄，甚至管道爆裂等严重后果。

（2）管材缺陷：包括管材自身缺陷和施工质量问题。

（3）第三方破坏：由他人、外界它物等其他原因直接造成对管道系统的破坏，是外部干扰的主要形式。

（4）自然灾害：自然灾害对于管道的破坏是无法控制的，一旦发生较大的自然灾害，就会造成严重的事故，带来巨大的经济损失甚至人员伤亡，而且会造成严重的环境污染。

总体看来，腐蚀和第三方破坏是造成管道失效的最主要影响因素。我们要对管道进行全面分析，结合管道失效概率及后果的严重程度来制定降低管道风险的有效策略。

2.管道失效概率的计算

管道失效原因决定失效类型及失效概率，一般来说，计算管道的失效概率主要通过统计法和解析法。

3.管道失效后果的计算

在进行管道失效后果评估时，要综合考虑以下两个方面的影响：

（1）失效的直接后果

油气泄漏的速率和体积，后果的严重程度，对周边环境造成的影响，产生的人员伤亡和财产损失。

（2）处于风险状态下的人员数量

最后通过不同的方法，建立管道在不同模式下的泄漏模型、扩散模型和不同的燃烧模型，从而对管道的失效后果进行定量计算。

（三）管道风险评价

对于管道风险管理来说，最核心的是管道风险评价。

1.管道的定性风险评价

管道定性风险分析主要的方法：安全检查表法，预先风险分析法，危险和可操作性研究，失效模式、后果与严重度分析法等。

（1）定性风险评价方法概述

①安全检查表法

安全检查表是将对管道的分析项目以表格的形式列出，逐项进行评判，以此来确定整个系统或管道的状态。通过对管道系统的评价分析，评价出整个管道系统的安全等级，并针对所查找出的缺陷，提出相应的改进措施。

②预先风险分析法

预先风险分析是指在进行一项工程活动之前，对可能存在的风险和事故影响及损失进行预先剖析的一种方法。

③危险和可操作性研究

危险与可操作性研究是通过分析新设计或已有系统的生产工艺流程和功能来识别设备、装置的个别部位，因误操作或机械故障而引起的潜在危险，以及评价其对整个系统的影响及危险性的分析方法。

④失效模式、后果与严重度分析法

失效模式、后果与严重度分析主要用于根据管道的失效概率，来给出可能的失效模式与失效后果。

（2）定性风险评价方法优缺点对比

安全检查表法应用范围较广，可以事先编制，做到编制全面，且简单易懂，实用方便。若所研究的管道需要编制大量的检查表，则不易采取此方法，工作量较大。

预先危险性分析法用于管道发展的初级阶段，适用于大型的、已投入运行的管道，对其进行危险等级划分，但对于潜在的风险可以借鉴的经验过少。

危险和可操作性研究对于管道普遍适用，但工作量较大，分析时间较长。

失效模式、后果与严重度分析法能具体地指出管道设计的不足，提出改进建议，对提高管道的可靠性有重要的贡献。在任务或功能不明确的时候，此方法效果不好，也无法识别由一系列设备故障组合所导致的事故。

2.管道定量风险评价

定量风险分析必须建立数据库，把握管道缺陷发展的规律及管道材质腐蚀的性质、速度，精确地分析压力管道的风险。主要有以下两种评价法：

（1）危险指标评价法。

（2）概率风险评价法：概率风险评价法通过“事故树”与“事件树”，对管道事故进行原因分析，通过该分析计算事件发生的概率和事故的后果，定量计算出管道的危险值。

①“事故树”分析：按因果逻辑关系层列出各种要素，并用树形图表示出来，直到找出事故的最根本原因。然后，通过对这种树形图的简化计算，进行定量风险分析，制定措施，达到管道安全运输的目的。

②“事件树”分析：是一种运用归纳推理的定量风险分析方法，是指按事故发展的时间顺序，由初始事件开始，根据事件后果两种对立的状态来推导事故的方向，分析到可能发生的事故为止，从而演示事故发生的原因和条件。

（四）管道风险控制

管道风险控制就是确立可接受的风险标准，以这个标准来衡量管道的风险是否在可接受的范围水平内。参照相关的管道安全生产法规，对管道风险进行评估，看其风险是否在可以接受的范围之内。

对于能够忽略的风险，则暂时不考虑采取降低管道风险的措施；对于可调节的风险，则应针对管道自身的材质受力等特点，采取优化措施来降低管道的风险；而对于不能够接受的风险，则立刻采取行动，降低风险程度，将损失后果尽可能地减少或避免。

1.管道风险等级评估

由以上管道风险评价方法，结合管道发生风险的可能性及后果严重程度，确定风险等级，以此来确定管道中存在的风险是否在可接受水平以内。风险评价等级如表1所示：

表1 风险评价等级表

2.管道风险处理

通过确定管道的风险等级，分析其是否在合理可接受水平范围之内，从而确定管道中哪些风险需要优先考虑处理。风险评价结果高：不可接受，必须立即行动，采取最有效的措施，降低或减小风险，加强监控；较高：采取有效措施进行改进，并进行日常监控；中等：此类风险容易被人关注，应该采取预防应对措施，控制风险；低：不引起人们关注，常规管理，以防突变，发生风险升级。

（五）管道风险管理方法的实施

根据前文所得到的管道中存在的风险因素以及可能造成的风险后果，有针对性地制定安全规划，并通过实施该规划，对管道进行风险管理，从而使管道得以更安全地运行。

［1］中国锅炉压力容器安全杂志社.特种设备安全监察现行法规文件汇编（压力管道）［M］.北京:中国锅炉压力容器安全杂志社，2005.

TU

A

1673-0046（2016）5-0188-02