【文章內(nèi)容簡介】 煉油（化工）廠安全性綜合評價(jià)辦法》[25]等。盡管國內(nèi)外已研究開發(fā)出了幾十種風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法和商業(yè)化的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件包，但由于風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)涉及的學(xué)科知識(shí)比較廣泛，另外，風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)及其權(quán)值的選擇與生產(chǎn)技術(shù)水平、安全管理水平、生產(chǎn)者和管理者的素質(zhì)以及社會(huì)和文化背景等因素密切相關(guān)，因此，每種評價(jià)方法都有一定的使用范圍和限度。因此如何更好地將國外的研究成果以及經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)應(yīng)用到我國的管道工程中來是值得我們研究的重要問題。儲(chǔ)配站是現(xiàn)代重要的設(shè)備之一，在工業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)中，儲(chǔ)配站的應(yīng)用非常廣泛。隨著我國石油、化工、冶金、電力、機(jī)械及城市燃?xì)夂凸岬刃袠I(yè)的迅速發(fā)展，特別是壓力管道的重要性日益顯現(xiàn)。作為儲(chǔ)輸系統(tǒng)，由于它所屬介質(zhì)的多樣性，如具有易燃、易爆、有毒、腐蝕性和高溫、高壓等性質(zhì)，極易發(fā)生泄漏、爆炸、燃燒及中毒等事件。這些事件的發(fā)生，往往會(huì)給人們生命財(cái)產(chǎn)造成損失并對環(huán)境造成污染，所以確保壓力管道安全運(yùn)行，一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。埋地壓力管道涉及企業(yè)廠區(qū)的工業(yè)管道、輸送油氣的長輸管道和城市燃?xì)夤艿?，它們?huì)給地面設(shè)施和人員帶來隱蔽性潛在危險(xiǎn)，對工業(yè)安全生產(chǎn)和人們生活以及社會(huì)穩(wěn)定威脅極大。由于這類管道的情況復(fù)雜，檢測、維護(hù)和對風(fēng)險(xiǎn)的辨識(shí)都非常困難，確保它們的安全運(yùn)行在當(dāng)代城市建設(shè)和工業(yè)安全生產(chǎn)中是一個(gè)至關(guān)重要而且必須解決的問題。儲(chǔ)配站風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)是以誘發(fā)管道事故的各種因素為依據(jù)，以影響因素發(fā)展成危險(xiǎn)的可能性為條件，以事故后果造成的綜合經(jīng)濟(jì)損失為評估指標(biāo)對在設(shè)燃?xì)夤艿赖倪\(yùn)行安全程度進(jìn)行綜合評價(jià)[26]。根據(jù)評價(jià)結(jié)果的量化程度可把風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法分為三大類，即：定性風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法、半定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法、定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法[27,28]。定性方法。定性風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的主要作用是找出管道系統(tǒng)存在哪些事故危險(xiǎn)，誘發(fā)管道事故的各種因素所處狀態(tài)，以及這些因素在何種條件下會(huì)導(dǎo)致管道失效事故的發(fā)生和對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響程度，從而最終確定控制管道事故的措施。管道的定性風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)是基于決策科學(xué)和貝葉斯統(tǒng)計(jì)理論的決策分析方法。其特點(diǎn)是不必建立精確的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法，不必采用復(fù)雜的強(qiáng)度理論和現(xiàn)代分析手段，不必具有完備充分的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它是在有經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場操作人員和專家意見的基礎(chǔ)上進(jìn)行評判。傳統(tǒng)的定性風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法有安全檢查表法（Safety Check List，SCL）、預(yù)先危險(xiǎn)性分析法（Preliminary Hazard Analysis，PHA）、危險(xiǎn)可操作性研究（Hazard and Operability Study，HAZOP）、失效模式、后果與嚴(yán)重度分析法（Failure Modes,Effects and criticality Analysis，F(xiàn)MECA）等方法。此類方法的優(yōu)點(diǎn)是簡單、容易掌握、便于操作，且評價(jià)過程和結(jié)果直觀，可以清楚地表達(dá)出來管道的當(dāng)前情況。其使用局限是評價(jià)結(jié)果不能量化。定量方法。定量風(fēng)險(xiǎn)分析是管道風(fēng)險(xiǎn)分析的高級階段，也可叫做概率風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（Probabilistic Risk Assessment，PRA），它是將產(chǎn)生管道事故的各類因素處理成隨機(jī)變量或隨機(jī)過程，通過對單個(gè)事件概率的計(jì)算得出油氣管道的最終事故的發(fā)生概率，然后再結(jié)合量化后事故后果計(jì)算出管道的風(fēng)險(xiǎn)值。定量風(fēng)險(xiǎn)分析一般是在定性風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它主要是對定性分析中已識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)水平較高的故障類型進(jìn)行詳細(xì)地定量評價(jià)。由于引起管道失效的故障類型比較復(fù)雜，因此，管道風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)需要利用概率結(jié)構(gòu)學(xué)、有限元方法、斷裂力學(xué)、可靠性技術(shù)與各種強(qiáng)度理論來對在役管線的剩余壽命和剩余強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。故障樹分析方法（Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA）、事件樹分析方法（Event Tree Analysis，ETA）等都是這類方法。定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法在評價(jià)的過程中有充足的理論依據(jù)，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。它與定性風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)的不同在于必須在大量的設(shè)計(jì)資料、施工和竣工資料、運(yùn)行資料的基礎(chǔ)之上，建立完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并掌握裂紋缺陷的擴(kuò)展規(guī)律和管材的腐蝕速率，由此運(yùn)用確定性的和不確定性的方法來建立評估的數(shù)學(xué)模型，然后進(jìn)行分析求解，其結(jié)果的精確性將取決于原始數(shù)據(jù)的完整性、數(shù)學(xué)模型的精確性和分析方法的合理性。這類方法要求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、充分，但通常要消耗大量的人力和物力。半定量方法。半定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法則介于定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法與定性風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法之間。管道風(fēng)險(xiǎn)的半定量分析法是以風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)量指標(biāo)為基礎(chǔ)，對管道事故損失后果和事故發(fā)生概率按權(quán)重值各自分配一個(gè)指標(biāo)，然后用加和除的方法將兩個(gè)對應(yīng)事故概率和后果嚴(yán)重程度的指標(biāo)進(jìn)行組合，從而形成一個(gè)相對風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。半定量方法允許使用一種統(tǒng)一而有條理的處理方法把風(fēng)險(xiǎn)劃分成等級。美國DOW公司的火災(zāi)爆炸指數(shù)法、英國帝國化學(xué)公司蒙德工廠的蒙德評價(jià)法、日本的六階段安全評價(jià)法、我國化工廠的危險(xiǎn)程度分級法都是這類方法。半定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法，因其所需原始數(shù)據(jù)較少、評價(jià)成本較低，因此許多國家在開發(fā)管道風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)分析技術(shù)的初期都是從半定量評價(jià)法開始的，并且管道風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)大多數(shù)仍處于半定量評價(jià)的技術(shù)水平。，也稱指數(shù)法[9][29~31]。從前面的敘述可知，Muhi baue:建立的風(fēng)險(xiǎn)模型，確立的風(fēng)險(xiǎn)因素與我國的實(shí)際情況不甚相同，或而不準(zhǔn)確。因此要求我們從風(fēng)險(xiǎn)分析的基本步驟出發(fā)，收集可靠的數(shù)據(jù)資料，找出所有影響因素和關(guān)鍵因素，選取適當(dāng)?shù)姆椒ńL(fēng)險(xiǎn)模型，定出評分標(biāo)準(zhǔn)，以便使建立的風(fēng)險(xiǎn)模型具有一定的普遍性和準(zhǔn)確性。在建立風(fēng)險(xiǎn)模型時(shí)，采用了故障樹分析法。故障樹分析是先指定系統(tǒng)中一個(gè)不希望發(fā)生的狀態(tài)(通常從安全的觀點(diǎn)來看它是很關(guān)鍵的)，然后在一定的環(huán)境與工作條件下，對系統(tǒng)進(jìn)行分析，從而找出不希望事件發(fā)生的確切方式。故障樹本身就是一些故障的各種并聯(lián)合順序組合的圖示模型。這些各種將導(dǎo)致預(yù)先定義的不希望事件的發(fā)生，他們可能是與部件中硬件失效、人的誤操作以及可能導(dǎo)致不希望事件發(fā)生的其他任何有關(guān)事件相聯(lián)系的事件。這樣，故障樹就是描述導(dǎo)致不希望事件(即故障樹的頂事件)發(fā)生的基本事件的內(nèi)在邏輯關(guān)系降’61。故障樹并不是一個(gè)包括所有可能的系統(tǒng)失效或所有系統(tǒng)失效原因的模型，它關(guān)心的只是相應(yīng)于某特定系統(tǒng)失效模式的頂事件。這樣故障樹也就是只包含那些對頂事件有貢獻(xiàn)的故障，而且這些故障并不是全部所有的故障—它們只包含那些分析者認(rèn)為最可能發(fā)生的故障。還需要指出的是故障樹本身并不是一個(gè)定量模型，它是一個(gè)可以進(jìn)行定量計(jì)算的定性模型。當(dāng)然就定性這方面講，實(shí)際上對所有類型的系統(tǒng)模型都是正確的。故障樹是一個(gè)容易進(jìn)行定量計(jì)算的模型這一事實(shí)并不能改變它本身是一個(gè)定性模型的這種性質(zhì)。故障樹是由許多“門”串聯(lián)、并聯(lián)而成。這些門起著傳遞故障邏輯關(guān)系的作用。它表明造成高一級事件發(fā)生的低一級事件之間的關(guān)系。高一級事件是門的輸出，低一級事件是門的輸入。門的符號表示造成輸出事件的那些輸入事件間的相關(guān)類型。該模型是在獨(dú)立性假設(shè)的基礎(chǔ)上建立的。即影響風(fēng)險(xiǎn)的各因素是獨(dú)立的，亦即每個(gè)因素對立影響風(fēng)險(xiǎn)的狀態(tài)，總風(fēng)險(xiǎn)是各獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)的總和。一、管網(wǎng)系統(tǒng)故障樹的建立天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的頂事件為管道失效(管道泄漏或斷裂)，按照系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析的一般方法及有關(guān)管道的技術(shù)理論，可確定各風(fēng)險(xiǎn)事件對風(fēng)險(xiǎn)頂事件的關(guān)系，從而建立管道失效的故障樹。為了進(jìn)一步明確故障樹中各風(fēng)險(xiǎn)事件的影響因素、及其相互關(guān)系，應(yīng)用以上分析方法，分別建立各風(fēng)險(xiǎn)事件的故障樹如下:由于天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)中的管道大都位于繁華街區(qū)，且具有隱蔽性。增大了建設(shè)、挖溝等作業(yè)失誤引發(fā)管道失效的可能性。同時(shí)，可能發(fā)生的盜氣現(xiàn)象也不容忽視。因此對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)，必須對第三方破壞予以充分的重視。影響第三方破壞這一風(fēng)險(xiǎn)事件的主要因素包括:覆蓋層的最小深度、所在區(qū)域的活動(dòng)水平、管道的地上附屬設(shè)施、附近地區(qū)的公眾教育、管道的用地標(biāo)志、巡線的頻率及巡線工的素質(zhì)等。根據(jù)天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研，應(yīng)用系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析理論。鑒于天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，腐蝕失效是其失效的一種主要方式。一般來說，管道的腐蝕有內(nèi)腐蝕和外腐蝕兩種形式。管道的內(nèi)腐蝕是由于輸送的物質(zhì)含有腐蝕性介質(zhì)引起的。外腐蝕是由于土壤或水的腐蝕所引起的。腐蝕的嚴(yán)重程度一方面取決于內(nèi)、外介質(zhì)腐蝕性的強(qiáng)弱程度。另一方面取決于防護(hù)措施是否得力。此外，還應(yīng)對及機(jī)械腐蝕現(xiàn)象予以重視。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到交變應(yīng)力作用時(shí)，會(huì)加速其腐蝕失效。影響內(nèi)腐蝕的主要因素包括:介質(zhì)腐蝕性、內(nèi)保護(hù)層及其他內(nèi)防腐措施等。影響外腐蝕的主要因素包括:大氣腐蝕(附屬設(shè)施引起的大氣腐蝕、大氣類型、包覆層等)。管道腐蝕(陰極保護(hù)、包覆層狀況、土壤腐蝕、系統(tǒng)運(yùn)行年限、其他埋設(shè)物腐蝕、電流干擾、機(jī)械腐蝕、管—地點(diǎn)位測試樁等)。根據(jù)天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研，應(yīng)用系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析理論。雖然標(biāo)題為“設(shè)計(jì)”，而這里許多要素實(shí)際上卻是反映運(yùn)行狀況的參數(shù)。將設(shè)計(jì)指數(shù)作為標(biāo)題，是因?yàn)樗械牟僮鬟\(yùn)行均應(yīng)納入設(shè)計(jì)的考慮范圍。因此，主要評價(jià)的是違反臨界設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行環(huán)境。影響設(shè)計(jì)因素風(fēng)險(xiǎn)的下層事件包括:管道安全因素、系統(tǒng)安全因素、疲勞因素、水擊可能性、水壓試驗(yàn)、土壤移動(dòng)情況等。根據(jù)以上對天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)誤操作這一風(fēng)險(xiǎn)事件及其影響因素和相互之間影響關(guān)系的分析，依據(jù)現(xiàn)場調(diào)研中對有關(guān)問題