油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術

油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術林守江天津市嘉信技術工程企業(yè)TianjinGeniusTechnology&EngineeringCo.PipelineRiskManagementTechnology油氣管道風險評價管理技術交流油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第1頁一.管道風險管理中相關概念PipelineRiskManagementTechnology油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第2頁

依據(jù)中外學者觀點，風險可定義為損失不確定性、人為活動消極后果發(fā)生可能性。風險同人們有目標行為、活動相關，當人們從事各種活動與期望發(fā)生不利偏差時，人們就會認為該項活動有風險?？陀^條件不確定性是風險主要成因，這種不確定性既包含主觀對客觀事物運行規(guī)律認識不完全確定，也包含事物本身存在客觀不確定。管道風險既包含風險發(fā)生不確定性（或概率），也包含風險造成后果嚴重程度。1.管道風險（Risk）油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第3頁2.管道風險評價（RiskAssessment）

管道風險評價技術是30多年來發(fā)展起來管道安全評價技術，是指應用各種風險分析技術，用定性、定量或二者相結合方式綜合度量風險對項目實現(xiàn)既定目標影響程度，考慮全部風險綜合起來整體風險以及項目對風險承受能力。

管道風險評價目標是:綜合管道上各種失效風險發(fā)生概率，對可能風險進行評價，依據(jù)得到風險值，綜合考慮各種風險后果，取得經濟投入與可能失效后果損失之間平衡，做出存在風險是否能夠接收，為投入控制和緩解風險方案決議提供依據(jù)。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第4頁3.管道風險管理（RiskManagement）

管道風險管理是指在管線運行及維護步驟中，為預防事故發(fā)生及降低風險水平而進行計劃、協(xié)調、控制、監(jiān)督和組織工作。

完整管道風險管理過程包含風險識別、風險評價、風險控制與應對、風險監(jiān)控四個部分，是一個閉合系統(tǒng)。對風險進行識別、評價、提出風險控制與應對方案后，伴隨風險應對計劃實施，風險會出現(xiàn)許多改變，應對改變及時反饋，進行新風險預計和評價，從而調整風險應對計劃并實施新風險控制計劃。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第5頁4.基于風險管道檢測（RBI）

基于風險檢測（Risk-basedInspection），是將檢測重點放在高風險和高后果管段上，而把適當力量放在低風險部分。在給定檢測條件下，基于風險檢測更有利于降低管道風險。

美國

API

已頒布了APIRP580標準。管道檢包含內檢測和外檢測技術。GE/PII、TWI等對不一樣類型管道缺點，開發(fā)出各種智能內檢測設備和技術。在不具備內檢條件時，能夠選取外檢測技術（又稱直接評價DA技術），包含

PCM、DCVG、CIPS等技術，以及開挖后，對管體缺點進行檢測超聲、射線等無損檢測技術。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第6頁管道檢測技術：慣用方法、配合使用皮爾遜/人體電容法雜散電流干擾檢測油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第7頁完整性管理

應用標準：ASMEB31.8S-輸氣管道完整性管理標準API1160-危險液體管道系統(tǒng)完整性管理完整性管理(IntegrityManagement,IM)技術面向管道全生命期，覆蓋設計、建設、運行等三個階段。IM是指：管道運行單位對管道潛在風險原因不停地進行識別和評價，并依據(jù)評價結果采取對應風險控制和減緩對策，將風險一直控制在一個合理和能夠接收水平。從實用角度，完整性管理所采取關鍵技術包含失效分析及失效案例庫建立、風險評價技術、管道檢測技術、適用性評價技術、機械設備故障診療技術、地質災害評定技術、地理信息系統(tǒng)（GIS）建立等。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第8頁完整性管理實施流程

油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第9頁6.管道適用性評價（FFS）

適用性評價(FitnessForService)是對含有缺點管道是否繼續(xù)使用以及怎樣使用定量評價，對有缺點管道未來發(fā)展、管道檢測周期以及維修周期等主要參數(shù)做出定量評價。管道適用性評價包含了多個工程范圍：應力分析、材料工程、無損探傷、剩下強度、壽命預測、概率分析等方面。FFS是近年來發(fā)展起來一項新技術。

年API聯(lián)合ASME修改完善原有標準,公布了API579-1和ASMEFFS-1。經過適用性評價，允許在一定條件下使用帶缺點管道，可延長管道使用壽命，降低更新數(shù)量，提升投資效益。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第10頁

外腐蝕直接評價（ECDA）

內腐蝕直接評價（ICDA）

應力腐蝕直接評價（SCCDA）7.管道腐蝕直接評價（DA）

管道腐蝕是威脅管道完整性主要原因之一，有效地控制腐蝕是建立在有效檢測伎倆可準確評價方法之上。直接評價（DirectAssessment）是對不能進行內檢測或以外腐蝕為主管道，經過間接檢測伎倆采集數(shù)據(jù)，評價管道各種腐蝕，進而得出管道完整性信息是十分有效。管道腐蝕直接評價是一個周而復始循環(huán)過程。普通包含四個步驟：預評價、間接檢測、直接檢驗和后評價過程。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第11頁8.外腐蝕直接評價（ECDA）

ECDA--PipelineExternalCorrosionDirectAssessment

國際標準：NACESP0502-

國內標準：SY/T0087.1-

鋼制管道及儲罐腐蝕

評價標準--埋地鋼質管道外腐蝕直接評價對于埋地鋼質管道而言，ECDA評價方法是管道完整性評價方法中最為主要組成部分。相比之下，ECDA評價方法普通采取常規(guī)檢測伎倆易于取得管道腐蝕相關數(shù)據(jù)，其評價結果含有較大參考價值。含有成本低、對管道條件要求不高，易于實施等優(yōu)點。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第12頁二.在役油氣管道風險管理

技術發(fā)展趨勢PipelineRiskManagementTechnology油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第13頁1.國外技術發(fā)展歷史和現(xiàn)實狀況1970年代開始應對腐蝕威脅、延長使用壽命、減低維護費用，開始了油氣長輸管道風險評價研究和實踐。1985年美國發(fā)表《風險調查指南》1992年WKM總裁米爾鮑爾發(fā)表《管道風險管理手冊》年《管道風險管理手冊》出版第三版加拿大從上世紀90年代初開始油氣管道風險評價和風險管理技術方面研究工作。英國煤氣企業(yè)開發(fā)TransPipe軟件包英國TWI企業(yè)開發(fā)RISKWISETM、LIFEWISETM以及PIPEWISETM

油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第14頁1.國外技術發(fā)展歷史和現(xiàn)實狀況國外將風險分析應用到管線維修和管理過程中已經取得了巨大經濟效益和社會效益。如美國Amoco管道企業(yè)1987年以來采取風險評價技術管理所屬油氣管道和儲罐，已使年泄漏率由1987年工業(yè)平均泄漏率2.5倍降到了1994年工業(yè)平均泄漏率1.5倍；同時，使該管道企業(yè)每次發(fā)生泄漏支出降低到1993年工業(yè)平均數(shù)50%，從而使管道企業(yè)在1993年取得了創(chuàng)紀錄利潤水平。從技術發(fā)展過程上看，國外管道風險評價技術研究三個階段，即：定性評價、半定量評價、定量評價。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第15頁1.國外技術發(fā)展歷史和現(xiàn)實狀況1）定性評價階段（QualitativeRiskAnalysis）其主要作用是找出管道系統(tǒng)存在有哪些失效危險，誘發(fā)事故各種原因以及這些原因產生影響程度，在何種條件下會造成管道失效，最終提出控制辦法。特點：無須建立準確數(shù)學模型和計算方法，評價準確性主要取決于教授經驗全方面性、劃分影響原因細致性、層次性等。方法：風險檢驗表（CL)，預先危害性分析（PHA)，危險和操作性分析（HAZOP)，故障樹分析法（FTA）等。操作簡單，實用性強，不過評價結果帶有很強主觀性。應用時間：上世紀七十年代中后期至九十年代前期。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第16頁1.國外技術發(fā)展歷史和現(xiàn)實狀況2）半定量評價階段（Semi-QuantitativeRiskAnalysis）以風險數(shù)量指標為基礎，對損失后果和事故發(fā)生概率按權重值各自分配一個指標，將對應事故概率和后果指標進行組合，形成相對風險指標。最具代表性是肯特模型，國內外大多數(shù)風險評價軟件都是基于其基本原理進行編制。應用時間范圍是上世紀八十年代末至九十年代后期。因為半定量風險評價模型兼有評價指標設計全方面、合理；操作簡單、易于計算機編程，便于實施；可靠性和準確度較高；結果可解釋性強等優(yōu)點，所以至今仍在國外一些管道企業(yè)風險評價實踐中廣泛應用。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第17頁1.國外技術發(fā)展歷史和現(xiàn)實狀況3）定量評價階段（QuantitativeRiskAnalysis）當前國外管道風險評價界正在大力研究評價技術，是管道風險評價高級階段?；趯κЦ怕屎褪ЫY果直接評價，經過預先給失效概率和對事故損失后果確定一個含有明確物理意義單位，并將產生失效事故各類原因處理成隨機變量或隨機過程，對單個事故概率計算得出最終事故發(fā)生概率，然后再結合量化后事故影響后果，計算出管道風險值。

評價方法綜合利用結構力學、斷裂力學、化學腐蝕等各種工程理論，其評價結果是最嚴密和最準確。評價結果還能夠用于對安全、成本、效益綜合分析，這一點是前兩類方法都做不到。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第18頁1.國外技術發(fā)展歷史和現(xiàn)實狀況3）定量評價階段（QuantitativeRiskAnalysis）當前，已逐步趨于成熟并在國外管道風險管理實務中應用。有代表性定量評價方法大致上有以下三種：（1）按照腐蝕和泄漏理論將管道某處泄漏率與“有效泄露距離”結合為“管道危險長度”作為對管道事故損失后果測度，將其與該處失效率乘積在管道一定長度上作積分得到管道對外界公眾風險值。（2）在管道風險評價中引入多屬性效用函數(shù)理論（MAUT），將不一樣管道管理者和教授對于同一管道同一屬性風險可能有不一樣風險偏好考慮到管道風險評價中去，分別使用三種負效用函數(shù)作為管道事故對HSE三個方面帶來損失后果測度。（3）由斷裂力學中判據(jù)結合管道參數(shù)(壁厚、管徑、拉伸強度等)結構狀態(tài)函數(shù)，經過模擬得出斷裂失效概率并研究腐蝕和剩下應力關系。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第19頁2.國內技術發(fā)展現(xiàn)實狀況管道風險評價研究工作起步較晚。1995年引入管道風險指數(shù)評分模型。今后，風險分析和評價在安全性評價中應用研究才開始得到部分油田企業(yè)和科技人員重視。1995年12月四川石油管理局依據(jù)四川天然氣管線實際情況提出了管線風險檢測和評價整改程序；西南石油學院于1994年開始針對管道局所屬魯寧線了安全性和剩下壽命評價，初步引用了風險技術，年研制開發(fā)了輸氣管線風險評價軟件。故障樹分析方法在我國研究較多，但因為油氣管道故障樹結構復雜，因為缺乏歷史數(shù)據(jù)積累，造成事件概率無法準確得知，限制了應用。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第20頁2.國內技術發(fā)展現(xiàn)實狀況當前應用最多仍是肯特風險指數(shù)評價模型。年烏魯木齊市天然氣管道工程便是肯特指數(shù)評價模型對整條管道風險一次完整利用。西氣東輸管道實施完整性管理于年開始實施。在地質災害風險、第三方風險評定、腐蝕控制及地質災害監(jiān)測等方面取得了很多結果。我國還處于早期發(fā)展階段。與國外差距主要表現(xiàn)在：1）風險評價技術基本上均處于半定量水平上，主要采取是肯特指數(shù)評價模型，評價項目和依據(jù)是教授判斷，評價準確性取決于經驗全方面性、劃分影響原因細致性、層次性以及權值分配合理性。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第21頁2.國內技術發(fā)展現(xiàn)實狀況2）長久以來，我國管道工業(yè)發(fā)展缺乏大量基礎研究、統(tǒng)計資料和實測數(shù)據(jù)支持，近些年才建立起管道信息數(shù)據(jù)庫，不過數(shù)據(jù)采集和完善積累需要一個相當長時間。3）評價方法本身定量化水平不高，對于眾多含糊性原因和評價信息認識和處理準確性不足，造成評價結果與客觀實際間存在很大偏差。國內管道風險管理技術方面文件多集中在長輸油氣管道，相關油氣田管道風險較少。國內部分油氣田，如塔里木油田開展了以腐蝕監(jiān)測為主油氣管道風險監(jiān)測工作，并開始開發(fā)相關管理系統(tǒng)和軟件。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第22頁3.相關標準情況美國管道完整性和腐蝕控制、檢測和評價主要標準有：API579-1/API579-Fitness-for-Service標準（Second）ASMEB31G-1991(R)ManagingSystemIntegrityofGasPipelinesAPIStd1160ManagingSystemIntegrityforHazardousLiquidPipelinesNACESP0106-InternalCorrosionControlinPipelinesNACESP0169-ControlofExternalCorrosiononUndergroundorSubmergedMetallicPipingSystemsNACESP0204-（SCCDA）、SP0206-（ICDA）NACESP0502-（ECDA）PipelineExternalCorrosionDirectAssessmentMethodologyNACESP0208-InternalCorrosionDirectAssessmentMethodologyforLiquidPetroleumPipelines油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第23頁3.相關標準情況近年來我國加緊了管道規(guī)程和標準步伐，當前管線檢測評價標準有：SY/T0087.1-《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準—外腐蝕直接評價》SY/T6151-1995《鋼質管道管體腐蝕損傷評價方法》；SY/T6186-《石油天然氣管道安全規(guī)程》GB/T19285-《埋地鋼質管道腐蝕防護工程檢驗》GB/T21246-《埋地鋼質管道陰極保護參數(shù)測量方法》SY/T6477-《含缺點油氣輸送管道剩下強度評價方法-體積型缺點》關于管道完整性管理標準：SY/T6648-危險液體管道完整性管理SY/T6621-輸氣管道系統(tǒng)完整性管理油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第24頁4.油氣管道安全管理和風險評價技術發(fā)展趨勢1）相關標準日趨完善。國外APISP579-1/ASMEFFS-1、ASMEB31.8S-、NACESP0502-等一批國際新標準之后，我國管道行業(yè)相關標準得到了很快發(fā)展。SY/T6621-輸氣管道系統(tǒng)完整性管理、SY/T6648-危險液體管道完整性管理、SY/T0087.1-埋地鋼制管道外腐蝕直接評價等。經過制訂和執(zhí)行這些規(guī)范，如在西氣東輸管道完整性管理實踐，大大提升了我國管道行業(yè)運行管理、風險評價技術水平。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第25頁4.油氣管道安全管理和風險評價技術發(fā)展趨勢2）智能化內檢測技術、DA技術使評價結果更為準確將不一樣檢測技術結合，有力地推進內檢測技術進步。內檢測器向高清楚度、GPS和GIS技術一體化高智能方向發(fā)展。結合漏磁通法與超聲波法管內智能檢測裝置，應用效果良好。采取超聲技術和基于光學原理無損檢測技術能較輕易地實現(xiàn)管壁缺點直觀顯示。三維圖像直觀顯示缺點在內檢測上應用，使得檢測結果更全方面、更清楚、更準確。

外檢測方法結合各種檢測技術，應用適用性判據(jù)，可實現(xiàn)針對不能進行內檢測管道進行腐蝕直接評價，依據(jù)檢測結果進行缺點評價，制訂缺點維修方案,提升管道完整性管理水平，為管道安全運行提供了最有力確保。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第26頁4.油氣管道安全管理和風險評價技術發(fā)展趨勢3）GIS

等信息技術應用，可對愈加復雜系統(tǒng)進行管理

GIS系統(tǒng)與完整性管理相結合，極大地提升了管道可視化管理能力。評價數(shù)據(jù)庫包含施工年限、涂層類型、運行期檢測數(shù)據(jù)及基線檢測數(shù)據(jù)等，經過將各類空間數(shù)據(jù)（地形、地貌、建筑、道路、管線等）以及描述空間特征屬性數(shù)據(jù)經過計算機進行輸入、存貯、查詢、統(tǒng)計、分析、輸出一門綜合性空間信息系統(tǒng)。同時，基于企業(yè)網絡、數(shù)據(jù)庫管理，利用圖形圖像學、多媒體技術等最新科技結果，能共享多部門之間數(shù)據(jù)，對多時態(tài)空間信息能做出生動、直觀描述，并能利用各種數(shù)學伎倆進行輔助決議，極大地提升管道安全運行能力。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第27頁4.油氣管道安全管理和風險評價技術發(fā)展趨勢油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第28頁4.油氣管道安全管理和風險評價技術發(fā)展趨勢油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第29頁三.在役油氣管道風險管理

技術介紹PipelineRiskManagementTechnology油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第30頁1.在役油氣管道風險管理技術

完整風險管理全過程應包含風險識別、風險評價、風險控制與應對、風險監(jiān)控四個部分，而且整個風險全過程應是一個閉合系統(tǒng)，即對風險進行識別、評價、提出風險控制與應對方案后，伴隨風險應對計劃實施，風險會出現(xiàn)許多改變，這些改變信息應及時反饋，風險管理者才能及時地重新對新情況進行風險預計和評價，從而調整風險應對計劃并實施新風險應對計劃，只有這么循環(huán)往復，保持風險管理過程動態(tài)性才能到達風險管理預期目標。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第31頁2.管線系統(tǒng)風險量化分析法定量風險評價是對設施或作業(yè)活動中發(fā)生事故概率和后果進行分析和定量計算，將計算出風險值與風險管理標準相比較，判斷風險是否可接收，并提出控制風險辦法提議。定量風險評價主要回答四個問題：即評價對象可能會出現(xiàn)什么問題，意外事件發(fā)生概率有多大，后果會怎么樣，該意外事件風險是否能夠接收。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第32頁2.管線風險量化分析法--風險值計算模型單項事故風險值：設以Ri為第i種事故風險值，Pi為第i種事故出現(xiàn)概率（或頻率）；Ci為第i種事故后果損失，則：Ri=Pi×Ci（i=1,2,…7）對于油氣管線來說，事故通常可分成：外腐蝕、內腐蝕、第三方破壞、土壤移動、設計（材料）原因、系統(tǒng)安全原因及應力腐蝕裂縫等7類。某段管段某項事故風險值：設整個管線系統(tǒng)共劃分成m段，而第j段管段第i項事故風險值為Rij，則：Rij=Pij×CijPij為第j段管段第i項事故概率；Cij則為該段出現(xiàn)第i項事故后后果損失。整個管線系統(tǒng)總風險值：設以Rs代表此總風險值。當管線共劃分成m管段時，則：油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第33頁2.管線風險量化分析法--風險可接收標準國際上，慣用風險可接收標準有風險矩陣和最低合理可行標準(ALARP

標準)。在定量風險評價中，ALARP

標準設定了風險允許上限和下限，將風險分為三個等級。位于上限之上風險，不能接收；位于下限之下風險，能夠接收；中間稱為ALARP區(qū)域，應在經濟、可行前提下采取辦法盡可能地降低這一區(qū)域風險水平。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第34頁3.肯特風險評價模型--模型基本假設獨立性--模型中影響管道風險各個原因是各自獨立，

每個原因各自獨立影響管道風險，總風險評分為各

獨立原因評分總和。最壞情況--用肯特風險評價模型評價管道風險時，

應以最壞情況為基準。相對性--評價模型評價分數(shù)是一個相對概念。如某段管道

評價風險數(shù)高于其它管段，則表明其安全性相對高。主觀性假設--評價模型評分方法及分值是人為制訂，主

觀色彩不可防止。分數(shù)限定假設--風險評價模型中各項目所限定分數(shù)最高值

反應了該項目在風險評價中所占位置主要性。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第35頁3.肯特風險評價模型--模型評價步驟和基本框架油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第36頁肯特指數(shù)評價模型將風險評價指標分為腐蝕、第三方破壞、操作不妥和設計原因四個方面共60多個變量，通對管道運行期間發(fā)生事故統(tǒng)計，能夠對管道風險概率和后果進行定量評價。

同時，模型中風險變量不是一成不變，設計者強調應用者能夠也應該依據(jù)應用環(huán)境實際，對模型中考慮風險原因及分配權重做出必要調整。以適應評價對象特定環(huán)境。3.肯特風險評價模型--評價模型風險原因油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第37頁3.肯特風險評價模型--評價模型風險原因油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第38頁4.管道適用性評價技術管道發(fā)生腐蝕后，其管道剩下強度、剩下壽命、可靠性以及安全性等發(fā)生了何種改變，在確保管道安全可靠性同時，怎樣經濟安全地運行，需要進行含缺點管道作適用性評價。它是在管道腐蝕影響分析（腐蝕機理、腐蝕程度、腐蝕速率和缺點尺寸確定）基礎上以剩下強度計算方式進行。1）管道實用性評價技術方法對含有缺點管道是否繼續(xù)使用，以及怎樣繼續(xù)使用、檢測及維修周期做出定量評價。評價內容主要包含：管道失效分析、管道剩下強度評價、剩下壽命預測、可靠性分析以及風險管理等四大部分，是以當代斷裂力學、彈塑性力學和可靠性理論為基礎嚴密而科學評價方法。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第39頁4.管道適用性評價技術2）適用性評價實施結果包含定量檢測管道缺點，依據(jù)嚴格理論分析判定缺點對安全可靠性影響程度，對缺點形成、擴展及構件失效過程、后果等做出判斷。最終可按4種情況分別處理：（1）對安全生產不造成危害缺點允許存在；（2）對安全性雖不造成危害，但會深入發(fā)展缺點要進行壽命

預測，并允許在監(jiān)控下使用；（3）若含缺點構件降級使用時可確保安全可靠性要求，可降級使用；（4）含有對威脅可靠性缺點構件，應馬上采取辦法，返修或停用。適用性評價是對質量控制標準必要補充和完善，在確保安全情況下，可取得巨大經濟效益。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第40頁4.管道適用性評價技術3）適用性評價評價方法

（1）失效評價圖（FailureAssessmentDiagram）評價方法將評價點描于失效評定圖（FAD）上。每一點位置是施加載荷條件、缺點尺寸、材料性能函數(shù)。假如評價點位于失效評價圖坐標軸和失效評價曲線所組成區(qū)域，認為結構安全。反之，假如評價點落在是失效評價曲線外側，則結構可能不安全。采取描繪不一樣裂紋尺寸一系列評價點也可用來確定極限缺點尺寸。由這些評價點組成曲線與失效評價曲線交截點所對應缺點尺寸即為結構極限缺點尺寸。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第41頁4.管道適用性評價技術3）適用性評價評價方法（2）概率斷裂力學評價方法概率斷裂力學是斷裂力學與可靠性理論工程應用和相互滲透結果，研究當應力、強度、缺點尺寸及環(huán)境原因為隨機變量時，結構在給定壽命下破壞概率和可靠度。

國際上發(fā)展以概率斷裂力學為基礎適用性評價方法有美國空軍提出飛機結構抗疲勞開裂耐久性評價方法，英國Rolls-Roys企業(yè)用于航空發(fā)動機數(shù)據(jù)庫方法；美國西南研究院（SWRI）應力下隨機結構數(shù)值評價（NESSUS）等等。當前適用性評價方法研究熱點之一是概率斷裂力學應用。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第42頁4.管道適用性評價技術

適用性評價方法經典流程油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第43頁4.管道適用性評價技術4）適用性評價方法技術進展經濟性適用性評價方法。含有代表性有：（1）1988年CEGB-R6含有缺點結構完整性評價（2）1990年國際焊接協(xié)會（IIW）焊接結構適用性評價指南（3）1991年英國BSI-PD6493焊接結構缺點可接收性評價方法（4）1995年ASME-B31G確定腐蝕管線剩下強度手冊（5）1995年ASME–SectionXI核電站構件在役檢測規(guī)范（6）年APIRP579煉油與石化裝備適用性評價推薦做法這些方法主要是針對裂紋型缺點安全評價方法。多數(shù)采取了實效評價圖（FailureAssessmentDiagram）技術。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第44頁5.管道評價技術小結當前慣用評價方法為：完整性評價、風險評價、適用性評價相同點：

目標相同：都是為了確保管道安全運行

流程相同：基于歷史數(shù)據(jù)，找出可能微弱步驟，進行檢測，

再依照某一模型進行評價，得出結論。

不一樣點：

應用點不一樣：風險針對在役管道某個時段全部可能項目；

適用性針對有缺點在役管道，考慮運行條件；

完整性在全生命期，針對管道全方面運行環(huán)境。

側重點不一樣：

風險評價側重于管道失效概率，考慮失效后果；

適用性側重于管道管體情況，以剩下強度為主；

完整性考慮全方面，側重于管道處于完整狀態(tài)

考慮，以確保管道長久安全運行。

油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第45頁6.管道管理技術小結—完整性油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第46頁6.管道管理技術比較油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第47頁6.管道管理技術比較在役管道管理技術可分為兩類：一是以完整性評價技術為關鍵完整性管理，二是以風險評價技術為關鍵風險管理。兩類方法思緒相同：識別/檢測->評價->辦法，而且都需要檢測，但完整性管理針正確是管道全部運行原因，考慮是確保管道連續(xù)運行需要；風險管理針對管段整體中有風險項目，考慮失效后果，基本方法是計算失效概率。兩類方法有逐步融合到完整性管理趨勢。

完整性管理是一個主動預防管理方法，是先進管理經驗總結提煉，已被國際上眾多管道企業(yè)所采取。另外，完整性管理十分重視管理過程連續(xù)性，強調在管線生命期設計、建造、運行直至報廢等各個階段都要進行連續(xù)不停地管理。而風險評價主要是在管道運行期間，更重視管道當前安全情況。強調對當前管道可能存在風險進行識別、風險評價，對不一樣風險及后果應用風險接收判據(jù)，采取有針對性風險控制辦法，使風險減低到能夠接收程度。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第48頁6.管道管理技術比較油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第49頁6.管道管理技術比較適用性評價完整性性評價風險評價油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第50頁四.在役油氣管道風險管理

案例介紹PipelineRiskManagementTechnology油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第51頁1.西氣東輸管道完整性管理管道完整性管理實施概況：1）建立了完整性管理規(guī)范，編制了完整性管理文件體系。2）建立完整性管理信息平臺整合了地質災害風險評定、管道本體腐蝕管理等軟件，含有管理全部現(xiàn)實狀況及歷史數(shù)據(jù)能力，可提供三級應用分析。3）開展了管道風險評定完整性管理于年開始實施。過程中，在地質災害風險評定、第三方風險評定、管道本體腐蝕控制及地質災害監(jiān)測等方面取得了很多結果。評價工作分三個階段。初步評定。識別高風險管段

詳細風險評價和確定降低風險方案。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第52頁1.西氣東輸管道完整性管理經過上述工作，能夠得到以下結果：可對管道各段因破壞可能產生后果進行量化分析；可識別管道沿線對人員存在高風險管段；可依據(jù)這些管段現(xiàn)有設計來估算管道破壞頻率；有利于準確確定高風險管段風險度和風險度超出可接收標準管段；對所識別不可接收高風險管段，選擇既能夠降低風險又能夠實施改進方案，對設計方案進行調整。對于風險度非常低管段，能夠在不顯著增加風險度前提下，考慮降低施工與長久維護費用方案。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第53頁1.西氣東輸管道完整性管理對西氣東輸管道進行風險評價，帶來了以下益處：可確定所設計管道對鄰近人口風險度是否到達國際上認可可接收風險度標準，確保投資方在管道設計階段就到達國際安全標準；以最經濟設計方法最大程度地降低管道造成人員傷亡和中止供氣風險；當管道因意外事故發(fā)生破壞時，業(yè)主能夠證實管道安全問題在設計、運行階段已經作了充分考慮，從而使業(yè)主在訴訟中得到法律保護；能夠在不降低管道安全性條件下制訂較經濟運行維護方案。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第54頁2.秦京輸油管道風險評價1）秦京輸油管道概況

秦京線于1975年6月15日建成投產，全長349.19km，管徑Φ529mm，管材為16Mn螺旋焊縫鋼管，壁厚7mm。外壁采取石油瀝青玻璃布防腐，外加電流陰極保護。全線設有秦皇島站（油庫）1座，昌黎、遷安、豐潤、寶坻、大興輸油站5座，房山輸油末站（油庫1座），陰極保護站8座，閥室2座。管道沿線穿越河流40處；跨越大型河流1條、水渠2處；穿越鐵路16處，公路63處。全線（除秦皇島站）采取先爐后泵工藝流程，輸油能力已由原來設計600X104t/a提升到750X104t/a，可實現(xiàn)分段和全線密閉輸油工藝。站內輸油參數(shù)實現(xiàn)自動采集、集中控制，并將各站主要運行參數(shù)上傳到調度室。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第55頁2.秦京輸油管道風險評價2）秦京輸油管道風險評價概況經過30年運行，防腐層老化、破損造成管道大范圍腐蝕。期間用漏磁變形和腐蝕檢測設備進行了全線檢測。發(fā)覺管道腐蝕比較嚴重，有大量大面積腐蝕。共發(fā)覺發(fā)覺壁厚降低在3.5mm以上嚴重腐蝕點有16處，壁厚降低在1.75～3.5mm之間腐蝕點有59處；另外還有大量壁厚降低在1.75mm以下輕度腐蝕存在。應用腐蝕穿孔風險評價模型，對檢測數(shù)據(jù)進行定量計算當前秦京線風險。在1998，1999年和年對局部腐蝕嚴重管段進行了大修，對一些缺點進行了補強修復，所以在原有數(shù)據(jù)基礎上應進行了修正，防止所以產生誤差。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第56頁2.秦京輸油管道風險評價2）秦京輸油管道風險評價概況評價管線腐蝕穿孔失效是按照風險分段標準將管道分成幾段，對每段腐蝕缺點進行統(tǒng)計分析，得出每段管道腐蝕穿孔失效概率。依據(jù)腐蝕穿孔失效概率計算模型，取秦京線參數(shù)以下：直徑529mm，壁厚7mm，屈服強度388MPa，許用應力288MPa，依據(jù)管道平均承壓，腐蝕缺點最大允許深度5.6mm。缺點尺寸以及實際壓力數(shù)據(jù)已由檢測及仿真軟件計算得出。因為秦京線只進行了一次內檢測，軸向和徑向腐蝕速率只能進行平均預計。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第57頁2.秦京輸油管道風險評價3）秦京輸油管道風險評價結果由事故樹可知，穿孔、斷裂為各自獨立風險原因，相加計算其總風險。80個管段風險評價結果表明，有29段風險高于風險可接收標準上限值1×10-3，必須馬上采取有效辦法降低風險。風險組成和按風險由高到低排序情況及其主要原因。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第58頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理為確管道安全，Gasunie企業(yè)開發(fā)了管道完整性管理系統(tǒng)PIMSLIDER。完成存放、檢索和處理相關數(shù)據(jù)，確保了對管線進行精度高，重現(xiàn)性好，節(jié)約時間完整性分析和風險評價。

系統(tǒng)另一個功效是應用完整性數(shù)據(jù)庫，對管道實施預先評價。這種含有特征和/或環(huán)境條件數(shù)據(jù)檢索功效，大大增加訪問數(shù)據(jù)范圍，確保評價過程能夠經過統(tǒng)計方法來改進評價可靠性，降低管道檢測、維修和開挖費用。在實施預評價階段，使用DA模塊可幫助操作人員搜集和分析需要數(shù)據(jù)，以確定管道當前風險情況。經過數(shù)據(jù)搜集和對現(xiàn)有數(shù)據(jù)可視化，確定出適當ECDA分區(qū)。另外，搜集到數(shù)據(jù)被用來結構與管道相關參數(shù)SRA模型。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第59頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理在間接檢測步驟中，用戶使用DA模塊存放和分析地面方法檢測數(shù)據(jù)，以確定防腐層缺點嚴重性和位置，以及管體腐蝕可能性。對于每種地面檢測技術，針對ECDA方法不確定性主要起源，對遺漏缺點點和虛假指示情況進行統(tǒng)計，減小甚至消除這些不確定性。在直接檢驗階段，經過進行有針對性開挖，采集數(shù)據(jù)，評價腐蝕真實性。隨即，應用ECDA模塊更新相關檢測技術性能、缺點數(shù)量和缺點點腐蝕速率等內容及其相關參數(shù)?；诜治鼋Y果，為每個管段重新計算失效概率，經過DA模塊對完整性管理提供數(shù)據(jù)支持，確定是否和怎樣采取減緩辦法。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第60頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理背景：Gasunie在荷蘭境內有約12,000km高壓管線，1960-1980期間建設。伴隨服役年限增加、腐蝕及機械損傷等原因，造成防腐層老化、管壁減薄情況深入惡化。大約50%可進行內檢測，年開發(fā)管線完整性分析系統(tǒng)。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第61頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理PIMSLIDER

系統(tǒng)由若干個功效模塊組成，以Slider模塊為關鍵。功效覆蓋數(shù)據(jù)管理（管線、環(huán)境、事故等數(shù)據(jù)）、CP系統(tǒng)監(jiān)控、ILI數(shù)據(jù)分析、缺點評價、風險量化計算以及經濟原因分析等諸方面全過程。各模塊功效是：SLIDER模塊（含Arclib數(shù)據(jù)庫）為系統(tǒng)關鍵，完成管道相關全部數(shù)據(jù)存放及處理。該模塊主要用來進行信息檢索，對數(shù)據(jù)間關系進行追蹤查詢。CP教授系統(tǒng)

對現(xiàn)有CP系統(tǒng)功效和效率進行分析。其建模功效支持工程師為管道建設和調整CP系統(tǒng)時進行設計。CP教授系統(tǒng)從Slider中獲取數(shù)據(jù)。它還對CP站進行最優(yōu)運行計算，以確保CP系統(tǒng)可靠和高效地運行。GDLI模塊

全部過去發(fā)生在Gasunie管線上管道事故均存放在GDLI數(shù)據(jù)庫中，GDLI模塊設計分析和可視化這些事件。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第62頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第63頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理Inpipe內檢測數(shù)據(jù)處理模塊用于對管道進行ILI檢測所取得任何種類缺點數(shù)據(jù)分析。它含有在管道三維模型上，與準確位置映射相關管道內數(shù)據(jù)處理和顯示特征。支持以ASMEB31G和RSTRENG方法進行管道剩下強度。修復教授

支持管道缺點評價，定義最為適合維修方法和程序。對缺點評價能夠是利用由ILI缺點幾何數(shù)據(jù)，也能夠是使用間接檢測工具原始數(shù)據(jù)。對屢次ILI檢測，缺點評價可對不一樣階段數(shù)據(jù)進行評價?？蓮慕洕嵌葋韮?yōu)化檢測和維修過程。PSL模塊

基于“燃氣管道風險評價PIPESAFE模型”危害和風險評價軟件包，為風險管理關鍵。基于Slider數(shù)據(jù)庫，對任何管道進行風險量化計算。還能夠使計算在管道上已經采取辦法風險減緩效果。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第64頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理風險教授系統(tǒng)該模塊是一個對管段按風險進行排隊工具。完成風險評價后，也用于維護和檢測優(yōu)先次序排列。基于方法是采取區(qū)分和定量化威脅和后果數(shù)學模型。威脅可能性是基于操作經驗、教授判斷和行業(yè)經驗來進行定量。直接評價模塊DA模塊是基于NACEECDA標準并結合SRA來開發(fā)。ECDA處理管線基礎數(shù)據(jù)，各種現(xiàn)場檢測和評價等數(shù)據(jù)，結合貝葉斯統(tǒng)計SRA模型，對信息進行量化處理。支持管理者制訂最正確檢驗程序，提升管道可靠性和節(jié)約檢測費用。針對失效模式，DA模塊對外腐蝕失效進行建模。其它失效模式影響則以常量形式加以處理。最終將全部ECDA分區(qū)集成在一起，計算管道失效摡率。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第65頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第66頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理外腐蝕模型與檢測進行外腐蝕直接評價遵照是NACE標準。對于其它DA方法，如ICDA和SCCDA可將評價模型加入PIMSLIDER中去。外腐蝕是威脅管道安全主要原因。當防腐層存在缺點、CP保護不夠，在雜散電流、交流干擾、氧化還原菌(MIC)、拉伸應力(SCC)、CP屏蔽或過保護等情況下，管體就有可能腐蝕。外腐蝕檢測是管道確定風險主要伎倆。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第67頁3.荷蘭Gasunie高壓輸氣管網風險管理案例啟示Gasunie企業(yè)開發(fā)管道完整性管理系統(tǒng)，成功地處理了不能進行內檢測管道風險管理問題。從該案例中得到啟示是：大量不能內檢油氣管道，在已經有管道歷史數(shù)據(jù)基礎上，應用SRA概率統(tǒng)計模型能夠處理數(shù)據(jù)不足問題，對處理油田管道風險管理數(shù)據(jù)起源有著很大借鑒意義。遵照ECDA規(guī)范，應用間接檢測技術（DCVG/CIPS）可有效地進行腐蝕檢測，結合開挖驗證能夠得到全方面管道數(shù)據(jù)，用于更新數(shù)據(jù)庫內相關腐蝕等數(shù)據(jù)，為風險管理奠定堅實基礎。結合GIS系統(tǒng)應用，能夠提升管道腐蝕檢測數(shù)據(jù)和風險評價流程可視性，數(shù)據(jù)庫技術應用是風險管理必要基礎工具。基于運行和檢測數(shù)據(jù)，經過風險管理實現(xiàn)管道維修技術方案制訂和輔助決議是可行，也是今后發(fā)展必定方向。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第68頁五.大慶油田油氣管道

風險管理及預警技術

方案提議PipelineRiskManagementTechnology油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第69頁

1.油田油氣管道安全管理特點老油田在油氣管道安全管理上突出問題是：安全與效益矛盾日益尖銳。首先，管網系統(tǒng)老化帶來維護量增加和運行成本上升；出于安全考慮，頻繁更新維護致使投資增加。另首先，控制成本降低投資成為老油田提升效益主要伎倆。除此之外，油氣田管道與長輸管道比較，在風險管理方面，存在以下詳細差異：（1）敷設與運行環(huán)境比較惡劣，保護情況相對較差。（2）礦區(qū)內管道風險對人身安全影響僅在個別高風險地

區(qū)存在。確保正常生產、保護環(huán)境與成本控制成為風險管理主要目標。（3）對于大多數(shù)中小口徑管網系統(tǒng)，大口徑長輸管道

監(jiān)、檢測伎倆往往無法實施。油氣田在役油氣管道風險管理與預警技術第70頁

2.實施管道風險管理和風險預警技術路線