地震地区长输天然气管道失效风险分析与评价

在分析了地质灾害对长输天然气管道危害的基础上,借鉴地质灾害风险评价方法,将地震灾害的风险要素归纳为成灾背景、致灾体活动、受灾体特征、破坏损失和防治工程5个方面.从多角度、多因素出发,对影响管道安全并可能导致管道失效的各项因素进行了较为全面的分析,构建了较为完善的管道失效后果评价指标体系,并针对管道震害的主要形式细化部分指标.在震害率分析的基础上,确定了埋地管道震害破坏等级划分和对应失效概率的范围,实现了基于风险矩阵方法的地震地区长输天然气管道失效风险等级评价.该方法能够对区域内长输天然气管道的震害风险做出概括性的评估.     

基于熵权法的新建长输天然气管道易损性评价

为了研究处于早期失效期的新建长输天然气管道风险分布规律,根据新建长输天然气管道的特点,将管道易损性影响因素归纳为4大类一级评价因子,即第三方破坏、施工遗留问题、管理缺陷、设计与误操作,并将一级评价因子进一步细分为23项二级评价因子,从而建立了多层次的新建长输天然气管道易损性评价指标体系。为克服传统权重赋值方法不考虑评价因子指标差异性的弊端,利用熵权赋值理论建立了适用于新建长输天然气管道的易损性评价模型。研究表明,该模型可以消除评价因子赋权过程中主观因素的不利影响,定量反映各评价因子的相互作用及指标取值差异性对管道易损性评价结果的综合影响。最后,通过实例验证了该评价方法的可行性。     

长输天然气管道泄漏事故后果评价方法与应用

基于层次分析法和模糊综合评价法,提出了一种长输天然气管道泄漏事故后果影响的评估方法。将长输天然气管道的泄漏后果划分为安全后果、经济后果和环境后果3大层次11个影响因素,建立后果评价指标体系,在PHAST等后果模拟计算的基础上使用层次分析法求取权值,建立等级评价矩阵,确定事故后果的主要影响因素,采用模糊分析法确定最终事故后果严重度,从而完整评估泄漏事故的后果。经实例验证,此方法有重要的工程应用价值。     

天然气管道失效的定量风险分析

提高天然气管道安全失效定量分析的准确性,对管道的安全运行与管理具有十分重要的意义。贝叶斯网络具有强大的建模分析能力,能够合理运用各种信息处理现有概率安全评价方法在描述系统多态性、非确定性、动态性等方面存在的问题。概述了天然气长输管道破坏的主要影响因素,运用事故树向贝叶斯网络转化的算法,建立了长输天然气管道贝叶斯网络定量分析模型,确定了管道失效概率的计算方法。在此基础上,运用HUGIN贝叶斯网络软件对某长输管道进行了案例计算和失效分析,实现了对事故树分析难以描述的事件状态多态性和逻辑关系非确定性的修正。     

基于可拓学的燃气管道土壤腐蚀性评价

以物元、可拓集合和关联函数等可拓学理论为基础,建立了燃气管道土壤腐蚀性综合评价的物元可拓模型,介绍了确定评价物元、经典域和节域、待评物元、关联函数、权重、待评物元综合关联度和评价级别的方法和步骤。以常州港华燃气某段长为23km的高压燃气管段为研究对象,选择含盐量、含水量、自然腐蚀电位、氧化还原电位和电阻率作为评价指标,利用该模型对对象管段沿线土壤进行综合评价,从综合关联度和变量特征值两个角度确定土壤的腐蚀性等级为IV级,说明该段土壤腐蚀程度较高,若在此处设置燃气管道,必须采取严格的防腐措施并定期实施无损检测。研究结果表明:物元可拓模型基本适用于燃气管道土壤腐蚀性的综合评价,但在合理制定评价标准,选取评价指标、关联函数及计算权重等方面,尚需深入探讨。     

天然气长输管道泄漏爆炸后果评价

由于腐蚀、自然破坏、人为破坏及本身缺陷等因素,输气管道易发生泄漏事故,其中蒸气云爆炸造成的失效后果最严重。为了评估天然气长输管道泄漏爆炸造成的物料损失、人员伤亡及财产损失,结合工程实例,对3种定量失效后果评价方法进行对比分析,确定了它们的应用条件和适用范围。分析认为:API 581失效后果评价方法评估步骤清晰简明,考虑因素全,应用范围广,评估结果优于ASME B31.8S-2001失效后果评价方法和爆炸超压-冲量法。该结论可为管道风险评价和完整性管理提供参考依据。     

沙漠地区天然气长输管道优化设计

基于沙漠地区天然气长输管道路线具体情况,在保证管道结构可靠性、满足天然气输送要求的基础上,综合考虑管道的基建投资费与年运营费,以设计寿命期内总费用现值最小为目标函数,建立了天然气长输管道优化模型,并利用MDOD优化算法进行求解,得到沙漠地区天然气长输管道的运行、管材以及敷设方式的最优工艺参数,从而有效地降低了沙漠管道的总投资并保证设计质量,提高了经济效益。     

腐蚀管道安全管理体系

参照国内外标准，腐蚀管道安全管理体系的内容结构可以分为可靠性评价、风险评价和完整性管理三个层次。与原管道相比，腐蚀管道的可靠性下降，其下降程度取决于缺陷的性质和分类。对于裂纹缺陷和体积缺陷，分别以材料强度指标和壁厚指标为门槛值进行评价，以获得和管道失效率有关的信息。风险评价是在可靠性评价基础上结合失效后果的综合评价，可以准确判断整条管道最危险的管段和确定最具威胁的失效原因，是有重点地开展管道完整性管理的重要依据。介绍了管道风险评价的目标、内容和准则，给出了用打分法和危险矩阵法获得管道风险值(等级)的实例，并给出了管道完整性管理的基本框架、内容和方法，重点讨论了腐蚀管道的完整性检测、评价方法和再评价周期等问题。     

长输管道失效保障树分析

长输管道在使用过程中受到杂质、应力、腐蚀介质等的作用，致使部分管段早期损坏，严重影响了管道的使用寿命。综合分析了引起管道发生失效的各个因素，建立了以管道失效为顶事件的原油管道失效故障时。通过对故障树的分析，求出故障树的各阶最小割集，以确定了长输管道的主要失效形式，提出了提高管道可靠性的措施。     

天然气长输管道投资风险定量评估

为满足中国未来油气管网建设发展投资决策的需要，亟需开发一种针对天然气长输管道项目投资风险的定量评估方法，从而为投资决策提供评估依据。为此，提出了基于蒙特卡洛法的投资风险评估流程，根据天然气长输管道项目的技术经济特征，构建了管道运输价格校核模式下的效益模型。以某大型天然气长输管道项目为例进行风险评估，通过专家打分法建立了项目投资风险因素识别清单，并量化了风险因素与等级划分；以三角分布函数作为概率分布函数，明确了设计输量、管道运输价格及建设投资作为输入变量，运用风险评估软件@RISK进行了模拟计算。计算结果表明：作为输出变量的财务净现值呈现一定的统计规律且趋向于正态分布，财务净现值大于等于0的概率为94.4%，说明该项目具有较好的盈利期望，同时具有较强的抗风险能力。模拟计算结果验证了基于蒙特卡洛法的定量评估方法的可行性及有效性，可为长输油气管道投资风险的定量评估提供参考。（图3，表4，参28）     

基于灰色层次分析法的长输管道风险评价

通过油气长输管道风险评价指标（因素）体系的综合分析,将灰色理论和层次分析方法结合,对管道风险指标因素进行定量评价。建立了基于灰色层次分析法的油气管道定量评价模型,用层次分析法确定指标的权重区间,并结合专家评分,对管道进行风险评定。将此方法应用于盘锦输油管道（曙光首站-东郭阀室段）,结果表明：最大危害因素为第三方破坏,其次为腐蚀破坏,而自然灾害和管道本身存在缺陷相对为较安全因素。灰色层次分析法综合了灰色理论和层次分析方法的优势,不仅可以对风险因素进行细化分析,而且灰色理论可以对各个指标因素的权重进行更灵活的处理,使得评价模型和评价过程更符合客观规律,评价结果更加准确可靠。（表6,参12）     

灰色关联分析在长输管道肯特风险评价中的应用

肯特管道风险评价法是一种半定量风险评价法,这种方法在我国的应用还处在起步阶段,其理论基础和应用技术都很不完善.为有效处理评分中存在的主观性和不确定性因素,将模糊综合评判法引入到管道风险评价中,通过对影响管道风险的评价指标(因素)体系的综合分析,确定了灰色综合评价的层次结构模型.构建了由第三方破坏指数、腐蚀指数、设计指数、错误指数、介质危险指数5大指标体系构成的管道系统风险综合评价指标体系,并采用层次分析与专家打分相结合的方法计算权重.在油气管道半定量风险评价中应用关联分析法,可以使评价结果更准确.     

基于主成分-聚类分析法的管道风险评价方法

为了更准确地开展油气管道风险评价，在论述主成分分析和聚类分析法基本原理的基础上，建立了基于主成分一聚类分析法的油气管道风险评价模型，并将此模型应用于我国某输气管道的风险评价。按照建立的风险评价流程，通过数值标准化和统计分析，降低了管道风险指标间的相关性和赋权主观性，提取了管道风险指标的3个主成分因子，然后结合指标间的相关性，最终给出了不同管段的风险分类和排序。基于主成分一聚类分析法的管道风险评价方法能够有效提高油气管道风险评价体系的可靠性和实用性，对于指导油气管道运营维护具有实际意义。（图2，表6，参6）     

某河流穿越管道爆裂失效事故分析

针对某长输天然气管道河流穿越管段爆裂失效事故,通过断口形貌、无损检测、化学成分、微观组织、力学性能分析以及有限元模拟计算等方法,进行事故原因分析.结果表明：该管段在穿越施工空管回拖过程中因承受某种集中载荷作用而使管体局部受力发生形变,产生局部屈曲失稳;该失稳管段在输气运行过程中,屈曲形变部位存在明显的应力集中,导致管体外壁形变硬化处的微裂纹扩展并失效.因此,管体失稳至裂纹扩展及防腐层破裂是管体泄漏失效爆裂的主要原因.（表4,图13,参15）     

中缅管道途经典型地质灾害影响区域的设计与建设

中缅油气管道是第一条敷设于滇西横断山脉地区的大口径、高压力长输油气管道,首次遭遇滇西复杂地形、复杂地质条件下的地灾群。介绍了该管道在地质灾害多发地段通过选用大变形钢管来提高管道本体抗应变破坏能力的做法,选取典型案例阐述了该管道在途经泥石流、滑坡、不稳定斜坡、危岩崩塌等各类典型地质灾害条件下时的敷设情形、地质灾害勘察结论、应对措施的选用和治理效果。以上设计建设方法与实践经验,对复杂地形和地质条件下的长输管道工程设计建设具有指导意义。（图4,参7）     

无人机技术在油气管道巡护中的应用

中国长输油气管道具有运行里程长、分布范围广、沿线环境复杂等特点,提高管道安全管理水平,尤其是有效的线路巡护,对于减少管道安全事故、降低管道安全风险、保障管道平稳安全运行具有重要意义。受油气管道沿线地理条件限制和自然环境影响,传统的人工巡护方式表现出一定的局限性,制约了巡护质量和效率。为了解决该问题,研究利用无人机技术对油气管道进行巡护的方法,并结合油气管道企业实际情况开展了可行性验证。结果表明:无人机巡护技术可以有效地弥补人工巡护方式的不足,同时降低巡护成本,提高巡护效率,能够促进油气管道企业现代化管理水平的提升,是未来管道巡护发展的重点方向。     

油气管道选线和风险评价相关法规与方法

油气长输管道合理选线是保证管道安全运行的基础,也是降低管道事故概率及沿线事故影响区域人员风险的重要措施.梳理了国内外油气长输管道选线法规与方法,总结了控制安全距离和管道自身安全性的两种管道选线原则,论述了其在不同国家的应用情况.综述了油气长输管道选线方法与步骤的研究进展,在选线中需考虑的主要因素,管道风险分析的发展历程,以及风险评价方法和风险可接受标准的研究进展.建议制定基于风险的选线标准,开展多目标优化算法研究,确定可接受风险标准,完善管道事故数据库.     

中俄东线天然气管道工程SCADA系统的设计与实现

长输油气管道的自动化控制水平直接关系着其生产运行安全与效率,中俄东线天然气管道工程通过创新实践开启了中国长输油气管道自动化控制技术的新篇章。以自动化控制系统的技术特点为主线,以具有代表性的油气长输管道控制系统为依托,回顾了中国长输油气管道控制系统关键技术的发展历程,介绍了长输油气管道自动化控制技术发展现状,并结合智慧化管道建设,展望了长输油气管道自动化控制技术的发展前景。中俄东线天然气管道工程北段各项设计指标均处于全球领先水平,从SCADA系统组成、结构、功能等的创新成果来看,其自动化控制系统代表了目前中国长输油气管道自动化控制技术的最高水平。     

基于GIS的动态指标管理在管道风险评价中的应用

为了增强燃气管道风险评价系统的可移植性,基于GIS和XML存储燃气管道失效动态指标数据管理技术,以ArcGIS为开发平台,设计并实现了燃气管道风险评价系统。系统主要由管道数据库管理、管道失效指标动态管理、风险性评价和统计分析4部分组成,具有数据输入与输出、查询统计结果、空间分析等功能,可依据建立的风险评价数学模型对管网进行半定量风险评估,实现对特定区域内管道风险的分等定级,从而为风险预警和事故应急预案的编制提供辅助决策依据。     

输气管道技术水平评价方法

提出了用管道的规模、技术先进性、环境保护、安全可靠性和效益5个方面以及20个一级指标和31个二级指标构成输气管道的评价指标体系,并以国内外著名管道为基准物,按评价指标体系评价了当前常用参数的输气管道工程实例.推荐采用工程模糊综合评判方法对天然气管道技术水平进行评价.