现行设计系数对中俄东线OD 1422mm管道的适用性

中俄东线天然气管道工程是大口径(OD 1 422 mm)、高压力输气管道,涉及新工艺、新管材的应用,按照目前我国管道设计标准规定的设计系数确定的管道壁厚能否保证管道安全运行,是其设计过程中的技术难题之一。利用我国天然气管道可靠性设计与评价技术研究成果,结合中俄东线OD 1 422 mm管道途经地区等级、管材性能、建设及运行维护参数,依据现行设计系数计算得到中俄东线天然气管道工程的3种管道壁厚分别为21.4 mm、25.7 mm、30.8 mm。基于可靠性方法对管道失效概率进行计算分析,得到极端极限状态下管道失效概率分别为1.27×10~(-7)次/(km·a)、3.66×10~(-10)次/(km·a)、3.53×10~(-15)次/(km·a),均满足中俄东线天然气管道目标可靠度要求,表明按现有设计系数计算得到的管道壁厚对OD 1 422 mm管道设计是适用的,能够保障管道建成后安全平稳运行。     

油气管道并行敷设风险分析

针对中国计划并行敷设的某油气管道进行失效概率分析,以欧洲石油公司CONCAWE针对原油管道的失效统计结果和EGIG发布的欧洲天然气管道事故数据为基础失效概率数据,对其进行修正和调整,确定并行敷设的原油与天然气管道的失效概率修正值.根据天然气管道失效引起原油管道失效的事件树及概率,得到原油管道并行敷设时的失效概率为6.66×10-5 km/a,比单独敷设时的失效概率增大不超过0.9％.结合管道失效后果,计算管道并行敷设带来的附加风险,将计算风险与可接受风险进行对比,指出两条管道并行敷设是可行的.     

基于失效概率的老龄油气管道判废方法

服役年限较长的老龄油气管道事故频繁,结构安全性低,运维成本高,需要做废弃处理。提出了一种基于失效概率的老龄管道判废方法:广泛调研国内外油气管道事故数据,参考事故频率数据,推荐了管道基本失效概率,以目标管道或同期建设、运营环境相似的管道事故历史数据计算的失效风险概率作为判废评估指标,通过无量纲化的风险系数给出老龄管道废弃指导意见。该方法可实现油气管道定量判废评估,有效解决老龄管道的判废问题。     

油气管道可接受风险准则研究

风险评估是管道完整性管理的基础和核心技术,而风险可接受判据是风险评估中必须解决的关键技术问题。按照风险的最低合理可行(ALARP)原则,结合中国油气管道实际,基于历史事故数据统计分析,提出了中国油气管道风险可接受准则。推荐个体风险可接受的临界值为10-6,可容忍的临界值为10-4;给出了社会风险可接受判据的F-N曲线模型,即死亡人数(N)和超越概率(F)关系曲线。建议加强油气管道失效信息数据库建设,做好历史失效事故数据的积累和统计,对管道风险评估具有重要意义。     

基于故障树与贝叶斯网络的川气东送管道风险分析

为了视情排查川气东送管道关键危险源,保障天然气安全平稳输送,对川气东送管道的事故风险开展评估。提出了一种基于故障树与贝叶斯网络相结合的管道事故风险分析方法:将故障树分析清晰的因果建模能力和贝叶斯网络强大的动态更新能力相结合,根据川气东送管道的设计、运行及维护实际情况,建立了川气东送管道事故致因模型;将模型映射至贝叶斯网络,分析得出川气东送管道事故风险为1×10~(-3)等级,其中腐蚀是川气东送管道事故的第一风险因素;通过概率更新分析,得出了5条关键失效致因链。关键风险因素和失效致因链的得出对管道运行现场的危险源排查和风险预防具有指导意义,但仍不够精确,需进一步统计分析基本失效事件的概率数据,以得出更加准确的风险评估结果。     

国内外长输油气管道失效对比北大核心

全球油气长输管道正向着更大口径、更高钢级、更高压力方向发展,一旦发生失效事故将会导致重大经济损失、人员伤亡及环境污染。通过对美国、欧洲以及中国石油油气长输管道失效数据的收集、整理、统计,采用国际通用的曝露值及5年移动平均失效率计算方法,计算国际管道管理较为成熟的美国、欧洲失效频率,并与中国石油管道失效频率进行对比,以提高中国管道安全管理水平。对比分析国内外长输管道失效原因,寻求中国油气管道关键安全技术与管理对策,不断优化中国管道管理体系,对中国管道企业乃至整个油气管道行业调整风险减缓措施和提高安全管理水平都有重要意义。     

考虑失效相关性的管道腐蚀故障树新算法

为了预测管道腐蚀失效的发生及合理控制管道腐蚀,对油气管道腐蚀危害因素进行分析,建立其失效故障树。考虑到基本事件失效概率的准确性对故障树计算重要性的影响,引入D-S证据理论和Atanassov直觉模糊基本理论,对基本事件模糊概率计算方法进行改进。为提高故障树最小割集及顶事件失效概率的计算精度,建立基于修正的哈马邱尔积算子的最小割集基本事件并联系统失效概率分析模型,提出利用考虑基本事件的属性和分类的排序组合方法,求解多基本事件组合失效概率。研究结果表明:该方法可大幅提高顶事件失效概率的计算精度,为油气管道腐蚀的有效防护提供理论依据。     

中国石油油气管道失效数据管理问题及对策

中国石油对于重大事故的分析与经验分享较为重视,但缺乏对于较轻微事故或事件的分析、发布和共享,不利于发现事故／事件规律,难以保障油气管道等生产设施的本质安全。通过分析国内外油气管道失效数据库的建立与使用情况,阐述了建立、维护油气管道失效数据库的重要性,总结了当前中国石油油气管道失效数据库存在的问题,包括管理标准缺失,缺乏体系约束与政策激励。结合美国、加拿大、欧洲、英国等失效数据库的失效定义、上报流程以及国内管道行业失效信息收集的实际情况,给出了中国石油油气管道失效数据库的进一步推广建议。     

国内外长输油气管道失效对比

全球油气长输管道正向着更大口径、更高钢级、更高压力方向发展,一旦发生失效事故将会导致重大经济损失、人员伤亡及环境污染。通过对美国、欧洲以及中国石油油气长输管道失效数据的收集、整理、统计,采用国际通用的曝露值及5年移动平均失效率计算方法,计算国际管道管理较为成熟的美国、欧洲失效频率,并与中国石油管道失效频率进行对比,以提高中国管道安全管理水平。对比分析国内外长输管道失效原因,寻求中国油气管道关键安全技术与管理对策,不断优化中国管道管理体系,对中国管道企业乃至整个油气管道行业调整风险减缓措施和提高安全管理水平都有重要意义。     

成品油管道周边区域个人风险分析

为了对成品油管道周边区域个人风险水平进行量化计算,建立了成品油管道个人风险计算模型,并给出了计算流程。成品油管道个人风险计算模型设定了各类危害因素的管道基准失效频率,采用对基准失效频率修正的方法计算管道失效频率;根据管道泄漏孔尺寸,将管道泄漏类型分为微孔泄漏、中孔泄漏、管道破裂泄漏3类;对管道失效危害后果进行计算,主要包括泄漏速率、引燃概率、火灾热辐射、热辐射伤害。在管道失效频率和失效危害后果计算的基础上,计算得出管道周边区域个人风险,并明确其是否处于可接受水平。该模型计算个人风险需要依赖于管道失效数据库的事故统计,建议加强中国油气管道失效数据库建设。(图3,表5,参20)     

长输天然气管道的安全问题及其对策

针对长输天然气管道的特点，介绍了不同的站场和管道发生故障和事故的情况、概率及可能对输气系统造成的影响。列举了国内输气管道近年来发生的典型事故和加拿大的几个典型管道事故案例，通过事故原因分析，并针对我国天然气管道的实际状况，提出了在设计、施工及运行阶段降低故障和事故发生的对策及建议。     

欧洲天然气管道发展特点及事故原因

根据对欧洲天然气管道事故数据组织EGIG的输气管道事故报告的分析和总结,在汲取国外天然气管道事故教训和学习国外天然气管道建设经验的基础上,对国内天然气管道的发展提出了建议。采用事故统计分析的方法,并结合图表,分析了天然气管道总体和局部范围内的事故变化特点和趋势,总结出5种基本原因导致天然气管道事故的失效频率。认为在通过优化管道建设提高本质安全的同时,还应通过管道泄漏监控技术及时发现管道泄漏情况,通过安全预警技术及时预判可能发生的泄漏事故。此外,针对国内天然气管道建设及安全运行管理等方面提出了5条建议,可为国内天然气管道的发展提供支持。（图4,表3,参8）     

油气管道危害辨识故障树分析方法研究

建立了油气管道失效故障树,研究了故障树定性和定量分析的方法。介绍了油气管道危害辨识涉及的相关概念和管道危害识别流程,简要说明了管道危害辨识所要收集的资料和管道分段原则。根据故障树分析原理,以“管道失效”为顶事件,“穿孔”和“破裂”为次顶事件建立了油气管道失效故障树,通过对故障树的定性分析,发现引起管道失效的主要原因有第三方破坏、腐蚀、管材缺陷、自然灾害等。在油气管道失效故障树定性分析的基础上,对油气管道失效故障树进行了定量分析。提出了用改进的专家判断法来确定管段失效基本事件概率,并将模糊概率概念引入其中。利用层次分析法来确定专家意见权重,并用此权重来修正专家意见。在确定管道失效概率时,考虑到最小割集中基本事件独立性和相关性,分别建立了油气管道失效的事件独立性概率模型与事件相关性概率模型,并建立了基本事件概率重要度系数的数学模型。     

俄罗斯干线管道建设及其安全性

管道已成为输送石油、天然气和成品油的首选方式,而管道安全运行是管道运营管理的首要条件.介绍了俄罗斯的石油、天然气、成品油和氨干线管道的建设概况,分析了干线管道的事故状况和原因,旨在为我国油气管道在日常运行的安全监测、管理和防护等方面提供可以借鉴的经验.     

“树生”事故致因理论模型

事故致因理论是认知事故、预防再次发生类似事故的理论基础,当前国际上存在事故因果连锁理论等多种事故致因理论,但在分析事故致因方面都存在一定的局限性,无法从本质上发现问题和实现针对性预防。为此,根据对油气管道及建筑结构等事故的研究分析,提出了一系列新的致因分析基础准则、分析流程和“树生”模拟逻辑模型,认为可以按照树的枯死或干枝折断等模拟逻辑关系分析事故致因。该理论准则与传统准则在事故根本原因、直接原因、间接原因的定义以及识别内容等方面存在差别,更有系统性,避免了致因的遗漏或偏离,更利于分析事故深层次的原因,找出控制事故的关键。依据该理论,对某油气管道开裂、三丰大楼倒塌等事故进行分析,验证了其适用性,显示了其在分析事故中的优势。该理论的提出为今后分析工业结构失效事故提供了一套新的理论方法。（图2,表2,参22）     

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.     

油气管道机械损伤引发事故与预防措施

国外对油气钢质管道机械损伤的研究较多,统计分析了美国、加拿大和欧洲自1991年以来的油气管道事故及其原因,其中机械损伤是引发陆上管道事故的最主要原因之一,但事故次数在近20年呈下降趋势。系统梳理了国外在预防管道机械损伤方面的先进技术和经验,为减少外界对管道的干扰,重点关注管道在制造、运输、施工、运营及维护过程中有效管理程序和机构的建立,而呼叫系统、公众警示程序和开挖程序是目前的重点研究方向。同时,国外非常重视管道行业组织在预防管道机械损伤方面的作用,美国的CGA和PIPA,欧洲的CONCAWE和EGIG就是典型例证。     

成品油管道水击超前保护优化方案

成品油管道发生泵站意外停电事故后通常执行水击超前保护程序,该保护方案对管道的安全性有决定性影响。为了确保管道从事故前稳态安全平稳过渡到事故后较优的运行状态,需要制定最佳的水击超前保护方案。对成品油管道泵站意外停电水击工况进行分析,以水击事故发生后下一稳态时输量最大且各调节阀节流压力之和最小为目标,建立优化模型,相应的约束条件为全线不超压、不汽化。模型求解采取两种不同策略:事故站下游以各站出站压力最低为目标分别寻优,采用水力坡降线平移法求解;事故站上游以整体总节流最小寻优,为了提高求解速度,采用深度优先搜索法求解。以某成品油管道泵站意外停电事故工况为例,对该优化模型进行实例应用,并根据优化结果制定水击事故过渡过程的控制逻辑,并使用仿真软件SPS验证了控制逻辑的合理性,表明该优化模型合理可靠。     

长输管道失效故障树分析

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树。通过对故障树的分析,求出故障树的各阶最小割集,并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。