美国和加拿大油气管道判废经验启示

通过在美国和加拿大开展油气管道废弃问题的案例调研、咨询以及问卷调查,了解了两个国家油气管道废弃现状,从管理理念、参考指标、决策流程、监管要求、法律法规制定以及环境管理等多个方面总结了两国油气管道判废经验。为了促进中国油气管道判废管理与技术的发展,参照美国和加拿大油气管道废弃方法,根据中国油气管道运行现状,提出中国今后开展油气管道判废研究的重点是依据当前油气管道格局和完整性管理的水平,建立综合评估判废决策机制,从而高效指导管道运营企业科学决策老龄油气管道的废弃工作。     

油气管道判废的相关问题

管道废弃是管道全生命周期管理不可缺少的环节,是管道运行维护的重要组成部分。针对如何科学判定老龄管道是否废弃,即管道判废问题,开展了全面的调查研究。通过对国内外相关法律、标准、案例及专家问卷调查结果进行分析,得到了国外管道废弃判定的主要依据:资源和市场、运行的经济性、管道的安全状况。当前,国内开展油气管道判废研究,需要重点解决3个关键问题:判废启动条件、判废工作流程、判废准则,即基于管道运行风险和管体完整性状况,建立管道技术状态、运行风险的可接受指标,提出管道判废评估方法和准则。     

美国油气管道基本失效概率评估方法及启示

为充分利用油气管道历史失效数据,减少失效概率评估过程中的主观性,提出油气管道基本失效概率的概念及评估方法。对美国管道及危险物品安全管理局数据库的油气管道里程数据、事故数据及失效因素数据进行全面分析,采用基于事故统计的方法评估油气管道基本失效概率。结果表明:美国危险液体管道、输气集气管道、配气管道发生一般事故的基本失效概率分别为1.29次/(10^3 km·a)、2.17次/(10^4 km·a)及4.08次/(10^5 km·a),发生较大事故的基本失效概率分别为4.58次/(10^4 km·a)、1.41次/(10^4 km·a)及2.38次/(10^5 km·a),发生重大事故的基本失效概率分别为9.09次/(10^6 km·a)、9.79次/(10^6 km·a)及1.11次/(10^5 km·a)。美国基本失效概率可作为油气管道失效概率评估的基准线,也可作为风险可接受标准的依据,但不能直接应用于中国管道风险评价,需对其进行修正,建立适用于中国管道的失效数据库。     

油气管道判废方法研究进展

中国早期建成的油气管道存在老化严重、故障频繁、运营成本高等问题,为了提高其安全性和经济性,必须对老龄化管道进行判废考量。通过调研国内外油气管道判废的研究现状,提出了科学的管道判废方法应该由评价模式、指标体系、评价方法及废弃准则4部分组成;可从适用性、完整性、风险性/可靠性、经济性及合法性几方面量化油气管道的判废程度,建立管道判废评价模式及其对应的关键指标;根据常规判废评价方法的特点,分析了现有4种常用判废方法的优势和不足,推荐了不同判废评价模式可以采用的评价方法,以期为建立科学、系统、合理的判废方法提供依据。     

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.     

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。     

易凝高粘原油管道凝管失效风险分析

采用事故树方法对易凝高粘原油管道发生凝管失效的各种因素进行了分析,并定量计算了发生失效概率以及发生凝管事故造成的各种经济损失。利用凝管失效风险分析结果,可以有效指导易凝高粘原油管道的安全运行,并为管道的维护与安全性评估提供科学依据。     

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。     

局部腐蚀油气管道失效压力的计算方法

针对管道局部腐蚀导致的失效事故越来越多,而国际上尚无适用于局部腐蚀油气管道失效压力分析评价方法的问题,验证了非线性有限元法评价局部腐蚀的可靠性,运用该方法分析了局部腐蚀半径及局部腐蚀深度对管道失效压力的影响。借鉴平板加强筋强化理论,以数值模拟数据为基础,建立了一种局部腐蚀油气管道失效压力计算方法,与B31G(修订版)、DNV-RP-F101以及新近开发的PCORRC为代表的评价规范计算结果的对比表明:拟合得到的局部腐蚀油气管道失效压力计算方法误差小,且误差分布均匀,可以满足局部腐蚀油气管道失效压力的预测要求。     

国外油气管道废弃方法及启示

针对中国部分管道面临废弃但尚无管道弃置实际操作经验的问题,对国外油气管道废弃经验进行了调研,总结了国外陆地和海底管道废弃方法:陆地管道首先根据废弃矩阵初步确定其废弃方法,然后对管道进行现场评估,综合考虑管道使用现状、废弃成本、环境等多方面因素,对最初确定的废弃方法进行修正,二次确定最终的管道废弃方法;海底管道废弃处理方法主要取决于当地环境保护法律法规的相关规定,大部分海底管道均采用原地废弃的方法,而部分位于特殊位置的海底管段需要进行拆除。同时,提供了不同类型油气管道的废弃实例,可为中国油气管道的废弃处理提供参考。     

油气输送管道的失效事故及典型案例

介绍了国外油气输送管道的失效及预防其失效事故报告的规定。重点介绍了油气输送管道失效事故的类型及国内外典型案例。建议加强油气输送管道的安全法规建设。     

原油管道外腐蚀风险评价

介绍了应用解析法评估腐蚀管道失效风险的方法,根据ASME B 31 G和DNV等规范建立了腐蚀管道失效概率计算模型,结合国外管道事故统计结果,应用伯努利能量方程建立了后果评价模型,论述了建立风险可接受标准的方法.     

油气输送管道的失效事故及典型案例

介绍了国外油气输送管道的失效及预防其失效事故报告的规定.重点介绍了油气输送管道失效事故的类型及国内外典型案例.建议加强油气输送管道的安全法规建设.     

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。     

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。     

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。     

气液两相流管道内腐蚀失效概率计算方法

气液两相流管道广泛存在于油气开采和集输过程中,确保其安全可靠运行具有重要的理论和工程意义。在所有失效类型中,内腐蚀缺陷是造成气液两相流管道结构失效的主要原因之一。将管道内腐蚀速率预测模型与结构可靠性评价方法相结合,对气液两相流管道进行内腐蚀失效概率计算:针对气液两相流的流动特征,采用流体相平衡模型、气液两相流模型及腐蚀速率预测模型,计算气液两相流管道在不同流型下的内腐蚀速率;基于ASME B31G-1991《腐蚀管道剩余强度评价方法》中推荐的腐蚀缺陷极限状态方程,考虑管道运行和制造中存在的不确定性,并结合腐蚀速率计算结果,采用蒙特卡洛方法计算管道发生小孔泄漏和爆裂的失效概率。将提出的内腐蚀失效概率计算方法应用于某气液两相流管道,结果表明当缺乏有效的内检测数据或实际管输工艺发生变化时,该方法能够有效预测失效概率,保障油气管道输送安全。     

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)