天然氣輸氣管道工程環境風險分析

環境風險評價是環境影響評價領域中的一種重要構成部分，伴伴隨人們對環境危

險及其災害的認識日益增強和環境影響評價工作的深入開展，人們已經逐漸從正常事

件轉移到對偶爾事件發生也許性的環境影響進行風險研究。

本項目重要環境風險來自天然氣的泄漏、火災、爆炸以及在運送途中口勺交通意外

風險也許帶來的環境影響。本次評價按照《建設項目環境風險評價技術導則》(HJ/T169

-2023)和《有關加強環境影響評價管理防備環境風險的告知》(環發[2023]152號)

的規定，對本項目也許發生的事故進行風險識別，同步針對最大可信風險事故對環

境導致的影響進行分析、預測及評價，以此提出事故應急處理計劃和應急預案，以減

少或控制本項目的事故發生頻率，減輕事故風險對環境的危害。

6.1環境風險識別

物質風險性識別

.1天然氣成分分析

本項目為天然氣輸送工程，原料天然氣由中國石油化工股份有限企業山東實華天

然氣企業提供，中石化目前供應山東日勺天然氣資源來自鄂爾多斯盆地，資源供應能力

設計產能為80Xl()M/a,管網輸送能力為50X10■/a,目前每年可以向山東提供天然

氣資源20Xl(Tni7a。根據建設單位提供的資料，本工程原料天然氣重要指標分別見表

6T。

表6-1原料天然氣構成表

成分CH,C2HBC3H8iCiHicnC.Hx.iC5HnC5HC；N2C02

含

92.8944.0290.6740.1150.Ill0.0530.0250.0910.5571.448

量%(vol)

低位熱值：34.41MJ/Nm3

高位熱值：35.02MJ/Nm3

本項目接受和輸送的天然氣為干氣，氣質狀況符合國家CB17820-1999《天然氣》

原則II級氣質，氣質參數見表6-2。

表6-2II級氣質參數表

項高位發熱總硫含量CO黑

HS(mg/m!)水露點

目（MJ/m3）（mg/m3）2（體積）

數在天然氣交接點口勺壓力和溫度條

值>31.4(2C0〈20<3件下,天然氣的水露點應比最低

環境溫度低5c

.2危險物質識別

由表9T可知，天然氣重要成分為甲烷，此外還具有微量乙烷、丙烷、氮氣和二

氧化碳；此外混合制冷劑由凡、C「C5等構成的混合物（由于可研階段尚不能確定其

混合制冷劑各物質組分比，故本次評價不對其進行分析）天然氣發生火宅事故不完

全燃燒產生COo本項目波及日勺甲烷、CO、混合制冷劑（乙烯、丙烷、異戊烷）的理

化性質及危險特性如下：

1.甲烷

甲烷理化性質及危險特性見表6-3o

表6-3甲烷重要性質一覽表

國際

21007CAS號74-82-8

編號

分子

CH中文名稱甲烷

式4

外觀無色無臭氣體分子量16.04

性狀

熔點-182.5°C沸點：-161.5°C蒸汽壓53.32kPa（-168.8°C）

閃

-188°C燃燒熱889.5kJ/mol

點

相

對密0.42（水=1）,0.55（空氣=1）溶解性微溶于水，溶于乙醇、乙醛

度

爆炸

5.3?15（v/v,%）定性穩定

極限

危險

4（易燃氣體）危險類別甲

標識

侵入

吸入

途徑

危險易燃，與空氣混合可形成爆炸性混合物。遇明火、熱源有燃燒爆炸危險。與五氧化浪、

特性氯氣、次氯酸及其他強氧化劑接觸劇烈反應。

燃燒

一氧化碳、二氧化碳

產物

接觸

前蘇聯MAC300nig/m3

限值

2.CO

一氧化碳理化性質及危險特性見表6-4。

表6-4一氧化碳重要性質一覽表

國際編

21005CAS號630-08-0

號

分子式C0中文名稱一氧化碳

外觀性

無色無臭氣體分子量28.01

狀

熔點-199.rc沸點:-191.4℃蒸汽壓309kPa/-180℃

微溶于水，溶于乙醇、苯等多種有機

閃點〈-50C溶解性

溶劑

相對0.79（水=1）,0.97（空氣=1）穩定性穩定

密度

爆炸極

5.3?15（v/v,%）危險標識4（易燃氣體）

限

侵入途

吸入

徑

危險特是一種易燃易爆氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆

性炸。

燃燒產

二氧化碳

物

接觸限

中國MAC30mg/m'

值

3.乙烯

乙烯理化性質及危險特性見表6-5。

表6-5乙烯重要性質一覽表

國際

21016CAS號74-85-1

編號

分子

中文名稱乙烯

式

外觀

無色氣體，略具燒類特有的臭味分子量28.06

性狀

熔點-199.1℃沸點：-191.4℃蒸汽壓4083.4kPa/0℃

閃不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，

-136℃溶解性

點溶于酷

ffl

對密0.61（水=1）,0.98（空氣=1）穩定性穩定

度

侵入

吸入危險標識4（易燃氣體）

途徑

危險易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆

特性炸的危險。與氨、氯等接觸會發生劇烈的化學反應。

燃燒

一氧化碳、二氧化碳

產物

接觸

前蘇聯MAC100mg/m：'

限值

4.丙烷

丙烷理化性質及危險特性見表6-6o

表6-6丙烷重要性質一覽表

國

際

21011CAS號74-98-6

編

號

分

子中文名稱丙烷

C3H?

式

外

觀

無色氣體,純品無臭分子量44.10

性

狀

熔

-187.6℃沸點：-42.1℃蒸汽壓53.32kPa/-55.6℃

點

閃

-104℃溶解性微溶液于水,溶液于乙醇、乙醛

點

相

對0.58Z-44.5℃（水=1）

穩定性穩定

密1.56（空氣=1）

度

侵

入

吸入危險標識4（易燃氣體）

途

徑

危易燃氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸H勺危險。與氧化

險劑接觸會劇烈反應。氣體比空氣重，能在較低處擴散到相稱遠的地方，遇明火會引著回

燃。

特

性

燃

燒

一氧化碳、二氧化碳

產

物

接

觸

前蘇聯MACBOOmg,//

限

值

5.異戊烷

異戊烷理化性質及危險特性見表6-7o

表6-7異戊烷重要性質一覽表

國

際

31002CAS號78-78-4

編

號

分

子CSH.2中文名稱2-甲基丁烷

式

外

觀無色透明H勺易揮發液體，有令人快樂

分子量72.15

性的芳香氣味

狀

熔

-159.4℃沸點：27.8℃蒸汽壓79.31kPa/21.1℃

點

閃不溶于水，可數量級溶于乙醇、乙

-56℃溶解性

點醒等多數有機溶劑

相

對

0.62/（水=1）,2.48（空氣=1）穩定性穩定

密

度

侵吸入、食入危險標識7（低閃點易燃液體）

入

途

徑

危

極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑能發

險

生強烈反應，甚至引起燃燒。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相稱遠的地方，遇明火

特

會引著回燃。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。

性

燃

燒

一氧化碳、二氧化碳

產

物

接

觸

前蘇聯MAC300mg/m3

限

值

.3天然氣毒理性分析

侵入途徑：吸入

天然氣重要成分是甲烷，甲烷對人基本無毒，只有在極高濃度時成為單純性窒息

劑。甲烷濃度增長能置換空氣而致缺氧。87%日勺濃度使小鼠窒息，90%使致呼吸停止。

80%甲烷和20%氧的混合氣體可引起人頭痛。當空氣中甲烷達25%?30%時，人出現窒

息前癥狀，頭暈、呼吸增快、脈速、乏力、注意力不集中、共濟失調、精細動作障礙,

甚至窒息。

「藝過程危險原因分析

.1站場工藝過程危險原因分析

萊州市第二氣源管道天然氣供氣工程天然氣輸送系統重要由輸氣管道和各類站

場構成，站場又可分為：末站、輸配氣站及配氣站等。

萊州市第二氣源管道天然氣供氣工程將設置10座站場。站內重要設備包括：過

濾分離器、計量裝置、清管器收發裝置、放空系統等；引起站場事故的重要危險、有

害原因體現為：站內管道破裂、站場設備故障和站場的設備泄漏等。引起這些事故的

重要原因有：

1.站場設備

由于本工程的工藝操作壓力最高達4MPa,且變化很大，因此存在由于過壓、疲

勞等引起歐I與壓力容器有關日勺事故；設備選型不妥、過濾分離器的質量直接關系到管

道運行日勺安全，要尤其注意其對本工程日勺合用狀況。

2.儀表

該工藝日勺控制關鍵是壓力自動監控系統。系統誤差過大，會導致誤判斷泄漏而切

斷管道輸送，導致不必要日勺經濟損失；當發生較小的泄漏時，如不能及時發現，將會

導致大日勺泄漏事故。

3.公用工程系統

假如出現停電時間過K或通訊系統故障，有也許對設備及管道運行帶來危害。

4.工藝廢氣排放

清管作業由于采用帶壓引球清管操作，會有少許輸送介質采用放空H勺方式排H3

排放量每次約幾十立方米。當管道發生事故需要事故排放時，采用放空方式。一旦系

統出現故障，就要將管道中氣體直排進大氣，當這些氣體與空氣混合到達爆炸濃度極

限時，存在爆炸危險。當管道運行壓力超過設定值時，會有泄壓排放，采用直接壓力

保護閥泄壓方式，氣體直接排入大氣環境，也有發生爆炸的也許性。

5.工藝操作

操作人員由于自身技術水平不高或責任心不強，導致誤操作或違章操作，也也許

引起事故。

.2長輸管道工藝過程危險原因分析

萊州市第二氣源管道天然氣供氣工程管道以埋地敷設方式進行輸送，埋深

1.2m?1.5m,具有隱蔽、單一和野外性日勺特點；輸送壓力達4MPa。根據長輸管道易

發事故不一樣的I特點，可將導致事故的危險原因提成如下幾類：

1.管道腐蝕穿孔

一般管道具有防腐層，使管材得到保護。不過，由于防腐質量差、管道施工時導

致防腐層機械損傷、土壤中含水、鹽、堿及地下雜散電流等原因都會導致管道腐蝕，

嚴重的可導致管道穿孔，引起事故。

2.管道材料缺陷或焊口缺陷隱患

此類事故多數是因焊縫或管道母材中的）缺陷在帶壓輸送中引起管道破裂。據四川

輸氣管道事故記錄，約38%的事故是由于焊縫、母材缺陷引起日勺。

此外，管道的施工溫度與輸氣溫度之間存在一定的溫度差，導致管道沿其軸向

產生熱應力，這一熱應力因約束力變小從而產生熱變形，彎頭內弧向里凹，形成折皺,

外弧曲率變大，管壁因拉伸變薄，也會形成破裂。

3.第三方破壞

第三方破壞包括意外重大的機械損傷、操作失誤及人為破壞等也許，近年來，我

國此類事故有迅速上升口勺趨勢。尤其是山東地區人口稠密，經濟不是很發達，第三方

破壞現象較突出。

4.自然災害

地震、洪水、塌陷、雷擊等自然災害都也許對管道導致破壞，引起事故。

5.設備事故

輸氣設備、設施等性能不好、質量不高也可以引起事故。

6.2天然氣管道事故記錄與事故原因分析

本節記錄分析了國內外輸氣管道事故次數和原因，針對本工程所處環境重點論述

了第三者人為破壞口勺嚴重性，并提出了結論和提議以供參照。

國外輸氣管道事故記錄與分析

.1前蘇聯輸氣管道事故記錄與分析

前蘇聯是世界天然氣管道建設大國，已建成的輸氣管道有13X10Kn。表6-8是

前蘇聯1981年到1990年間發生的輸氣管道事故記錄成果。

表6-81981年?1990年前蘇聯輸氣管道事故原因分析

占總事故的比例

事故原因事故次數

(%)

腐蝕30039.9

其中；外部腐蝕(248)(33.0)

內部腐蝕(52)(6.9)

外部干擾12716.9

材料缺陷10013.3

焊接缺陷8110.8

施工和設備缺陷8210.9

其中：施工缺陷(65)(8.6)

設備缺陷(17)(2.3)

違反操作規程222.9

其他原因405.3

合計752100

從上表看出,多種事故原因日勺比例排序為：腐蝕39.9%(其中外腐蝕33.0%,內

腐蝕6.9給，外部干擾16.9%,材料缺陷13.3%,焊接缺陷10.8%,施工缺陷8.6%,

違反操作規程、設備缺陷和其他原因所占比例較低，分別為2.9%、2.3%和5.3%。

.2歐洲輸氣管道事故記錄與分析

歐洲輸氣管道事故數據組織(EGIG)記錄了1970年?1992年共23年間該組織范

國日勺輸氣管道事故，成果列于表6-9。

表6-91970年7992年歐洲輸氣管道事故記錄

事故率占總事故的比例

事故原因

(10-3次/(Km?a))(%)

外部干擾0.3052.17

施工和材料缺陷0.1119.13

腐蝕0.0813.91

地基位移0.035.22

誤操作0.0254.35

其他0.035.22

從表中成果可知，歐洲輸氣管道事故重要原因是由第三方引起的外部干擾，約

占事故總數的52%；另一方面是施工和材料缺陷，所占比例為19.13%；第三是腐蝕，

占總數H勺13.91%,地基移動、誤操作和其他原因分居第4?6位，所占比例約在5%

左右。

.3美國輸氣管道事故記錄與分析

美國目前大概有42X10^01的天然氣輸送管道，是世界上建設輸氣管道最多也是

最長距離H勺國家。美國能源部曾對1970年?1984年間運行的天然氣管道事故進行記

錄分析，成果見表6T0。

表6701970年?1984年美國輸氣管道事故記錄

事故率

事故原因事故次數

(%)

外力314453.54

材料缺陷或構造損壞131922.46

腐蝕97216.6

其他4377.4

合計5872100

從表中可知，在1970年?1984年日勺23年里，美國天然氣管道(長輸和集輸管道)

共發生了5872次事故，年平均事故率為419次。外力是導致美國天然氣管道事故時

首要原因，共發生了3144次，占事故總數H勺53.54%；另一方面是材料缺陷，共發生

了1319次，占22.46%；腐蝕是第三位的原因，共導致了972次事故，事故率是16.6%。

國內輸氣管道事故記錄和分析

.1四川輸氣管道事故記錄和事故原因分析

川渝地區是我國重要的天然氣工業基地，表6T1是1969年?1990年四川天然

氣管道事故記錄成果。

表6-111969年?1990年四川天然氣管道事故記錄

事故率

事故原因事故次數

(%)

腐蝕6743.22

其中：內腐蝕(46)(29.67)

外腐蝕(21)(13.55)

施工和材料缺陷6038.71

其中：施工質量(41)(26.45)

制管質量(19)(12.26)

不良環境影響2214.20

人為破壞及其他原因63.87

合計155100

在1969年?1990年的23年間，四川輸氣管道共發生155次事故，其中腐蝕引

起的有67次，占事故總數的43.22%,是導致事故的首要原因；施工和材料缺陷事故

共有60次，占總數口勺38.71樂僅次于腐蝕原因而列于事故原因的第二位；由不良環

境影響而導致的事故有22次，占到事故總數的14.20的位居笫三。導致輸氣管道事

故H勺重要原因分別是腐蝕、施工和材料缺陷及不良環境影響。這一記錄成果與國外記

錄成果有類似日勺地方，同樣表明腐蝕及施工和材料缺陷是影響管道安全運行的重要原

因。

.2國內90年代輸氣管道事故分析

進入90年代，伴隨陜甘寧氣田日勺勘探開發，我國在西部地區建設了以陜京線、

靖西線和靖銀線為代表日勺標志著我國90年代輸氣管道建設技術水平日勺三條管道。其

中1997年建成日勺陜京線是目前國內陸上長度、規模、投資最大的天然氣長輸管道工

程。以上三條管道從1997年投產以來，共發生了2次事故，均由洪水引起并發生在

地質災害比較多的黃土高原地區，記錄成果見表6-12o

表6-1290年代我國重要輸氣干線事故率*

管道長度運行年限出現事故出現事故事故率

管道名稱

(Km)(a)次數時間(10-3次?a)

陜京線8532.41711998.80.485

靖西線488.53.511999.90.585

靖銀線3203.0830/0.0

合計4758(Km?a)2/0.42

*：表中運行年限記錄到2023年11月

第三者破壞對管道安全運行日勺危害

第三方破壞是指人為偷油盜氣導致的管道損傷以及管道沿線修筑道路、建筑施

工、農民耕地等活動引起的管道損傷。值得注意日勺是，進入90年代后來，伴隨我國

經濟飛速發展，地方保護主義及社會環境日勺變化導致管道侵權事件頻頻發生，在管道

上人為打孔盜油盜氣的狀況急劇上升，嚴重危害管道安全，并導致巨大日勺財產損失，

己引起了人們日勺高度重視。

.1中油股份管道第三方破壞數據記錄與分析

表6-13是中國石油天然氣股份有限企業質量安全環境保護部提供的有關管道第

三方破壞（重要指打孔盜油）的狀況記錄。

表673近幾年管道打孔盜油（氣）狀況記錄表

年份打孔次數（次）停輸時間（h）損失原油（t）經濟損失1萬元）

19966828584363686

1997178467189133910

19987562154213194504

199924588126393228797

2023(1?9)62661923617191636606

合計97263026825990657503

從表中看出，第三方破壞相稱嚴重，損傷次數呈逐年急速上升趨勢。

.2中一安輸氣管道第三方破壞狀況

中一安輸氣管道首起中原油田第二氣體處理廠配氣站北側，路過濮陽市、安陽市

所屬4縣、15個鄉、112個自然村，至安陽市西郊東風鄉置度村南第一配氣站，管道

全長104.5Km,投產至今共發生偷氣事件2次。

.3中一開輸氣管道第三方破壞狀況

中一開輸氣管道輸送中原油田天然氣至開封，管道全長120Km,1996年至今共發

生偷氣事件10次。

.4中滄輸氣管道第三方破壞狀況

中滄線自1998年發生第一次打孔盜氣案件以來，截止到2023年11月，已發生

了打孔盜氣事件14次,參見表6-14o

表674中滄輸氣管道打孔盜氣狀況記錄

樁號盜氣持續時間

序號地點盜氣點狀況

(Km+m)（a）

111+200莘縣古云鄉珍珠巖廠作為燃料氣0.5

211+380莘縣古云鄉黃莊燈具廠作為燃料氣0.5

311+500莘縣古云鄉黃莊燈具廠作為燃料氣0.5

411+650莘縣古云鄉同智營村玻璃絲棉廠作為燃料氣0.5

511+660莘縣古云鄉西池村泡花堿廠作為燃料氣0.5

611+770莘縣古云鄉王拐村熔塊廠作為燃料氣0.5

711+790莘縣古云鄉王拐村熔塊廠作為燃料氣0.5

811+890莘縣古云鄉曹莊村珍珠巖廠作為燃料氣0.5

911+920莘縣古云鄉曹莊村熔塊廠作為燃料氣0.5

1013+180莘縣古云鄉邢莊村熔塊廠作為燃料氣0.5

1114+150莘縣古云鄉義和誠企業玻璃絲棉廠作為燃料氣1

1214+200莘縣古云鄉邢莊村熔塊廠作為燃料氣1

13280+300吳橋縣北董村裝有閥門未盜成

14303東光縣裝有閥門未盜成

.5近幾年盜油、盜氣案件的特點分析

（1）由人個作案發展為團伙作案，并有明確分工，踏點、放哨、打孔、盜油、

銷贓一條龍，配有先進口勺交通和通訊工具，個別甚至配有槍支；

（2）盜油分子活動范圍明顯擴大：從河南濮陽一帶擴大到華北的邯鄲、黃驊、

大港、靖海，東北大慶和西北長慶油田、馬惠寧線。作案分子有些具有專業知識，內

外勾結，不易防備；

（3）有些地方打擊不力、執法不嚴，對這些破壞和盜竊國家財產的犯罪分子只

按一般偷盜案處理，有些犯罪分子已被反復抓獲，拘留幾天放出后，又繼續作案；

（4）打孔盜油、盜氣已嚴重影響到了管道的安全生產，導致了重大的經濟損失。

本工程所處地區在山東省南部，經濟發達，人口密集，管道沿京珠高速和107國道敷

設，并跨越數條公路和鐵路，面對第.三者破壞愈演愈烈H勺狀況，怎樣保證本工程不受

或少受人為破壞顯得非常重要。

結論和提議

通過對國內外輸氣管道事故進行記錄和事故原因分析，提出如下幾點結論和提議

供參照。

（1）國外不一樣地區和國家輸氣管道事故原因在事故總數中所占比例不一樣，

排序不一樣，但前三項不外乎為外部干擾、腐蝕及材料失效和施工缺陷；在歐美等國

管道事故中，外力影響占第一位，另一方面是施工和材料缺陷，第三是腐蝕；前蘇聯

天然氣管道日勺重要原因是腐蝕、外部干擾、材料缺陷；

（2）我國輸氣管道的事故原因和前蘇聯有相似日勺地方，事故原因以腐蝕為主，

施工和材料缺陷及不良環境口勺影響居后。不過我國近年來對管道的人為破壞事故增長

勢頭非常迅猛。因此在本工程的設計、建設和運行中，應采用多種技術、措施，防止

或削減這些事故原因。

（3）本工程的建設應借鑒先進經驗，從設計和施工的各個環節入手，對防腐、

管材以及施工技術等方面都要制定嚴格口勺規章制度并切實貫徹，從各個方面保證工程

的安全性；同步在運行后要建立完整的事故匯報制度，為管道建設和此后運行打下堅

實的基礎。

（4）2001年8月2日國務院第313號令頒發了《石油天然氣管道保護條例》，

對1989年的條例進行了修改和完善。這對保石油天然氣管道安全將起到積極作用，

是效地打擊和扼制第三者破壞的有效根據。鑒于本工程處在山東人口集中地區，并且

經濟不很發達，管道部門更要加大力度進行《石油天然氣管道保護條例》n勺宣傳，強

化“保護管道安全就是保護沿線群眾自身安全”的教育，并親密與地方有關部門共同

協調保護管道，以法律來約束管道保護中的違規行為，做到有法可依，有法必依，嚴

懲罪犯，保證管道安全運行。

6.3工程故障樹分析

故障樹分析簡介

故障樹分析(FailTreeAnalysis,FTA)是一種演繹推理措施，這種措施把也許

發生的事故與導致它發生的層層原因之間歐I邏輯關系用一種稱為故障樹(FT)的樹形

圖表達出來，這種圖就構成了一種“模型”。然后對這種模型進行定性和定量分析，

從而可以把事故與原因之間日勺關系，直觀明顯日勺表達出來，并且可以找出事故日勺重要

原因和計算事故發生的概率。其成果可為確定安全對策提供根據，到達預測和防止事

故日勺目日勺。

.1故障樹的定性分析

(1)最小割集

故隙樹H勺基木領件中，若其中某一部分事件發生時、頂上事件就會發生，則這

部分事件口勺集合，叫做該故障樹的“割集”(CutSet)0它是導致頂上事件發生的基

本領件口勺集合。最小割集就是引起頂上事件發生必須向最低程度的割集。任一割集的

基本領件發生，則頂上事件就會發生。最小割集越多，系統越危險。

(2)最小割集的算法

故障樹中每個中間事件(包括頂端事件)都可以用下式表達出來：

EW=PW,1+P62+.......+P'n(1)

￡=P."?P"..............p.,..(2)

式中，L表達中間事件

p表達這個中間事件下口勺子事件

n表達這個中間事件有子事件的個數

w代表門，若是“或門”用公式⑴表達，若是“與門”則用公式⑵表達。

反復用上述公式替代，直到所有子事件都是基本領件為止。再經布爾代數簡化,

就得到了頂端事件日勺布爾等價樹。即可得到這個故障樹日勺所有的最小割集。

(3)構造重要度

基本領件日勺重要度分析，是分析各基本領件的I狀態對頂上事件狀態的影響程度。

由此可確定，那些基本領件的發生與否，對頂上事件的發生是重要日勺，為修改系統以

提高其安全性提供根據。

基本領件日勺構造重要度分析，是僅從事故樹構造上分析各基本領件的重要程度,

在進行這種分析時，不考慮各基本領件的發生概率，或假設各基本領件的發生概率都

相等。

.2故障樹的定量分析

目前我國各行業的I失效事件發生的)概率較缺乏，無法計算出頂端事件日勺發生概

率和各基本領件的構造概率，故本節故障樹日勺定量分析從略。

管道失效分析

天然氣長輸管道常受到人為原因、應力、腐蝕、介質與雜質的影響，致使管道

發生失效，直接影響著天然氣長輸管道的可靠性和使用壽命。本節以天然氣管道失效

為頂事件建立故障樹模型，并進行分析，找出導致頂上事件發生的基本時間，提出對

應的安全措施。

引起天然氣管道失效的基本領件一共有60個，詳見表675。

表675天然氣管道失效基本領件

事件事件

事件名稱事件名稱

代號代號

XI露點過高X31管壁機械傷痕

X2天然氣具有硫化氫X32強度設計不合理

X3內涂層變薄X33管溝深度不夠

X4管道襯里脫落X34邊坡穩定性差

X5管道清管效果差X35回填土粒徑粗大

X6植物根莖穿透X36焊接材料不合格

X7土壤含疏化物X37表面預處理質量差

X8士壤含拈量高X38焊接表面有氣孔

X9土壤pH值低X39未焊透部分過大

X10土壤氧化還原電位高X40滲碳現象嚴重

XII土壤含水率高X41存在過熱組織

X12土壤具有SRBX42存在顯微裂紋

X13陰極保護距離小X43焊縫表面有夾渣

X14保護電位小X44焊后未清渣

X15地床存在雜散電流X45管道焊接措施不妥

X16保護方式不妥X46彎頭內外表面有裂紋

X17保護材料失效X47管段間錯口大

X18防腐絕緣涂層下部積水X48法蘭存在裂紋

X19防腐絕緣涂層變薄X49螺栓材料與管材不一致

X20防腐絕緣涂層粘接力減少X50彎頭內外表面不光滑

X21防腐絕緣涂層脆性增長X51管道上方違章構筑物

X22防腐絕緣涂層發生破損X52管道附近上層運移

X23防腐絕緣涂層老化剝離X53地面標志不明

X24管材具有雜質X54水流沖刷

X25金相組織不勻X55管道上方違章施工

X26管材晶粒粗大X56殘存應力

X27熱處理措施不妥X57應力集中

X28管材橢圓度X58外作用力

X29冷加，不妥X59內應力

X30管材壁厚不均勻X60管道嚴重憋壓

1.最小割集

由公式(1)和(2),可將天然氣管道失效故障樹轉化為等效布爾代數方程，見式

(3)o

55601223557

7bp=Z*+Z為+ZXL?ZX/+X??X,?(XM"+2X")⑶

由式⑶4可知尸天然氣管道失效故障樹由35個4階最里割集，77個二階最小割

集，5個三階最小割集構成。

2.構造重要度分析

根據分析，構造重要度最大的基本領件與式⑶中一階最小割集相似。這35個

基本領件直接影響著系統H勺可靠性，為系統的微弱環節。

3.重要影響原因與改善措施

對天然氣管道失效故障樹和式(3)分析可以得到引起管道發生失效的重要原因，

從而采用對應口勺處理措施以提高管道的可靠性。

①第三方破壞，包括人為破壞和自然災害破壞。如管道上方的違章構筑物，在管

道上方進行違章施工，打孔盜氣，以及水流對管溝、管道的長期沖刷，管道附近土層

的運移等都也許直接導致管道失效，應對管道及標志物進行定期檢測，并加強巡線工

作；

②嚴重腐蝕，嚴重腐蝕包括外腐蝕和內腐蝕兩個方面。外腐蝕重要由土壤腐蝕、

外防腐失效引起。內腐蝕重要是天然氣中口勺硫化物和水露點高引起的。嚴重腐獨導致

防腐絕緣層失效、管壁減薄、管道穿孔，甚至發生管道開裂。應加強對各進氣口的

H2s和水露點在線監測，對內外防腐進行定期檢測和分析，并選擇合適的清管器類型

進行定期清管；

③管材缺陷，包括管材初始缺陷和安裝缺陷。初始缺陷重要是由于管材在制造加

工、運送不妥導致的I。而安裝缺陷是在管段的安裝施工過程中形成日勺。如管道薄厚不

均、橢圓度，防腐絕緣涂層質量差，及焊接水平和焊接質量差。管材缺陷口勺存在將直

接導致管道整體強度的減少，為管道腐蝕H勺發生提供條件，直接影響著管道的運行安

全。因此要加強對管道材質的檢查，提高管道制造工藝，嚴格施工質量檢測制度。

6.4管道風險評價

風險評價措施確實定

管道風險評價是一-種基于數據資料、運行經驗、直觀認識的科學措施。它通過將

風險程度量化，便于進行分析、比較，為風險管理的科學決策提供可靠的根據，以便

可以合理運用有限的人力和物力資源，采用最為合適的措施，到達減小風險的目的。

管道的I風險評價是對管道進行風險管理日勺基礎，符合安全生產日勺需要，是對管道進行

全面和科學管理的一種重要方面。伴隨風險評價技術的不停完善，它在管輸工程中發

揮著更積極的作用。

風險評價措施目前常用的重要有列表檢查、安全審查、相對等級劃分、估計危險

性分析、“差錯樹”分析、“事件樹”分析、事故后果分析等，每一種均有其利弊，

均有各自的合用狀況。它們大多要么屬于主觀性風險評價，采用的是評價人員的主觀

觀點、經驗、直覺和其他非量化信息；要么屬于專家系統，專家們帶到評價工作中的

是超越記錄數據的知識，專家將斟酌那些不能充足表達被判斷狀況的數據，采用的是

需要盡量地接觸整個工作的經驗和直覺，專家對某種評價風險因數和減少風險因數時

的多種觀點進行量化，然后將其平均值用于評價，到達客觀量化的目的。

近年來，由美國人KentMuhlbauer等著的管道風險管理手冊(PipelineRisk

ManagementManual)中提出的名叫“計分系統”(有日勺資料也稱風險評價專家打分法

EST,實際上專家打分系統是計分系統的改善)風險評價技術得到了較廣泛的應用，它

可以確定那些最大也許導致管道事故和有助于潛在事故防止H勺至關重要的原因，是一

種簡樸、直觀、精確和合用的措施，EST強調給管道工程和管理人員提供一種控制事

故日勺有效途徑而不僅僅是一種措施。當記錄資料不完全或對某些數據產生疑問，而專

家日勺判斷經驗、直觀認識及其他非定量的鑒別根據比較充足時，即可采用EST風險評

價技術。EST風險評價措施與其他措施相比，最大的不一樣就是避開了對資料規定較

全日勺概率記錄，面是將管道事故記錄數據和專家意見綜合在一起形成風險評價措施。

西氣東輸豫南支線工程是一種長距離天然氣管輸工程，尤其應注意管道工程的I風險評

價和營運期間日勺風險管理。

管道風險評價模式

對于新建管道，選線時不僅要選省工時，省費月的線路，并且要考慮風險小的方

案（這是此前未予以充足重視口勺首先），通過綜合考慮產生最優方案。這就是說，當對

多條備選線路進行互相比較時，要通過仔細的計算和認真的評價，求得各條線路的工

時、費用、相對風險數等，并運用工程最優化原理，優選出最終線路，這樣不僅能節

省建設投資，有助于加緊進度，以便運行管理，并且能減少管道的風險。

EST專家打分法的基礎是管道風險評價模式。為建立管道風險評價模式要將管道

分段，管段長度依沿管道變化的多種原因而定，這些原因重要包括管道口勺管徑、技術

條件、土質、地區特點、沿線人口分布、外部氣候條件等。管道分段越多，需要越詳

盡口勺數據，評價精度也就越高。

對于每個管段，按事故口勺一般起因和后果提成四個事故因子和一種風險系數

（LTF）,簡記成“4+1”評汾模式。圖6-1是管道風險評價的I因子圖。第三方破壞（Third

PartyDamage）、腐蝕（Corrosion）、設計誤差（Design）、違章操作（Incorrect

Operations）構成了管道風險評價H勺四個事故因子，每一種事故因子又分解為諸個原

因：

（1）第三方破壞：最小埋深、活動水平、管道地上設備、公眾教育原因、線路

狀況、巡線頻率；

（2）腐蝕：介質腐悅、內保護層及其他措施、陰極保護、管道外涂層、土壤腐

蝕性、使用年限、其他金屬埋設物、電流干擾、應力腐蝕；

（3）設計原因：鋼管安全原因、系統安全原因、疲勞原因、水擊也許性、水壓

試驗、土壤移動狀況；

（4）操作原因：設計誤操作、施工誤操作、運行誤操作、維護誤操作。

在上述各項影響原因中，大體可分為可變原因與非可變原因兩類，可變原因是指

通過人的努力可以變化的原因，非可變原因是指通過人的努力也不也許變化或只能有

很小變化向原因。通過專家打分法，得到每個原因口勺得分，進而可以得出四個事故因

子的總得分，將該值除以風險系數就得到管道風險相對評價值。

笈案索況況

圖6—1管道風險評分因子圖

評價單元的劃分

假如管道設計或周圍環境等條件存在差異，則管道輸送介質泄漏風險也會發生

變化。根據本工程沿線狀況及管道設計部門對管道線路走向確實定狀況，本評價將整

圖6-2工程評價單元劃分圖

表6—16工程風險評價單元劃分圖

序號單元名稱

單元1萊州天然氣樞紐站-萊州西環配氣站

單元2萊州西環配氣站-萊州虎頭崖配氣站

單元3萊州虎頭崖配氣站-萊州沙河配氣站

單元4萊州沙河配氣站-莢州土山清管配氣站

單元5萊州天然氣樞紐站-萊州程郭配氣站

單元6萊州程郭配氣站-英州金城清管配氣站

單元7萊州金城清管配氣站-萊州華電配氣站

單元8萊州天然氣樞紐站-萊州文峰配氣站

單元9萊州文峰配氣站-萊州夏邱配氣站

評價過程及評價成果分析

.1評價指數日勺計算

（1）管線第三方破壞指數的計算

各段管線第三方破壞指數見表6-17o

表677第三方破壞指數

項目單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元7單元8單元9

最小埋深161616161616161616

活動水平555555555

管道地上設施3469108854

公眾教育*121212121212121212

線路狀態*333333333

巡線頻率*131313131313131313

合計525355585957575453

其可變原因282828282828282828

中非可變原因242527303129292625

(*:為可變原因）

（2）管線腐蝕原因指數

各段管線腐蝕原因擰數見表6-18。

表678腐蝕原因指數

項目單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元7單元8單元9

介質腐蝕101010101010101010

內

內涂層及

腐3.53.53.53.53.53.53.53.53.5

其他*

蝕

小計13.5