何山林 哈爾濱市鍋爐壓力容器檢驗研究院
在用供熱管道半定量風險評估的可行性
何山林 哈爾濱市鍋爐壓力容器檢驗研究院
國內的供熱管道一直以來都存在著運行條件復雜、維護管理不到位、超齡服役等現象。以地處東北高寒地區的哈爾濱市為例,冬季最低氣溫可達-40℃,供暖時間長達半年。城區服役多年的管道,相當一部分因嚴重老化已進入事故高發期。新建集中供熱管道,雖然不存在老化問題,但閥門和補償器等管件都深埋于地下,安全隱患難于發現和排除。大量隱患使得管道安全事故頻發,給冬季的供熱安全帶來了挑戰。目前,國內對于供熱管道的檢驗還沒有成熟的技術,與定期檢驗規則配套的標準也有待完善。解決我國北方城市供暖安全問題已經變得非常重要而緊迫。
1.1 風險評估
風險是指發生某種具有損失后果的事件的概率。風險評估(Risk Assessment)是指在風險事件發生之前或之后(但還沒有結束),該事件給人們的生活、生命、財產等各個方面造成的影響和損失的可能性進行量化評估的工作。管道的風險評估就是對管道運行中的風險進行有效預測,以便及時采取措施,有效降低安全事故的發生。
風險評估能夠客觀認識事物存在的風險因素,分析這些因素所導致的危險程度,得出科學合理的結論,以便于管理者采取合適的措施降低風險概率。風險評估是確定信息安全的重要途徑。風險評估技術在我國的投資、醫療、審計、信息安全、房地產、食品生產與加工、農產品質量、地質災害評價、船舶與海洋工程、航空航天、軌道交通、燃氣系統等行業或領域均有廣泛應用,并取得了巨大成功。
1.2 半定量風險評估
半定量風險評估是一種重要的風險評估方法。該方法是對事故發生概率和事故后果各分配一個指標,然后將對應事故概率和嚴重程度指標進行組合運算,從而形成一個相對風險指標。由于半定量評估法使用了一種統一而有層次關系的處理方法來把風險劃分成等級,所以其評估指標可以確定風險程度間的相對關系。半定量風險評估法因其評估方法簡便易行,所需收集的數據量小,評估效果科學可靠而被廣泛應用。半定量風險評估法是目前國內埋地管道風險評估的主要方法。
通過GB/T 27512-2011《埋地鋼質管道風險評估方法》的分析可以看出,風險評估的區段的劃分→失效可能性分析→失效后果評分→風險值的計算的框架完全可以適用于供熱管道。并且,失效可能性中的本體安全、設備及操作不當及管道第三方破壞,以及失效后果中許多評分項內容相似,或可以直接引用,這就大大減少了制定供熱管道風險評估標準的難度。
除相同點之外,供熱管道與長輸(油氣)管道在元件組成、工作介質、宏觀環境、管道結構等方面又存在巨大差別。GB/T 27512-2011中的一些評估項目需要修改采用,才能引入到供熱管道風險評估標準中。失效可能性評分項中應增加補償器、閥門、法蘭、檢查井環境等危害管道安全的失效可能性評分項;失效后果評分項中:介質的短期危害性的評分、介質的最大泄漏量的評分、介質的擴散性的評分、人口密度的評分、沿線環境(財產密度)的評分、泄漏原因的評分、供應中斷對下游用戶的影響的評分分值均需根據供熱管道的城市屬性作適當修改,并且應增加諸如對城市居民生活、交通、市政影響、供暖設施損壞以及管道失效后所發生的次生災害的評分項。
和一樣,也不能和H+大量共存,那么能不能和共存于同一溶液中呢。這就要分析的性質,實際上存在和不一樣的地方,它在水溶液中,電離出H+的程度大于其水解的程度,而使溶液呈現酸性,卻是水解的程度大于其電離出H+的程度而呈現堿性,故和是不能大量共存于同一溶液中的,離子方程式如下:
1)無損檢測技術的發展
目前,用于埋地管道檢驗的無損檢測技術包括:外防腐層破損檢測的多頻管中電流法(PCM)、直流電位梯度法(D C V G)、交流電位梯度法(ACVG);用于管壁腐蝕檢測的低頻導波、遠場渦流,以及焊縫缺陷常規檢測的射線超聲波等方法均能達到一定效果,可以為供熱管道的風險評估提供檢測技術支持。
2)風險評估的技術積累
目前,管道風險評估技術在長輸管道檢驗中得到了廣泛的應用,并取得了巨大成功,為保證安全生產做出了巨大貢獻。油氣管道風險評估研究工作也取得了豐碩的成果:雜散電流對埋地鋼質管道危害性評價方法、埋地鋼質管道三層聚乙烯外覆蓋層剝離檢測評價技術、基于風險的埋地管道事故預防關鍵技術綜合工程應用、復雜環境下埋地聚乙烯管道安全評價技術、長輸管道跨越段變形監測與評價技術、大口徑埋地鋼質管道遠場渦流檢測方法等技術的研究和應用無疑會對埋地管道風險評估技術的發展起到積極推動的作用。除理論研究之外,近年來風險評估技術的大量實踐工作也為埋地管道的風險評估積累了豐富的經驗。
可見,對供熱管道進行半定量風險評估可以采用GB/T 27512-2011的模式,其中的部分評估項可以修改采用,但需要對供熱管道特有的管道元件、工作介質、宏觀環境等方面增加評估項。供熱管道同長輸(油氣)管道相比有許多相同點,筆者認為長輸管道半定量風險評估辦法引入到供熱管道中是完全可行的。
供熱管道引入風險評估具有如下意義:
1)減少安全事故的發生:偶然發生的安全事故具有突發的特點,很難預測,而必然事故的發生有一個漸變的過程,是可以預測的。對供熱管道進行定期風險評估可以對安全事故進行早期預警,以便及時采取措施消除隱患,較少或避免災害性事故發生。
2)為政府安全監管提供參考:供熱管道風險評估能對管道的整體風險水平進行客觀評價,為政府安全監管提供參考。對安全隱患及時采取監管措施,能夠保障管道的安全運行,對提高冬季城市供暖質量,維護社會的穩定和諧起到積極作用。
3)為企業維護提供決策依據:風險評估能對整條管道和每個區段管道的工作狀態和風險等級進行全面而具體的評判。評估結果可以對供熱企業的運行維護和改造工作提供參考。對于風險值較高的區段應該優先維修或更換,對于風險等級較低的區段和部位可以視情況調整工作安排。這樣可以使企業的運行維護工作和資金的運用更加科學合理。
4)確定檢驗工作重點:風險評估是進行公用管道全面檢驗的關鍵環節,不進行風險評估就不能合理確定檢驗工作的重點,就會浪費巨大的人力、財力、物力而安全問題得不到有效的解決。根據風險評估結果,可迅速掌握高風險管段的確切位置和風險性質,進而確定檢驗工作的重點,大大提高檢驗效率。
5)充分挖掘管道使用壽命:目前,我國許多北方大城市老舊管網大量存在,其功能的適用性是決定其是否適合繼續服役的關鍵。管道的風險評估能夠對管道的適用性進行預判,可以對管道的更換、維修提供一定決策依據。該修的修,該換的換,充分挖掘管道的使用壽命,節約資源。
4.1 管線基本情況概述(見表1)

表1 管線基本情況
管道沿途存在占壓、取土等情況,經過住宅小區。管線已運行13年。
4.2 管線區段劃分(見表2)

表2 管道區段劃分
4.3 按通用模型進行風險評估(見表3、表4、表5)

表3 各區段失效可能性得分

表4 失效后果各評分項得分及失效后果得分

表5 區段風險值、風險絕對等級和風險相對等級
風險評價的結果表明,風險值范圍大部分處在3474.15~4795.038,整體來說,風險值中等,差異相對較大。
4.4 修正模型風險等級劃分(見表6)

表6 計算風險值及風險等級
由計算可得,修正后的風險值得分范圍為:4926.6~6815.5較通用模型差異更大,風險值也變大。
4.5 評估結論
1)總體來看,管道絕對風險等級處于中等。
2)總體來看,管道風險相對等級以低風險相對等級與高風險相對風險等級占主體,高相對風險等級占較多比例的原因是3和4區段絕對風險等級均較高。
3)總體來看,所評價管道的風險絕對等級為中等是因為:
(1)失效可能性方面:管道沿線多為草地、菜地和公路邊,人口活動較少,但3和4區段人口密度相對較大;另外,由于管線防腐層狀況較差,造成腐蝕項得分偏低。
(2)失效后果方面:管道壓力較高,一旦發生事故泄漏量較大,很可能會對環境及周邊設施造成很大影響。3和4段號內沿線人口密度相對較高、財產較多,管線發生事故對下游用戶影響較大,所以失效后果的嚴重性較大。
2013-08-05)