1、新余燃气有限公司 江西省新余市 338000；
2、杭州市城乡建设设计院股份有限公司 浙江省杭州市 310004
摘要：近年来，我国对天然气资源的需求不断增加，天然气管道建设越来越多。对天然气管道事故致因类型和变化特征进行分析，采用灾变链式理论构建天然气管道重大事故灾变模型，研究天然气管道事故演化过程，划分管道事故灾变阶段并提取关键演变环节。对天然气管道链式灾变模型进行论证分析，依据管道事故致因类型探讨天然气管道重大事故管控策略。
关键词：天然气管道；事故致因；灾变链式模型；风险防控
引言
由于国外的海底管道数据库信息充分，且国外开展管道完整性较早且制定了相关的法律法规、行业标准，进一步规范了海底管道作业，为管道安全运行及管理提供可靠的数据支持。
1国内外典型油气管道事故案例分析
近年来，我国天然气管道运输业呈现快速发展，与此同时，天然气管道的运行安全受到了广泛的关注。我国天然气管道直接失效原因主要集中在施工破坏、蓄意破坏、腐蚀老化、地质灾害、施工/材料缺陷、误操作6种类型。对2007年至今我国所报道主要典型的天然气管道事故进行统计。我国天然气管道泄漏事故原因主要类型为施工破坏、蓄意破坏以及腐蚀老化。其中施工破坏和蓄意破坏都属于管道第三方破坏范畴，共占比50%以上，究其原因是由于第三方在管道周围进行施工时对地下天然气管道铺设情况缺乏了解，盲目施工最终导致管道泄漏事故；此外，天然气管道因运行时间过长、零部件老化、土壤内酸碱度不平衡以及温度和湿度等因素是造成管道腐蚀的主要原因。美国国家安全委员会给出了如下完整性管理建议：①修改了联邦法规，关于天然气运输管道完整性管理部分，添加主干道路包括洲际公路、高速公路及其他在联邦公路管理局公路功能的分类概念被定义的主干道，并将这些主干道、标准及程序添加到建立高后果区的定义站点列表里；②对于企业，给报警器设定预警值，按照预期的响应时间、方式，评估报警级别，报警器采取不同的报警方式。改进数据采集与监控系统，提供给报警器数据趋势，以便当关键系统发生故障时，报警器能够立即采取行动。
2典型天然气管道重大事故灾变分析
2.1链式灾变模型
灾变链式理论认为灾变是由物质、能量等信息形式的载体进行具有延续性的演化过程，具有链式的规律性，因此，灾变过程可以用链式关系进行表征。灾变链式模型根据事故发展过程可分为三个阶段，分别为孕育阶段、潜存阶段和诱发阶段。孕育阶段作为灾变链式模型的初期，物质和能量都处于集聚和耦合的过程，尚未形成较大的破坏力；当物质和能量集聚到一定程度，储存大量能量的系统已形成较大破坏力，此时系统进入潜存阶段；一旦事故诱因形成，灾变进入最后的诱发阶段，系统将迅速释放出巨大能量，对周边人员环境造成较大的破坏，进而引起事故发生。基于上述事故致因类型统计，运用灾变链式理论构建天然气管道事故灾变模型，分析天然气管道事故的发展过程。天然气管道事故致因如蓄意破坏、施工破坏、腐蚀老化等作为灾变链式模型中的致灾环，受这些因素影响管道本体结构出现裂纹或者缺陷，但处于仍未发生的状态，此时认为天然气管道事故处于灾变链的孕育阶段。随着天然气管道运行时间不断增加，由环境因素、管理因素和人为因素等对管道造成的安全隐患导致灾变链中危险能量逐渐集聚，进而使得管道周边环境遭到破坏，管道自身脆弱性变大，此时管道事故状态进入灾变链式模型的激发环，处于灾变潜存阶段。管道周边环境以及自身脆弱性的改变会使管道由于人为破坏或随时间的积累进一步遭到破坏，发生穿孔、裂纹、断裂造成天然气泄漏。此时若遇到点火源极可能发生火灾爆炸事故，造成人员伤亡或环境破坏。
根据灾变链式模型，天然气管道事故灾害处于孕育阶段时能量最少，为减灾断链的最佳时间节点，此时应注重于危险隐患监测预警，及时切断危险因素蔓延和发展途径。当处于危险因素潜存阶段时，对于管道环境以及管体本身损坏的激发环应致力于环境改善以及管道自身检查维护工作，加强自身对灾害的防御能力；对于已经造成管道穿孔、裂缝或断裂的损坏环应做好排查工作，及时对损坏管段进行维修，避免造成更严重的后果；在危险因素诱发阶段，应及时对火源进行监控报警，当发生事故后，快速地对事故作出应急响应，控制事故发展态势，通过对各个阶段危险因素的响应，实现对天然气管道事故的断链减灾处理。以下将运用灾变链模型对四川“1.20”输气站天然气管道泄漏燃烧爆炸事故进行讨论。
2.2管道内检测
导致油气管道泄漏的原因较大部分是管道内腐蚀，因此定期对管道进行内检测及评估，可以有效降低管道腐蚀泄漏事故的发生。目前，通过管道内检测器，采用常规的超声波法、无损检测方法如漏磁法、涡流法等，检测管道腐蚀缺陷、内壁裂纹、管道泄漏、管道几何形状等，对管道的剩余强度进行评价。根据管道危险等级，进行管道的维保、抢修等工作，制定管道检测完整性管理方案。
2.3定性风险评价
定性风险评价是运用比较分类、归纳演绎和综合分析的非数学方法对系统中工艺、设备、人员等进行定性分析，对评价获得的数据进行研究判断，排查潜在风险因素，评价管道风险等级，根据风险评价结果采取相应的预防控制措施。这类评价方法的优点在于评价过程简便、易操作、无须建立系统的评价方法和精准的数学模型、结果直观明了，但是由于定性评价方法主观性比较强，包含较多的经验成分，对评价人员的专业经验和判断能力依赖性较大，系统危险性有时不能充分体现。定性评价方法主要包括安全检查表法、鱼刺骨图分析法、危险及可操作分析法等。
2.4管道完整性管理现状
油气管道事故频发，引起了各国管道公司的重视，各管道公司投入大量资金和人力，开展油气管道完整性管理，以期降低管道事故的发生概率。油气管道完整性是依据不断变化的油气管道因素，辨识油气管道所涉及的风险因素，制定相应的风险控制措施；将油气管道运行的风险控制在可接受范围内。利用监测、检测等手段，获取油气管道完整性管理的相关要素，对油气管道失效的主要风险因素进行检测，评估管道的可靠安全性，并持续进行改进和干预，以避免油气管道事故的发生。
结语
综上所述，管道完整性管理内容包括数据库的建立、风险评价与危险因素识别、检测数评价等，结合地理信息等IT技术，实现油气管道智能化和可视化；该管理是动态和持续的过程，贯穿油气管道全生命周期；且涉及到工程技术和自然科学等诸多领域。从事故致因管理与链式灾变过程关键环节控制的视角提出天然气管道运行风险管控策略，为天然气管道事故风险防控提供支持。
参考文献：
[1]吴策宇，耿晓梅，赵焕省．欧洲天然气管道发展特点及事故原因[J]．油气储运，2014，33（2）：148-152．
[2]狄彦，帅健，王晓霖，等．油气管道事故原因分析及分类方法研究[J]．中国安全科学学报，2013，23（7）：109-115．
[3]梁永宽，杨馥铭，尹哲祺，等．油气管道事故统计与风险分析[J]．油气储运，2017，36（4）：472-476．
[4]陈洁，陈国明，李新宏．基于IAHP和灾变链式方法的城市油气管道风险诱因与预警研究[J]．中国安全生产科学技术，2017，13（6）：75-80．
[5]蒙吉军，杨倩．灾害链孕源断链减灾国内研究进展[J]．安全与环境学报，2012，12（6）：246-251．