張強，楊玉鋒，賈韶輝，劉碩，張希祥

國家管網(wǎng)集團北方管道有限責任公司 管道科技研究中心（河北 廊坊065000）

0 引言

管道失效數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析是了解管道失效趨勢的重要手段，可從宏觀上評估管道總體安全形勢，對于企業(yè)風險辨識、事故預防與減緩措施的制定具有實際意義[1-3]。管道失效率已成為眾多企業(yè)的量化考核指標。當前，國內(nèi)外各大管道公司均普遍重視失效數(shù)據(jù)的收集與分析工作，主要有：①依托權(quán)威/政府管理部門管理的失效數(shù)據(jù)庫，例如美國管道與危險材料安全管理局（Pipeline&Hazardous Materials Safety Administration，以下簡稱PHMSA）、加拿大能源局（National Energy Board，以下簡稱NEB）；②通過行業(yè)協(xié)會或團體間協(xié)作構(gòu)建失效數(shù)據(jù)庫，例如歐洲天然氣管道數(shù)據(jù)事件管理組織（European Gas Pipeline Incident Data Group，以下簡稱EGIG）、歐洲清潔空氣與水保護組織（Conservation of Clean Air and Water in Europe，以下簡稱CONCAWE）、英國陸上管道運營商協(xié)會（United Kingdom Onshore Pipeline Operator’s Association，以下簡稱UKOPA）、澳大利亞管道工業(yè)協(xié)會（Australian pipeline industry association，以下簡稱APIA）；③企業(yè)自身構(gòu)建的失效數(shù)據(jù)庫，只對企業(yè)管轄的管道失效信息進行收集和分析，例如中國石油管道完整性管理系統(tǒng)（Pipeline Integrity System，以下簡稱PIS）管道失效數(shù)據(jù)庫[4-5]。

各失效事件數(shù)據(jù)庫均設置了各自的失效數(shù)據(jù)統(tǒng)計標準和流程，以保證所收集數(shù)據(jù)的可用性和全面性，因定義明確，統(tǒng)計數(shù)據(jù)能夠反應各所轄統(tǒng)計范圍內(nèi)的油氣管道的安全性能，為運營商提供了一個安全基準。鑒于不同的失效數(shù)據(jù)庫收集的事故有著不同的定義與統(tǒng)計范圍，管道失效數(shù)據(jù)反應了特定條件下的運營水平，要正確引用現(xiàn)有管道失效數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，必須清楚地了解各大數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)及差異[6]。

1 典型失效數(shù)據(jù)庫對比

1.1 失效數(shù)據(jù)統(tǒng)計范圍

不同失效數(shù)據(jù)庫失效數(shù)據(jù)統(tǒng)計范圍不一致，表1對比了國內(nèi)外不同失效數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計范圍。

從表1可以看出，各類數(shù)據(jù)庫均統(tǒng)計了陸上鋼制長輸管道的事故數(shù)據(jù)。PHMSA統(tǒng)計范圍最為廣泛，涵蓋海洋和陸地的集輸管網(wǎng)、長輸管線和燃氣管網(wǎng)及站內(nèi)設施，其次是NEB和APIA。EGIG和CONCAWE統(tǒng)計范圍較為集中，其中EGIG只統(tǒng)計陸上鋼制天然氣管線且運行壓力大于1.5 MPa，不包括站內(nèi)設備設施，CONCAWE則只統(tǒng)計原油或成品油管線，且對管道長度有一定要求。UKOPA統(tǒng)計的主要為天然氣管道，材質(zhì)包括鋼管和塑料管道。PIS統(tǒng)計范圍涵蓋天然氣、原油、成品油管線，并對站內(nèi)設施和管道線路進行分類統(tǒng)計。

總之，北美地區(qū)（PHMSA、NEB）由于是國家法律強制性要求，對事故定義更為嚴格且統(tǒng)計范圍也更為廣泛，其他行業(yè)協(xié)會組織或單一公司管理的失效數(shù)據(jù)庫，對事故定義則較為寬松，主要是為能夠盡可能地搜集到失效數(shù)據(jù)。

1.2 失效事件定義

不同國家或地區(qū)對數(shù)據(jù)庫收集的事故統(tǒng)計基準有不同的定義，在應用過程中應與實際情況進行嚴格對照。表2對比了不同失效數(shù)據(jù)庫對失效的定義。

表1 不同失效數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計范圍對比

表2 不同失效數(shù)據(jù)庫失效定義對比

從表2可看出，意外泄漏是失效最關注的類別，所對比的失效數(shù)據(jù)庫均包含這一準則，部分失效數(shù)據(jù)庫（PHMSA、NEB）對失效后果（人員傷亡、環(huán)境影響、經(jīng)濟損失）還有一定要求。對于未造成泄漏的情形，APIA則進一步包括“造成防腐層或管體的損傷”“需要修復的管體缺陷”“需要降低MAOP運行”與“未遂事件（開挖、鉆孔等活動）”。NEB則包括“超過設計條件運營的管道”。PHMSA對于氣體管道則包括“導致LNG工廠緊急停車事故”和“其他達到操作員判定的范圍內(nèi)的重大事故”。PIS則包含了“非計劃停輸”情形。

總體上，APIA、NEB定義的范圍最廣，其事故數(shù)據(jù)還包括對非關鍵性但易發(fā)生失效事件的數(shù)據(jù)收集，這對于潛在失效事件的分析有很大幫助。EGIG、CONCAWE、UKOPA、PIS等選擇意外泄漏作為事故定義的唯一準則，能很容易地收集對公共安全有最大潛在后果的事故數(shù)據(jù)。

1.3 失效統(tǒng)計結(jié)果對比

國外失效數(shù)據(jù)庫形成的報告均對外成員或企業(yè)免費開放，PHMSA則將失效數(shù)據(jù)以表格的形式放在其網(wǎng)站上，EGIG、CONCAWE、UKOPA、NEB則會定期發(fā)布失效數(shù)據(jù)分析報告供下載瀏覽，例如EGIG規(guī)定每3年發(fā)布一次數(shù)據(jù)統(tǒng)計報告。失效統(tǒng)計結(jié)果主要為失效率及5年移動平均失效率，按式（1）進行計算：

式中：Ff為管道年失效率，次/km；Ni為管道失效次數(shù)，次；Ex為管道曝光量，km·a，如甲公司管理某100 km的管道2年，則Ex等于200 km·a。5年移動平均失效率即考慮了過去5年失效次數(shù)和5年曝光量的平均失效率，單位為次/（103km·a）。

如圖1所示，與國外失效數(shù)相比，中國石油油氣管道總體失效率與國外處于同一量級，過去10年的5年平均移動失效率穩(wěn)中有降，輸油管道失效水平略高于CONCAWE，輸氣管道與UKOPA相當，略低于EGIG。但由于管道周邊人口密度的差異，管道失效導致的后果不盡相同[7]。

2 中國石油管道失效數(shù)據(jù)庫建設現(xiàn)狀

2.1 建設現(xiàn)狀

中國石油油氣管道失效數(shù)據(jù)庫自立項建設以來，不斷積累與完善，為業(yè)務的考核及油氣管道失效概率的確定提供了數(shù)據(jù)基礎[8]，其建設及發(fā)展過程如圖2所示。

圖2 中國石油油氣管道失效數(shù)據(jù)庫建設現(xiàn)狀

自2006年以來，系統(tǒng)積累了有效失效信息共計1 364條，其中線路失效125條、占比9.2%；設備失效560條、占比41.1%；水工保護失效409條、占比30.0%；通訊失效（斷纜事件）270條，占比19.8%。如圖3所示，2006—2018年，系統(tǒng)共收集上報線路失效數(shù)據(jù)125起，整體失效趨勢先升高后逐步降低，打孔盜油是最主要的失效因素，制造缺陷次之，外腐蝕居第三位。

2.2 差距分析與提升措施

根據(jù)國內(nèi)外典型油氣管道失效數(shù)據(jù)庫的建設情況，結(jié)合實際管理需求，油氣管道失效數(shù)據(jù)管理工作有以下4個方面差距亟需提升。

1）轉(zhuǎn)變管理理念，即由“重資產(chǎn)輕數(shù)據(jù)”向“重數(shù)據(jù)輕資產(chǎn)”的理念轉(zhuǎn)變，回歸數(shù)據(jù)本身，當前各大企業(yè)都將“失效數(shù)據(jù)”視為企業(yè)的重要資產(chǎn)，無形中阻礙了進一步的融合共享。我國管道失效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析多為單一公司的“單打獨斗”，建議能夠?qū)藝獾湫褪?shù)據(jù)的發(fā)展模式，整合各家信息，建立便于查詢與記錄的失效數(shù)據(jù)庫。

圖3 失效數(shù)據(jù)統(tǒng)計（2006—2018年）

2）暢通管理機制。歐美油氣管道失效統(tǒng)計分析工作開展較早，并形成了失效數(shù)據(jù)采集上報、統(tǒng)計分析、公開發(fā)布等管理機制。國內(nèi)企業(yè)目前從失效分析到失效數(shù)據(jù)的管理缺少體系制度的支持。一是缺少相關的數(shù)據(jù)規(guī)范標準，導致數(shù)據(jù)上報千差萬別，需要規(guī)范數(shù)據(jù)標準并在信息系統(tǒng)建設時統(tǒng)一考慮。二是缺少相關的體系制度的支持，失效的定義、上報途徑、上報的內(nèi)容等需要體系制度加以規(guī)范和細化，同時對失效信息的完備程度進一步提高。三是考核機制存在一定的弊端，重處罰導致瞞報、懈怠等情況出現(xiàn)，需要配套制度和政策加以激勵。四是失效分析的分級分類相應。需要進一步規(guī)范針對不同類型和嚴重程度的失效事故，啟動不同的失效分析，包括是否需要委托失效分析單位或第三方單位開展。

3）提升關鍵技術(shù)。通過技術(shù)手段不斷拓展失效數(shù)據(jù)獲取的渠道及對失效數(shù)據(jù)進行審核校驗，如與SCADA系統(tǒng)聯(lián)動、應急救援的響應等異常事件獲取失效數(shù)據(jù)。

4）注重共享與分析。目前失效數(shù)據(jù)庫多以“索取”數(shù)據(jù)為主，需要完善“回饋”企業(yè)單位。例如定期發(fā)布失效統(tǒng)計數(shù)據(jù)報告、共享事故案例等，以促進失效數(shù)據(jù)庫的持續(xù)改進。

3 結(jié)論

1）管道失效數(shù)據(jù)的收集與分析是管道風險管理中的一項基礎性工作，目前得到各大管道公司的重視。國外主要是政府管理部門或協(xié)會團體組織進行收集，而國內(nèi)多為單一公司的收集與整理。建議對標國外相關失效事件管理組織，建立行業(yè)乃至全國范圍內(nèi)的失效數(shù)據(jù)收集與分析機構(gòu)，整合各家信息，完善數(shù)據(jù)分析與共享機制。

2）從轉(zhuǎn)變管理理念、暢通管理機制、提升關鍵技術(shù)、注重共享與分析4個方面，提出了油氣管道失效數(shù)據(jù)管理工作的提升措施，以期能進一步完善失效數(shù)據(jù)的管理，為企業(yè)的風險分析與隱患治理提供數(shù)據(jù)基礎。

3）不同的失效數(shù)據(jù)庫均有著各自的失效定義與統(tǒng)計范圍，如何正確引用及整合現(xiàn)有管道失效數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計數(shù)據(jù)是當前研究的重點問題。