王 博 李 濤 楊 陽

（西安特種設(shè)備檢驗檢測院，陜西 西安 710065）

聚乙烯管道由于具有耐腐蝕性強(qiáng)、柔性好、壽命長、環(huán)保等優(yōu)異性能，在中低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)的應(yīng)用中逐步取代鋼質(zhì)管道，并取得了非常高效的成果。而層次分析法是美國匹茲堡大學(xué)運籌學(xué)家托馬斯·薩蒂教授提出的一種綜合了定性分析與定量分析的多目標(biāo)決策方法。通過建立層次分析模型，將影響決策目標(biāo)的相關(guān)因素進(jìn)行逐層分解，劃分為不同層次、不同深度的評價準(zhǔn)則和評價指標(biāo)，對層次模型中各因素的重要性進(jìn)行兩兩比較，建立判斷矩陣，通過判斷矩陣運算得出各因素的權(quán)重并進(jìn)行排序，確定影響決策目標(biāo)的最重要因素或方案。本文采用層次分析法對影響聚乙烯燃?xì)夤艿朗Э赡艿闹饕蛩剡M(jìn)行逐層分解，確定影響管道安全的關(guān)鍵因素，為天然氣管道安全運行和管理提供科學(xué)有效的參考依據(jù)。

1 評價指標(biāo)體系的建立

聚乙烯燃?xì)夤艿涝趯嶋H服役過程中受到第三方破壞、管道本體固有危害、與時間有關(guān)的危害、誤操作、服役環(huán)境等各項因素的影響，本文利用層次分析法對影響聚乙烯燃?xì)夤艿朗Э赡苄缘娜刂笜?biāo)進(jìn)行分解，按照不同要素進(jìn)行分類，以專家評分為依據(jù)，建立影響聚乙烯燃?xì)夤艿朗Э赡苄缘脑u價準(zhǔn)則，通過準(zhǔn)則將評價指標(biāo)分為目標(biāo)層A聚乙烯管道失效可能性評價層、標(biāo)準(zhǔn)層B聚乙烯管道失效可能性影響因素層、指標(biāo)層C聚乙烯管道失效可能性影響因子層，以此確立各指標(biāo)權(quán)重。

2 評估權(quán)重與評估步驟

采用層次分析法確定影響聚乙烯燃?xì)夤艿朗Э赡苄缘臋?quán)重，對影響權(quán)重指標(biāo)的同級因素進(jìn)行兩兩比較，建立比較矩陣，對比較矩陣進(jìn)行平均隨機(jī)一致性檢驗，判斷矩陣是否具有滿意的一致性，將專家的傾向性意見和分析的客觀判斷結(jié)合起來，以此確定各項指標(biāo)的比較權(quán)重。

2.1 構(gòu)造判斷矩陣

結(jié)合九標(biāo)度法對標(biāo)準(zhǔn)層、指標(biāo)層中各因素進(jìn)行兩兩比較，請專家分別對各個指標(biāo)因素進(jìn)行重要程度的判斷打分，建立判斷矩陣B=（bij）m×n，分?jǐn)?shù)越高代表其相對重要程度越高。

2.2 計算權(quán)重值

2.3 一致性檢驗

為了避免利用主觀性指數(shù)評價時引起誤差，利用平均隨機(jī)一致性指數(shù)RI 進(jìn)行隨機(jī)一致性檢測。首先定義一致性指標(biāo)CI，即CI=（λmax-n）? （n-1）：當(dāng)判斷矩陣具有完全一致性時，CI=0。通過運算CR=CI/RI 得到隨機(jī)一致性計算結(jié)果，當(dāng)CR = CI/RI<0.1時認(rèn)為判斷矩陣B具有滿意的一致性。否則，需要調(diào)整判斷矩陣B中的標(biāo)度值，重新進(jìn)行一致性檢驗直至通過。

3 案例應(yīng)用與分析

根據(jù)評價指標(biāo)體系要求確定影響聚乙烯燃?xì)夤艿朗Э赡苄缘?個標(biāo)準(zhǔn)層因素及 26個指標(biāo)層因素，具體相關(guān)指標(biāo)體系如表1所示。結(jié)合相關(guān)因素對某天然氣公司聚乙烯燃?xì)夤艿朗Э赡苄赃M(jìn)行調(diào)研分析，邀請 5位燃?xì)忸I(lǐng)域?qū)＜覍κЭ赡苄灾匾劝凑站艠?biāo)度法進(jìn)行評價，經(jīng)過多次評選得到如下判斷矩陣：

表1 聚乙烯（PE）燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)體系各評價因子權(quán)重

利用方根法計算各指標(biāo)的權(quán)重，計算結(jié)果如表1所示，為檢驗構(gòu)造矩陣的可行性，需要對聚乙烯（PE）燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)體系各評價因子進(jìn)行一致性檢驗，檢驗結(jié)果如表2所示。由表2可知，各判斷矩陣指標(biāo)一致性比率CR的值均小于0.1，因此各指標(biāo)均具有良好的一致性。

表2 各判斷矩陣的一致性檢驗結(jié)果

根據(jù)表1中標(biāo)準(zhǔn)層權(quán)重大小，可知 B1第三方破壞＞B2管道本體固有危害＞B5服役環(huán)境＞ B與時間有關(guān)的危害＞B4誤操作，由此可知第三方破壞是構(gòu)成聚乙烯（PE）燃?xì)夤艿朗У闹饕绊懸蛩?。?6個指標(biāo)因素中，組合權(quán)重影響較大的前5項因素分別是C1管道埋深＞C11焊接質(zhì)量＞C7巡線及泄漏檢查＞C15鋼塑轉(zhuǎn)換接頭腐蝕＞C2回填質(zhì)量。通過指標(biāo)因素分析可以看到，隨著聚乙烯管材的生產(chǎn)工藝不斷改進(jìn)，管材質(zhì)量安全可靠，管道埋深、焊接質(zhì)量、巡線及泄漏檢查成為影響聚乙烯（PE）燃?xì)夤艿朗У闹饕笜?biāo)，在管道安裝建設(shè)和日常檢查時需要重點關(guān)注，其他指標(biāo)的影響程度也可通過表2直接查看。

4 結(jié)語

影響城鎮(zhèn)燃?xì)饴竦鼐垡蚁≒E）管道安全運行的因素很多，涉及設(shè)計、安裝、運行維護(hù)等各個方面，本文結(jié)合在役聚乙烯（PE）燃?xì)夤艿雷陨硖攸c，給出了影響其失效可能性的主要因素，運用層次分析法理論模型確定了各指標(biāo)因素對管道失效可能的影響權(quán)重，比較直觀準(zhǔn)確地反映各指標(biāo)因素之間的關(guān)系和作用原理，便于城鎮(zhèn)燃?xì)饩垡蚁≒E）管道的科學(xué)管理和運行維護(hù)，為進(jìn)一步開展管道風(fēng)險評估提供依據(jù)。