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化工装置埋地管线的安全评价

文档作者：朱晏萱文档来源：克拉玛依职业技术学院		点击数：	更新时间： 2021年12月03日
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第4O卷第4期
2011年7月
石油化工设备
PETRO—CHEMICAL EQUIPMENT
Vo1．40 NO．4
July 2011
文章编号：1000 7466(2011)04—0070—04
化工装置埋地管线的安全评价
朱晏萱
(克拉玛依职业技术学院机械工程系，新疆独山子833600)
摘要：运用Muhlbauer风险评分法对某化工装置埋地管线进行风险评价，评价结果显示该管线相
对风险为不可接受。通过加强管理可以使相对风险数提高9．1 ，且对Muhlbauer风险评分法在
化工装置埋地管线的应用进行了探讨。
关键词：化工装置；Muhlbauer风险评分法；安全评价；相对风险数
中图分类号：TQ 050．7；TQ 050．2 文献标志码：B
Safety Evaluation of Buried Pipeline in Chem ical Plant
ZHU Yan-xuan
(Dept．of Mechanical Engineering of Karamay Vocational&amp;amp; Technical
College，Karamay 833600，China)
寸大、金属耗量多的弊端。应根据各部分结构型式
的不同，选择相应的计算、型式设计标准。
实践证明，文献[3]在水套炉力学性能计算上的
应用是可靠有效的。在降低单位负荷金属耗量的同
时，还解决了加热炉热效率低下的问题，从而达到降
低能耗的目的。
4 结语
采用锅壳锅炉的设计理念对水套炉进行传热和
结构优化，不仅降低了加热炉金属耗量以及缩小设
备尺寸，而且还可以提高加热炉的燃烧效率，特别是
对于负荷较大的设备，其节能效果更为明显。优化
设计过程中有效角系数、热有效系数及烟气流速等
关键参数的选择，需要综合考虑各方面的因素，应根
据实际情况进行选取。火筒结构及受热面的布置方
式要结合设备的具体要求进行灵活设计，在满足性
能要求的同时，达到节能降耗的目的。经优化的设
备已在国内诸多油气田投运近千台，验证了设备符
合规范要求的力学性能计算标准和方法。
参考文献：
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(许编)
收稿日期：2010—02 28
作者简介：朱晏萱(1982)，女，黑龙江富锦人，助教，工学硕士，主要从事化工设备教学研究工作。
] ] 一] ] ] ] ] ]
第4期 朱晏萱．等：化工装置埋地管线的安全评价
Abstract：The risk assessment was carried out to bury pipeline of chemical plant by applying
M uhlbauer risk score method，the evaluation result showed the relative risk was unsanctioned．
By strengthening management，the relative risk scores was improved by 9．1 ，the applying of
M uhlbauer risk score method to buried pipeline in chemical plant was also discussed．
Key words：chemical plant；M uhlbauer risk score method；safety evaluation；relative risk scores
埋地工业管道的在用检验是困扰定期检验的一
个难点。化工装置中虽然埋地管线数目不多，但在装
置的工艺过程中起着很关键的作用，如何有效地对该
类管线进行安全评价成为车间管理人员及检验人员
关心的问题。
Muhlbauer风险评分法在国外长输管线已得到
了大量成功尝试，近年国内相关机构人员采用Muhl—
bauer风险评分法对输油、输气长输管道进行了风险
评价工作，取得了一些成果，但在化工装置埋地管线
的风险评价方面，未见相关报道l】~7]。笔者应用Mu～
hlhauer风险评分法对某化工厂甲乙酮装置的埋地管
线进行了风险分析及综合评价。
1 检验情况
管线介质为MTBE，规格(外径×厚度x长度)为
60 minx4mmX 20 000 mm，材质2O钢。管线设计
压力0．8 MPa，设计温度80℃ ，操作压力0．45 MPa，
操作温度4O℃ ，从投用至本次检验已使用8 a。
对该管线进行了外部宏观检查、壁厚测试及射
线检测等，检验结果如下，对该管线暴露地面以上的
焊口(约占1O )进行了100 射线检测，未发现超
标缺陷。超声波测厚最小值为3．72 mm，宏观检查
未发现超标问题。
2 Muhlbauer风险评分法分析
Muhlbauer风险评分法是美国学者W．Kent
Muhlbauer提出的对管线进行数据定量分析和安全
性评价的方法。管道相对风险数越高，则其相对风
险越小，表示越安全。Schlechter等提出，采用Mu—
hlbauer风险评分法进行风险评价时，若相对风险数
大于47．5，则认为风险水平是可接受的，若相对风
险数小于47．5，则认为风险水平不可接受。
2．1 评价方法及步骤
(1)对评价管线进行分段或划分单元，根据管线
的技术条件、管线的分布特点进行划分。
(2)对每个单元分别计算第三方破坏、腐蚀、设
计误差和违章操作4个事故因子指数以及泄漏冲击
指数。
(3)根据NFPA(美国消防协会)的数据对输送
介质进行危险性评定。
(4)计算泄漏冲击指数。
(5)计算相对风险数。数学模型为R 一S／L，
1S—T4-C+D4- 。其中，R 为相对风险数，s为事故
因子指数和，L为泄漏冲击指数，T为第三方破坏因
子指数，c为腐蚀因子指数，D 为设计误差因子指
数， 为违章操作因子指数。
管道风险的评价过程见图1。
图l 管道风险评分法框图
2．2 数据采集与评价
运用风险评分法(EST)对4个事故因子中的
影响因素打分，并分别计算4个事故因子的指数
和。
通过收集车间设备的资料信息了解到，该管线
埋地深度为1 m，管线周围不存在施工挖掘等情况，
管线在地面部分有明显的说明标识，且车间在管线
介质危险性及风险控制方面有详细的记录以及规定
的巡检频率。根据上述情况按照文献[1]进行逐项
评价，结果见表1。
该管线的周围土壤干燥，杂散电流较少，裸露部
分管线的外防锈层局部脱落，管内介质MTBE腐蚀
特点为轻微腐蚀，且含S杂质，有应力腐蚀倾向。通
过总结归纳认为评估因素均为非可变因素，其评价
结果见表2。
从管道设计壁厚、设计压力与实际操作压力方
面来看，设计裕量较大。但该管线已有两个检验周
期未进行压力试验，虽然进行了气密性试验，但从系
统的安全性及平稳性方面考虑，该管线在水压试验
状况方面较差，其评价结果见表3。
石油化工设备 2011年第4O卷
车间严格执行上岗前的培训及操作考试，近3 a
未发生一起严重的操作事故，从设备基础资料及实
际检验情况分析来看，管线在设计方面无缺陷，评估
因素均为可变因素，其评价结果见表4。
表1 第三方破坏因素评定
因子 设计误操作 施工误操作 运营误操作 维护误操作 操作因子
指数
评分 25 12 3O 13 80
2．3 泄漏 中击指数计算
管线输送介质为MTBE，且伴有少量C4及甲
醇等物质。MTBE属稳定性介质，可燃且存在毒性
危险，泄漏后对环境影响较大。参照文献[8]计算管
道的泄漏量，由介质危险分数和影响系数分数可得
该管线泄漏冲击指数，计算结果见表5 。
表5 泄漏冲击指数计算
2．4 相对风险数计算
根据Muhlbauer评价模型，相对风险数一事故
因子指数和／泄漏冲击指数。
对上述事故因子指数进行统计，并计算相对风
险数及可变因素与非可变因素的比重，得到的管道
相对风险数计算结果见表6。
表6 相对风险数计算结果
2．5 评价结果分析
从评价结果看，该管道的相对风险数为22，相
对风险数小于47．5，处于不可接受范围。相对风险
数中，可变因素占71％ ，非可变因素占29 。因此，
在不增加基建投资的的基础上通过加强管理等措施
提高4个事故因子中可变因素的指数分值，可以提
高管线的相对风险数。
建议采取以下措施：①在第三方破坏因子中，完
善车间基础资料管理，强化管线现场标识，可以将公
众教育分从15分提高到25分。② 在设计因子中，
稳定系统操作条件，尽量降低管道内压波动，可使疲
劳因素分值从12分提高到16分。对该管线每6 a
进行一次水压试验，可以适当增加管线的安全性，水
压试验项可从9分增加到l1分。③在操作因子中，
对该车间人员严格执行上岗考核制度，避免误操作
的事故发生，营运误操作指数可由3O分提高34分。
第4期 朱晏萱，等：化工装置埋地管线的安全评价
加强重要设备的维护检查力度，制订完善的检查方
法、维护方法，且详细记录检查过程中发现的问题，
维护指数可从13分提高到15分。
通过加强管理，各段管线的相对风险数变化情
况见表7。
表7 采取措施后相对风险系数
3 讨论
此模型中4个事故因子涵盖了引起失效事故的
可能性与后果，4个事故因子的分项也包含了管线
设计、安装、运行、维护管理方面。因此，应用该模型
可以对化工装置埋地管线进行风险评价。
Muhlbauer评价过程是基于一系列假设条件而
进行的，这与其他一些安全评价模型相似。在Mu—
hlbauer评价模型中，其假设之一为影响风险的各因
素是独立的，每个因素独立影响风险的状态，总风险
是各独立因素的总和。实际上，影响一个设备或系
统的风险因素问是相互关联的，关联特性需要模糊
数学理论分析，从而科学地得出评价结论lg 。另
一假设为各因子的分数限定原则，Muhlbauer根据
收集到的管道事故数据进行综合分析，对每一子项
目中的分数最高值进行了重要性判定。
如果将该模型移植到化工管线中。事故因子所
含的子项目权值应有所改变，由于化工装置埋地类
工业管道(工艺油气)所占比例不高，此类数据也无
法直接搜集，只能针对一个地区进行统计。
Muhlbauer评价属定性分析，在评价过程中人
的主观性占重要比例，评价方法急需制度化，这样评
价前后才有连续性。RBI风险评价是近年来国内外
使用的比较多的定量风险评价方法，能够非常全面
地对设备进行风险评价，但RBI评价的基本模型是
建立在炼油装置介质物性等数据的基础上。虽然
API 581新版又相继补充了一些物流信息，但是对
于不断发展扩大的化工类装置，其展现出的局限性
也越大，由于一些化工过程产品的腐蚀性数据还不
清楚，因此，RBI评价后的风险(物流替代后)与实际
风险相差较大。
运用Muhlbauer评价可以快速计算出管道的
风险水平，通过可变因素的改进措施为企业管理提
供了明确的思路，且评价过程快速、易学，评价结果
易于反馈，可以为化工装置埋地类管线进行预安全
评价。
4 结语
(1)从检验结果对该条埋地管线进行评价，无法
有效地对安全盲区做到安全管理，在管线投用中也
会存在安全隐患。
(2)利用Muhlbauer评分法对化工装置管线的
风险评价是可行的，该管线相对风险数22，小于风
险临界值47．5，风险水平为不可接受的，装置管理
人员应对该条管线加强巡检。
(3)通过加强管理可以提高管道的安全性，能够
使管道的相对风险数提高9．1 ，加强管线管理后
相对风险值仍小于47．5，说明该管线为高风险设
备，车间应为该类管线制订合理的管理制度，对埋地
类管线定期进行安全评价。
(4)利用Muhlbauer评分法对化工装置埋地管
线进行风险评价是可行的。
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