王威1,2 吳冠樺1,2 郭奕浩1 楊海燕1 魯瑜3

1.廣東石油化工學(xué)院石油工程學(xué)院； 2.廣東省非常規能源工程技術(shù)研究中心；3.中海石油（中國）有限公司天津分公司

海底管道在運行期間，受壓力[1]、應力[2]、溫度、輸送介質(zhì)性質(zhì)[3-4]等復雜荷載影響，會(huì )出現不同程度的腐蝕損傷，嚴重時(shí)將發(fā)生海底管道破裂導致油氣泄漏等事故，造成海洋環(huán)境嚴重污染和重大經(jīng)濟損失。因此，開(kāi)展海底管道腐蝕風(fēng)險評估，明確風(fēng)險因素，采取措施將風(fēng)險控制在可接受范圍內，對確保海底管道安全、高效運行，提升油氣集輸管道完整性管理水平具有重要意義。

當前，管道風(fēng)險評估仍以定性或半定量方法為主，定量風(fēng)險評估方法及其應用有待深入研究[5-6]。本文在分析某海底管道腐蝕數據基礎上，根據DNVOS F101（挪威船級社 海底管線(xiàn)系統規范），采用半定量評價(jià)方法進(jìn)行風(fēng)險評估，為海底腐蝕管道風(fēng)險識別、評估提供參考。

1 海底管道概況

1.1 設計參數

該海管于2000年12月投產(chǎn)，設計壽命為25年。海管設計參數如表 1所示。

1.2 腐蝕缺陷情況

2013年10月對該海管進(jìn)行內檢測通球發(fā)現，海管內積存大量泥垢，內部腐蝕、結垢嚴重。內檢測結果顯示存在多處腐蝕缺陷，計算壁厚損失超過(guò)初步報告臨界值。通過(guò)對海管2處凹坑較嚴重部位所對應的外表面進(jìn)行壁厚檢測，測得最小壁厚值1#檢測點(diǎn)為6.8 mm， 2#檢測點(diǎn)為5.8 mm。抽查檢測管線(xiàn)其他位置壁厚， 1#抽查段為7.5～10.0 mm； 2#抽查段為11.8～12.5 mm，最大壁厚值為12.5 mm。另外抽檢海管接收端法蘭以上壁厚，最小壁厚為6.2 mm，最大壁厚為13.5 mm。海底管道的腐蝕情況如表 2所示。

2 高后果區識別

2.1 識別依據

滿(mǎn)足下列情況之一均應劃分為高后果區。①管道全部損失，大量重度污染介質(zhì)泄漏，不能被除掉，并需要很長(cháng)時(shí)間被空氣和海水分解，修復管道需要大量的經(jīng)濟投入和長(cháng)時(shí)間的生產(chǎn)關(guān)斷。②失效引起無(wú)限期的管道關(guān)斷、重要的設施失效和經(jīng)濟損失，修復需要在水下進(jìn)行，在恢復生產(chǎn)之前，管道系統的修復不能完全被驗證有效。③失效引起超出計劃的設備或系統損失和較高的修復費用。修復超出計劃，需要在水下進(jìn)行。④管道中心線(xiàn)200 m內的水上游覽區域。⑤管 道中心線(xiàn)200 m內存在正常航道。⑥管道中心線(xiàn)200 m內存在商業(yè)捕魚(yú)區。⑦管道中心線(xiàn)200 m內存在港口、碼頭。⑧管道中心線(xiàn)200 m內存在海洋生態(tài)保護區。⑨管道中心線(xiàn)500 m內存在平臺。⑩管道附近有其他重要區域。

2.2 識別方法

按照表 3進(jìn)行海底管道高后果區分項評分，總分值為15項（表 3內因素1按水上游覽區、正常航道、商業(yè)捕魚(yú)區、港口和碼頭、海洋生態(tài)保護區、管道附近其他重要區域共6項分別評分）評分相加，最高分值為60分。高后果區分值等級，高后果： ≥50.0分；較高后果： 37.5～50.0分；中等后果： 25.0～37.5分；較低后果： 12.5～25.0分；低后果： <12.5分。

根據總分值高低劃分等級，并按重要程度優(yōu)先制定和實(shí)施針對性的完整性管理措施。

該海管總長(cháng)為2.17 km，將其分成2段（立管段和海底管段）分別進(jìn)行高后果區識別，總得分均為30.0分，介于25.0～37.5分之間，為中等后果區。

3 風(fēng)險評估

3.1 評估流程

海底管道風(fēng)險評估流程如圖 1所示。

3.2 風(fēng)險評價(jià)

風(fēng)險因素評分項[7-9]如表 4所列9類(lèi)，采用半定量評價(jià)方法確定海底管道的風(fēng)險分值、風(fēng)險等級（表 4）。

風(fēng)險分值等級，高風(fēng)險： ≥200分；較高風(fēng)險：150～200分；中等風(fēng)險： 100～150分；較低風(fēng)險：50～100分；低風(fēng)險：＜50分。

該海管為注水管線(xiàn)改輸氣管線(xiàn)， 10 min管輸介質(zhì)泄漏量分值為4分，海域重要程度指標取值為1，表 4中9類(lèi)風(fēng)險因素評分總和為232分，輸送介質(zhì)擴散系數＝10 min管輸介質(zhì)泄漏量分值÷海域重要程度指標分值＝4÷1＝4，

后果系數=輸送介質(zhì)擴散系數÷輸送介質(zhì)危害性指標＝4÷9＝0.44

風(fēng)險分值＝9類(lèi)風(fēng)險因素評分總和×后果系數＝232×0.44＝102.08，

介于100～150分之間，為中等風(fēng)險。

4 結論

根據DNV OS F101規范，采用半定量風(fēng)險評價(jià)方法，進(jìn)行了海底管道高后果區識別和風(fēng)險評估，確定該海管為中等高后果區，風(fēng)險等級為中等。海管運行過(guò)程中，應加強對其工況條件變化的參數記錄，定期進(jìn)行清管并分析清管產(chǎn)物組分，及時(shí)掌握管線(xiàn)運行狀態(tài)，避免風(fēng)險事故發(fā)生。

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基金項目：廣東省非常規能源工程技術(shù)研究中心2018年開(kāi)放基金立項項目（GF2018B006）；廣東石油化工學(xué)院人才引進(jìn)項目（2018rc08）；茂名市科技計劃立項項目（2018011）。

作者：王威， 1983年生，博士，講師，主要從事海洋油氣開(kāi)采、油氣集輸與處理技術(shù)等方面教學(xué)與科研工作。