摘要：海底管道是保障油气田持续开发的重要运输手段,为保障海底管道安全运行、准确预测管道的使用寿命，提出进行海底管道分析评估方法和完整性管理。利用鱼骨图法进行管道失效风险分析，确定管道失效主要原因；结合工程实践经验，总结出能有效预测评估海底管道寿命的常用方法；根据风险分析结果和评估预测寿命，总结科学的完整性管理方法；并提出完整性管理的效能评价机制，以衡量其有效性及管理效率。本研究为海底管道的风险防护和定期更换提供理论支持，对提高海底管道的安全性和稳定性具有重要意义。
关键词：海底管道；失效风险；寿命预测；完整性管理；效能评价
海底管道是海上石油运输的主要方式，管道的结构性能和使用寿命关系着海上石油开发的稳定发展。目前，管道腐蚀和外力破坏等因素严重影响了海底管道的正常功能，对海底管道风险评估方法和完整性管理研究具有重要意义。
1海底管道失效风险因素分析
海底管道失效，即管道丧失运输油、气及其混合物的功能。笔者提出利用鱼骨图法进行海底管道失效风险因素分析。如图1所示，鱼骨图分析法以事故结果为特性、原因为因素，并用箭头表示两者之间的因果关系，是确定事故致因的一种有效方法，具有形象直观、逻辑清晰等优点。利用鱼骨图进行风险分析可知引起海底管道失效的主要原因。管道腐蚀：根据腐蚀部位、腐蚀原理和腐蚀形态可分为内腐蚀、防腐层失效或脱落以及阴极保护系统失效等原因；第三方破坏：如航运过程中的抛锚和托锚、作业船的重物坠落以及打孔盗油等活动对管道保护层和管道结构造成的严重破坏；自然环境：由强浪、泥沙回淤、急流和地震冲击等恶劣的自然环境因素造成的失效风险；组织管理不善：人员组织管理是影响海底管道安全性的重要因素，人为管理失误与员工的技能水平、身心状况和决策判断密切相关。
2海底管道寿命预测评估方法
笔者基于管道失效风险分析结果以及工程实践经验，总结出对海底管道的寿命进行预测评估的有效方法，主要包括数学模型法、灰色预测法和应力分析法等。（1）数学模型法：对海底管道的运行现状进行调研，大量收集历史资料并分类分析影响管道寿命的腐蚀因素，最终利用的检测和维修历史数据建立以腐蚀速率为引导的数学模型，预测评估管道剩余寿命。（2）灰色预测法：依据ASME-B31G准则，推导海底管道极限内压计算公式，计算管道临界失效时的极限内压值，并以剩余壁厚为变量建立灰色预测模型。（3）应力分析法：大量收集管道运行资料，利用应力解析法预测评估管道寿命，该过程主要包括管材性能分析、应力分析和管材老化损伤评定等程序。
3海底管道完整性管理模型
管道完整性管理可有效改善其不利因素，采取对应改进措施进而控制风险，以降低管道事故发生率，确保管道平稳运行。（1）数据收集与整理。构建一个科学完整的数据采集管理体系，是海底管道完整性管理的基础，是整个完整性管理环节中高后果区识别、完整性评定、管道检测及维护等的前提。（2）高后果区识别。如果海底管道发生泄漏会造成巨额经济损失及较大区域的海域污染。随着管道自身承载力和外部环境的变化，高后果区的位置和范围也会有一定的改变。（3）风险评价。风险评估是海底管道完整性管理的关键环节，其事故评价结果直接影响完整性评价的效果。（4）完整性评价。通过管道完整性评价，可明确管道状况及存在的缺陷情况，制定响应计划，降低管道风险。（5）检测与维护。通过管道检可清楚了解管道状态，对海底管道风险进行更准确的评估；根据检测结果采取必要的维修方法减弱风险，控制管道风险在可接受范围之内。
4完整性管理的效能评价机制
管道完整性管理效能评价是衡量其有效性及效率的重要工作。通过对完整性管理“投入一产出”效能分析，从完整性管理两个维度综合考虑，结合工艺特殊需求，建立管道完整性管理效能评价。（1）效能评价方法有:调查问卷、检查列表、人员访谈、对比法、打分法等。（2）效能评价内容。海底管道效能评价一般由五大要素组成，包括效能评价主体、效能评价对象、效能评价目标、效能评价手段、效能评价实施。（3）效能评价的目标。海底管道效能评价指标，包括管理指标、技术指标、安全效益指标和投入指标。（4）效能评价程序。明确评价对象、明确评价目标、明确评价手段、明确以目标为导向的评价、分析和确定评价的指标权重、进行效能评价、对评价结果分析及改进。（5）效能评价改进。利用效能测试和审核的结果对管理系统进行分析和改进，相应的引入新的效能改进措施。
5结语
本文根据海底管道工程现场管理实际，对海底管道的失效风险辨识、寿命预测方法、完整性管理模型及其效能评价机制进行了系统分析研究，具体包括：（1）提出利用鱼骨图法进行管道失效风险因素分析，得出包括管道腐蚀、第三方破坏、自然环境和人为失误等引起海底管道失效的主要原因。（2）总结了进行海底管道寿命预测评估的有效方法：数学模型法、灰色预测法和应力分析法，为完整性管理提供依据。（3）给出具有工程应用价值的海底管道完整性管理模型，并提出通过对完整性管理模型进行效能评价，发现完整性管理的不足并持续改进。
作者：兰君 单位：中海油能源发展装备技术有限公司
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