海底管道在運行期間，受壓力[1]、應力[2]、溫度、輸送介質性質[3-4]等復雜荷載影響，會出現不同程度的腐蝕損傷，嚴重時將發生海底管道破裂導致油氣泄漏等事故，造成海洋環境嚴重污染和重大經濟損失。因此，開展海底管道腐蝕風險評估，明確風險因素，采取措施將風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，管道風險評估仍以定性或半定量方法為主，定量風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DNV OS F101（挪威船級社 海底管線系統規范），采用半定量評價方法進行風險評估，為海底腐蝕管道風險識別、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，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月對該海管進行內檢測通球發現，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，計算壁厚損失超過初步報告臨界值。通過對海管2處凹坑較嚴重部位所對應的外表面進行壁厚檢測，測得最小壁厚值1#檢測點為6.8 mm，2#檢測點為5.8 mm。抽查檢測管線其他位置壁厚，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，大量重度污染介質泄漏，不能被除掉，并需要很長時間被空氣和海水分解，修復管道需要大量的經濟投入和長時間的生產關斷。②失效引起無限期的管道關斷、重要的設施失效和經濟損失，修復需要在水下進行，在恢復生產之前，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，需要在水下進行。④管道中心線200 m內的水上游覽區域。⑤管道中心線200 m內存在正常航道。⑥管道中心線200 m內存在商業捕魚區。⑦管道中心線200 m內存在港口、碼頭。⑧管道中心線200 m內存在海洋生態保護區。⑨管道中心線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、商業捕魚區、港口和碼頭、海洋生態保護區、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，并按重要程度優先制定和實施針對性的完整性管理措施。

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

3 風險評估

3.1 評估流程

海底管道風險評估流程如圖 1所示。

圖1 風險評估流程

3.2 風險評價

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

風險分值等級，高風險：≥200分；較高風險：150～200分；中等風險：100～150分；較低風險：50～100分；低風險：＜50分。

該海管為注水管線改輸氣管線，10 min管輸介質泄漏量分值為4分，海域重要程度指標取值為1，表 4中9類風險因素評分總和為232分。

輸送介質擴散系數＝10 min管輸介質泄漏量分值÷海域重要程度指標分值＝4÷1＝4

后果系數=輸送介質擴散系數÷輸送介質危害性指標＝4÷9＝0.44

風險分值＝9類風險因素評分總和×后果系數＝232×0.44＝102.08

介于100～150分之間，為中等風險。

4 結論

根據DNV OS F101規范，采用半定量風險評價方法，進行了海底管道高后果區識別和風險評估，確定該海管為中等高后果區，風險等級為中等。海管運行過程中，應加強對其工況條件變化的參數記錄，定期進行清管并分析清管產物組分，及時掌握管線運行狀態，避免風險事故發生。

參考文獻：

[1] 季廷偉，王樹立，陳磊，等. 海底管道腐蝕缺陷處陰極保護數值模擬[J]. 油氣儲運,2019,38(01):108-114.

[2] 李修波，余建星，譚玉娜，等.基于EIFS和P-M的海底管道腐蝕疲勞壽命預測[J]. 海洋工程,2019,37(01):84-92.

[3] 趙曉鑫，徐連勇，荊洪陽，等.大變形海底管道工程臨界評估研究進展[J]. 機械工程學報,2019,55(02):82-90.

[4] 丁家祥，劉軍，梁德青. 基于OLGA的海底管道水合物生成規律模擬[J]. 油氣儲運,2019,38(02):235-240.

[5] 駱華鋒，白清東，王莉.基于有限元法在腐蝕管道剩余強度中的應用[J].科學技術與工程,8（23）：6335-6337.

[6] 何東升，郭簡，張鵬.腐蝕管道剩余強度評價方法及其應用[J].石油學報,2007,28(6): 125-128.

[7] 喻西崇，胡永全，趙金洲，等.腐蝕管道的剩余強度計算方法研究[J].力學學報,2004, 36(3): 281-287.

[8] 趙事，蔣曉斌，高惠臨.腐蝕管道的失效概率和剩余壽命預測方法[J]. 油氣儲運, 2006, 25(12):28-31.

[9] 支希哲，周紅，何潔.腐蝕管道剩余壽命及參數靈敏度分析[J].西北工業大學學報,2011, 29(6):984-987.

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