一种聚乙烯埋地管风险评价方法技术

本发明专利技术提供了一种聚乙烯埋地管风险评价方法，基于GB/T27512和针对聚乙烯管材特性，重新计算聚乙烯管线评分权重，增加失效因素及所对应的评分细则，提出了新的失效可能性评价方法。首先，获取所评价管线的设计，安装，竣工文件，和沿途巡线、实地勘测挖测量数据；对所有影响因素进行数据整理，预处理完成全面检验报告；基于层次分析法和专家打分法计算关于聚乙烯管第三方破坏，腐蚀与老化，设备(装置)及人员操作，本质安全因素的权重；对被评价管线进行划分，按照评分细则完成打分，根据管线评分结果，计算失效可能性以及失效后果评分；综合计算各个管段的风险值，并划分风险等级。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯埋地管风险评价方法
本专利技术涉及在用燃气和输油管线的风险评估领域，尤其涉及一种聚乙烯埋地管风险评价方法。
技术介绍
能源消费结构在完成由煤炭向石油的转换后,正朝着高效、清洁、低碳或无碳的天然气、核能、太阳能、风能、氢能等新能源方向发展。聚乙烯管(PolyethylenePipe，PE)具有良好的耐腐蚀性、韧性和质量轻、便于运输等优点，是公认的“绿色管道”。在油气输送和给排水领域应用广泛，近年来开始逐渐应用于核电站冷却水的输送。目前,聚乙烯管已在燃气领域中广泛应用，具有广阔的市场前景。本世纪初的统计数据表明,欧洲、日本、美国等国外发达国家的聚乙烯燃气管道普及率超过92％，逐步取代用钢管输送油气，引领“以塑代钢”环保潮流，为我国节能减排，保护环境事业做出重大贡献。目前我国有许多大型天然气工程项目，这些工程项目的开展为我国城市燃气管道和其连接技术的发展提供了机会。但是管道在制造、运输、安装、使用过程中不可避免会产生各种各样的缺陷。这些缺陷存在的一方面会影响到天然气的正常运输，另外给附近的居民造成极大的安全隐患。城镇燃气管线网络的铺设均在人口密集区，管线的安全运行关系到千千万万居民的人身安全和财产安全。合理准确的风险评价模型对管道安全使用至关重要。依据风险评估的基本原理，用于从发生事故的可能性和事故后果两个方面综合评估PE管道在其实际使用工况和环境下的风险程度，是一种适合于工程实际的半定量风险评估方法。主要用于在用埋地聚乙烯管道的风险评估，也为埋地聚乙烯管道在可行性论证阶段、设计审查阶段和竣工交付阶段的风险评估提供了一种方法。
技术实现思路
专利技术目的：为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术基于GB/T27512和针对聚乙烯管材特性，重新计算聚乙烯管线评分权重，增加失效因素及所对应的评分细则，提出了新的失效可能性评价方法。本专利技术具体提供一种能够对聚乙烯埋地管的风险评价方法，可以实现对聚乙烯燃气管合于使用评价。本专利技术包括以下步骤：步骤1，获取被评价管线的数据；步骤2，进行数据预处理，完成数据汇总，得到全面检验报告；步骤3，计算关于聚乙烯管第三方破坏，腐蚀与老化，设备及人员操作，本质安全因素的权重，并建立聚乙烯管腐蚀与老化评分细则；步骤4，根据步骤2中得到的全面检验报告，对沿途聚乙烯管线进行划分；按照GB/T27512以及补充的腐蚀老化评分细则完成打分；步骤5，根据步骤4的打分结果，计算失效可能性以及失效后果评分；步骤6，综合计算各个管段的风险值，并划分风险等级。步骤1包括：获取被评价管线的数据，包括管线设计文件、安装文件、使用文件，以及巡线记录数据。所述预处理包括：整理步骤1获取的数据，进行腐蚀寿命预测和操作应力校核；详细计算方法见TSGD7003-2010。所述全面检验报告包括：依据TSGD7003-2010检验规则，内容包括：长输(油气)管道年度检查结论，资料审查、宏观检查，敷设环境调查，防腐(保温)层不开挖检测，聚乙烯管道开挖壁厚检验，穿跨域段检查，地质条件检验，安全保护装置检验。步骤3包括：构造评价问题因素两两比较的判断矩阵，将1～9的9个整数作为一个因素比较于另一个因素指标的相对重要度的标度，标度定义如下：如果两个因素同等重要，则标度为1；如果一个因素比另一个因素稍微重要，则标度为3；如果一个因素比另一个因素明显重要，则标度为5；如果一个因素比另一个因素强烈重要，则标度为7；如果一个因素比另一个因素极端重要，则标度为9；2、4、6、8表示上述相邻判断的中值；如果因素i和因素j比较得标度为aij，则因素j和因素i比较得到标度为对于有n个因素的评价问题来说，得到如下两两比较的判断矩阵A：A＝(aij)n×n)得出判断矩阵后，计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi，以及Mi的n次方根Wi为n个不同因素的所对应权重，得到最大特征值归一化后特征向量，即权重向量WT＝(W1,W1,W3,W4)：根据同一层次两两元素的相对重要程度，对比第三方破坏、腐蚀与老化、设备及人员操作、本质安全相对重要程度，参照1-9级标度法，采用专家打分构造如下判断矩阵：计算判断矩阵最大特征值归一化后特征向量WT＝(0.38，0.22，0.10，0.30)，关于聚乙烯管第三方破坏、腐蚀与老化、设备及人员操作、本质安全四个因素的权重分别为0.38，0.22，0.10，0.30。步骤4中，根据步骤2中得到的全面检验报告，按照管线跨越、敷设环境、管道规格、材料，对沿途聚乙烯管线进行划分，当管线穿越河流、公路、高架桥，材质和规格发生变化时，都需要划分成为新的管段。步骤4中，当聚乙烯管线穿越河流、公路、高架桥时，管段分为三段分别为：河流、公路、高架桥一侧；河流、公路、高架桥穿越段；河流、公路、高架桥另一侧。当聚乙烯管线规格发生变化时，包括管材壁厚变化和直径变化，需要划分为新的管段。当聚乙烯管线材质发生变化时，即后续聚乙烯管线材质与当前不同，需要划分为新的管段，常见聚乙烯材质有PE60、PE80和PE100。步骤4包括：考虑聚乙烯管材料属性、腐蚀机理和老化特性，经过层次分析和专家打分构造判断矩阵计算权重，完善评分细则表。详见表1。表1步骤5包括：失效后果评分C和第三方破坏得分S1，腐蚀与老化得分S2，设备及人员操作得分S3，本质安全得分S4通过评判汇总获得，根据步骤3计算得到的权重和步骤4得到的打分结果得到失效可能性评分S：S＝100-(0.38S1+0.22S2+0.10S3+0.30S4)。步骤6包括：根据如下公式计算管段的风险值R：R＝C×S，根据R计算的得分按照如下方式划分各个聚乙烯管线分段风险等级：如果R∈[0，3600)，则风险等级为低风险绝对等级。如果R∈[3600，7800)，则风险等级为中等风险绝对等级。如果R∈[7800，12600)，则风险等级为较高风险绝对等级。如果R∈[12600，15000]，则风险等级为高风险绝对等级。有益效果：1、本专利技术方法是针对特殊管材聚乙烯燃气管道风险评价方法，基于GB/T27512按照层次分析法，采用专家打分构造判断矩阵，确定聚乙烯管各部分失效因素权重2、本专利技术方法对失效可能性评分中，腐蚀与老化部分评分细则重新修订，按照层次分析法，确定二级因素腐蚀破坏，生物侵蚀和老化，以及对应三级因素，四级因素。关于腐蚀与破坏共考虑17个因素，定性地确定聚乙烯管服役过程失效的薄弱环节。3、本专利技术方法是一种适用工程实际的半定量风险评估方法，填补聚乙烯管道风险评价空白，同时易于工程实际操作。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为本专利技术方法流程图。...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯埋地管风险评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，获取被评价管线的数据；/n步骤2，进行数据预处理，完成数据汇总，得到全面检验报告；/n步骤3，计算关于聚乙烯管第三方破坏，腐蚀与老化，设备及人员操作，本质安全因素的权重，并建立聚乙烯管腐蚀与老化评分细则；/n步骤4，根据步骤2中得到的全面检验报告，对沿途聚乙烯管线进行划分；按照GB/T27512以及补充的腐蚀老化评分细则完成打分；/n步骤5，根据步骤4的打分结果，计算失效可能性以及失效后果评分；/n步骤6，综合计算各个管段的风险值，并划分风险等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯埋地管风险评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获取被评价管线的数据；
步骤2，进行数据预处理，完成数据汇总，得到全面检验报告；
步骤3，计算关于聚乙烯管第三方破坏，腐蚀与老化，设备及人员操作，本质安全因素的权重，并建立聚乙烯管腐蚀与老化评分细则；
步骤4，根据步骤2中得到的全面检验报告，对沿途聚乙烯管线进行划分；按照GB/T27512以及补充的腐蚀老化评分细则完成打分；
步骤5，根据步骤4的打分结果，计算失效可能性以及失效后果评分；
步骤6，综合计算各个管段的风险值，并划分风险等级。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：获取被评价管线的数据，包括管线设计文件、安装文件、使用文件，以及巡线记录数据。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述预处理包括：整理步骤1获取的数据，进行腐蚀寿命预测和操作应力校核；
所述全面检验报告包括：依据TSGD7003-2010检验规则，内容包括：长输管道年度检查结论，资料审查、宏观检查，敷设环境调查，防腐层不开挖检测，聚乙烯管道开挖壁厚检验，穿跨域段检查，地质条件检验，安全保护装置检验。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3包括：
构造评价问题因素两两比较的判断矩阵，将1～9的9个整数作为一个因素比较于另一个因素指标的相对重要度的标度，标度定义如下：
如果两个因素同等重要，则标度为1；
如果一个因素比另一个因素稍微重要，则标度为3；
如果一个因素比另一个因素明显重要，则标度为5；
如果一个因素比另一个因素强烈重要，则标度为7；
如果一个因素比另一个因素极端重要，则标度为9；
2、4、6、8表示上述相邻判断的中值；
如果因素i和因素j比较得标度为aij，则因素j和因素i比较得到标度为
对于有n个因素的评价问题来说，得到如下两两比较的判断矩阵A：
A＝(aij)n×n)
得出判断矩阵后，计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi，以及Mi的n次方根



Wi为n个不同因素的所对应权重，得到最大特征值归一化后特征向量，即权重向量WT＝(W1,W2,W3,W4)：



根据同一层次两两元素的相对重要程度，对比第三方破坏、腐蚀与老化、设备及人员操作、本质安全相对重要程度，参照1-9级标度法，采用专家打分构造如下判断矩阵：



计算判断矩阵最大特征值归一化后特征向量WT＝(0.38，0.22，0.10，0.30)，关于聚乙烯管第三方破坏、腐蚀与老化、设备及人员操作、本质安全四个因素的权重分别为0.38，0.22，0.10，0.30。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4中，根据步骤2中得到的全面检验报告，按照管线跨越、敷设环境、管道规格、材料，对沿途聚乙烯管线进行划分，当聚乙烯管线穿越河流、公路、高架桥，材质和规格发生变化时，都需要划分成为新的管段。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤4中，当聚乙烯管线穿越河流、公路、高架桥时，管段分为三段，分别为：河流、公路、高架桥一侧；河流、公路、高架桥穿越段；河流、公路、高架桥另一侧；
当聚乙烯管线规格发生变化时，包括管材壁厚变化和直径变化，需要划分为新的管段；
当聚乙烯管线材质发生变化时，即后续聚乙烯管线材质与当前不同，需要划分为新的管段。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4中，考虑聚乙烯管材料属性、腐蚀机理和老化特性，经过层次分析和专家打分构造判断矩阵计算权重，完善腐蚀与老化评分细则表，评分细则表包括如下内容：

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建平，赵兴民，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32