基于事故树分析的压力管道风险评价方法研究

（申请工学硕士学位论文） 基于事故树分析的压力管道风险评价方法研究 培养单位：

资源与环境工程学院 学科专业：安全技术及工程 研 究 生：王楷 指导教师：梁开水 教 授 2009 年 06 月

基于事故树分析的压力管道定量风险评价方法研究

王

楷

武汉理工大学

分类号密级

U D C 学校代码 10497

学位论文

题目基于事故树分析的压力管道风险评价方法研究

英文题目Study on Risk Assessment Method Based on

Fault Tree Analysis in Long Pipelines

研究生姓名王楷

姓名梁开水职称教授

指导教师

单位名称资源与环境工程学院邮编430070

申请学位级别硕士学科专业名称安全工程

论文提交日期2009年4月论文答辩日期2009年5月

学位授予单位武汉理工大学学位授予日期

答辩委员会主席评阅人

2009年 5 月

独创性声明

本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的

研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含

其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教

育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任

何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

研究生(签名)：日期

关于论文使用授权的说明

本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有

权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅

和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库

进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时

授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。

(保密的论文在解密后应遵守此规定)

研究生(签名)： 导师(签名)： 日期

摘 要

纵观管道运输行业多年的发展，压力管道事故频发，压力管道安全形势严峻，引起了社会的强烈反响，因此，管道系统的后期管理，可靠性分析及风险评价为各方面所重视，完善和发展该方面的技术刻不容缓。

根据在役压力管道的特点，对压力管道风险管理理论进行了系统阐释，并对压力管道风险管理的系列关键技术的突破和进展作了介绍。通过对国外大量管道失效事件类型和后果的分析，寻找压力管道风险事件的基本规律，从而为研究在役压力管道风险管理提供经验和规律性的依据。

事故树分析是适用于大型复杂系统的可靠性和安全性分析的一种技术，应用事故树分析的原理建立基于破裂和穿透两种失效形式的长输油气管道事故树，对事故树进行定性分析，求出最小割集，识别引起管道失效的主要影响因素。事故树分析法从本质上是一个容易计算的定性模型，因此还可以用事故树模型进行管道定量风险分析。

长输管道系统中由于缺乏足够的现场数据及实验数据，因此运用模糊事故树分析法对长输压力管道系统进行分析。以长输管道主要风险因素事故树为模型，运用三角模糊数表示事件发生的概率，计算管道失效概率，并将模糊重要度分析的中值法引入长输管道系统的事故树分析中，给出计算方法及步骤，并用模糊重要度法对事故树基本事件进行排序，为处理长输管道事故树中的模糊问题提供了一种研究思路。

运行中的油气管道是一个复杂的系统，这个系统部分信息已知，部分信息未知，因而可以看做一个灰色系统。同样以长输管道主要风险事故树为模型，运用灰色系统中的灰关联分析进行事故树诊断的综合分析。通过进行关联度计算及排序，对各种事故模式发生的可能性大小做出了判断。这种方法为控制事故的发生，处理事故的轻重缓急，改进系统的可靠性和安全性提供了理论依据。

本文首先借鉴国内外已有数据和经验，将管道分类分段细化，建立每个管段独立简化的事故树；然后进行定性定量分析找出薄弱管段和风险因素，并进行风险因素大小排序，从而为管道的风险管理提供具体的理论数据基础。

关键词：压力管道，事故树，风险评价，模糊，灰色

Abstract

Accidents in pipelines have occurred frequently in the past period of pipelines transporting development. Pressure Pipelines safety situation is stern.Public tolerance is now decreasing. Therefore, Risk reduction in hazardous pipelines is more and more important,such as：improvement of management system, reliability and risk analysis.

The analysis of major accidents in hazardous pipelines underlines how the systematic control of the hazards involved is essential for prevention purposes. Identification of pipeline hazards associated with the different pipeline system functions is essential for risk analysis and historical data are of great importance. In the light of pipeline accidents occurred in Russia,Europe and the US,during 70's-nearly 90's,an analysis has been carried out,with the aim of full understanding the accidents and accidental causes as to provide a referential experience for the daily operation in the type elementary division of pipeline. Distinction should be made between several categories of pipelines e.g. gas and hazardous liquids pipelines, sincethe associated risks are of different nature and level. It is also important to distinguish between risks associated with different functions of pipeline systems.

FTA (Fault Tree Analysis) is an effective method to evaluate the reliability and security of large complex system. Using this way, the failure of oil and gas pipeline sis discussed. The fault tree of oil and gas Pipelines is established by considering two major failure modes of pipelines: leaking and rupture. All the minimal cut-sets are got through qualitative analysis.The basic risk factors are investigated that cause failure of pipelines. Fault Tree is also a model that quantitative analysis is based upon.

In the fault tree quantitative analysis of oil and gas pipelines,due to lacking of the enough test-data and field-data, the fuzzy mathematics analysis method is introduced. Triangular fuzzy-numberdesignated probability of the basic events in fault tree. A method-Median method for analyzing fuzzy significance was provided to order the basic events in fault tree.The process of calculation and steps were presented in detail. The fuzzy probability order and classification are also found.The method given in this article is a new way to treat fuzzy failure probability of events in