基于AHP的高压燃气管道失效分析

摘要： 高压燃气管道一旦发生失效，不仅泄漏量大，修复难度高，而且可能造成局部停气，造成不良的社会影响。本文从可能导致高压燃气管道失效的原因出发，通过层次分析法对造成管道失效的原因进行排序，并以此作好相应的预防措施。

Abstract： Once the high pressure gas pipeline failure， its leakage is large， the repair difficulty is high and it may cause partial shutdown as well as result in adverse social impact. In this paper， the reasons for the failure of the pipeline are sorted by the analytic hierarchy process （AHP）， and the corresponding preventive measures are made.

P键词： AHP；高压燃气管道；燃气泄漏；风险分析

Key words： AHP；high-pressure gas pipeline；gas leakage；risk analysis

中图分类号：X937 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）11-0014-02

0 引言

安全是企业的生命线[1]。作为燃气企业来说，高压燃气管道作为城市燃气供气的主动脉，一旦发生事故，不仅泄漏量大，修复难度高，还有可能造成局部停气，造成不良的社会影响。因此，对高压燃气管道的可靠性和安全性的要求非常高[2]。因此，国内一些学者对燃气管道失效发生泄漏的可能性及评价进行研究：俞树荣等[5]利用模糊层次分析法将长输管道的风险因素进行重要度排序，找出薄弱环节制定对应措施；杨振宏等[6]利用模糊综合风险评价模型，并用AHP确定各指标的权重；刘江波等[7]利用层次分析法和灰色理论，建立灰色多层次的管道失效可能性的分析模型。

某市高压燃气管道2013年开始建设，2015年投入运营。该管道设计压力为4.0MPa，运行压力为3.6MPa，直径711mm。全长60km，穿越农田、耕地、山地、公路、铁路等，毗邻住宅区。

1 管道失效原因分析

导致管道失效的原因很多。结合燃气企业所处的地理环境及借鉴国内一些学者的研究成果[6]，总结高压燃气管道失效的因素如下：

1.1 第三方破坏

野蛮施工；最小埋深不足；管道上方活跃程度强烈；管道上方违建情况严重；管线标志不明显；巡线频次不足等均可导致第三方破坏。

1.2 管道腐蚀

电化学腐蚀，杂散电流腐蚀，化学腐蚀，微生物腐蚀等导致管道腐蚀而发生失效。

1.3 自然灾害

地震，崩塌和滑坡，洪水，泥石流等导致燃气泄漏。

1.4 管道缺陷及误操作

管材缺陷，焊接缺陷，设备及附件缺陷，误操作，维护操作缺陷等均能够导致管道发生失效。

2 失效原因层次分析

2.1 构建层次分析模型

根据高压燃气管道泄漏事故可能产生的原因分析，建立如图所示的层次分析图。由图1分析可知：

A=（B1，B2，B3，B4）

B1=（c1，c2，c3，c4，c5，c6）

B2=（c7，c8，c9，c10）

B3=（c11，c12，c13，c14）

B4=（c15，c16，c17，c18，c19）

2.2 指标权重计算

2.2.1 准则层指标权重计算

根据AHP计算步骤[7]，计算准则层的权重：

①构造判断矩阵。

判断矩阵的构建是根据决策目标中的决策因素间进行两两对比，得出一个因素比另一个因素对决策目标的影响程度。决策目标A的判断矩阵见表1。

②计算随机一致性比率。

根据判断矩阵计算出最大特征值λmax=4.0847，查随机一致性指标表可得RI=0.90，随机一致性比率CR=CI/RI=（λmax-n）/[RI×（n-1）]=0.0314

③计算指标权重。

2.3 综合权重分析

从表2中可以看出：在准则层中，第三方破坏占管道失效的61.2%；在因素层中，野蛮施工占发生管道失效的21.2%，远远高于其他失效原因。因此，预防第三方破坏能够有效避免高压燃气管道失效，需要企业加强内部管理，加强与外部的有效沟通。

3 结论

①本文采用AHP的判断矩阵，分析各因素间的重要度，避免了因企业的地理环境不同、组织结构划分不同、隶属不同等带来的不可重复性分析比较。该方法适用于不同类型的燃气管网企业，具有针对性强的特点。

②企业可以组织专家对管失效的因素进行逐项打分，0分表示该因素绝对不会发生，100分表示该因素绝对发生。根据专家的每项打分并计算出该平均值，最终得到一个加权的综合分数即为该管道的评价结果。综合得分越低说明管道发生失效的概率也越低，越安全。

③利用AHP对高压燃气管道失效的原因进行排序，对高风险因素加强巡检巡查力度，对低风险因素可适当减低巡检巡查力度。

参考文献：

[1]黄小忠，谢贤平.企业安全培训存在的不足与对策措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2016（8）：6-7.

[2]Yafan Zhao，Mingda Song. Failure Analysis of a Natural Gas Pipeline[J]. Engineering Failure Analysis，2016.

[3]俞树荣，杨慧来，李淑欣.基于模糊层次分析法的长输管道风险分析[J].兰州理工大学学报，2009（2）：58-61.

[4]杨振宏，王璨，胡世杰.基于AHP的城市燃气管道安全模糊综合评判体系研究[J].安全与环境学报，2013（2）：257-260.

[5]刘江波，史书朋，李莎，等.天然气管道失效可能性灰色多层次分析[J].油气田地面工程，2016（8）：111-114.

[6]罗自治，张传涛，杨勇，等.国外管道失效原因分析及对我国管道管理建议[J].煤气与热力，2011，31（3）：71-74.

[7]黄小忠，谢贤平.基于Fuzzy-AHP在子公司安全考核分级中的应用[J].价值工程，2017，05：6-9.