《天然气管道安全》是“十二五”国家科技支撑计划重大项目“城市安全生产风险动态监管技术的研究与示范”（2011BAK01B00）和北京市创新人才计划“北京市天然气管道系统脆弱性评估与天然气泄漏扩散模拟研究”两个课题的研究成果。主要阐述了天然气基础知识，国内外天然气资源及发展状况，城市天然气的供需市场分析，天然气管道输送及其风险分析，天然气管道的安全评价方法、安全检测技术、安全管理与应急救援，天然气管道的脆弱性评估，燃气泄漏扩散和爆炸以及天然气管道的安全技术措施等。
　　《天然气管道安全》理论与实践相结合，可供天然气生产、储存、运输和使用单位以及相关监管部门的安全生产监督管理人员、科技工作者参考阅读，也可供本科、大专院校相关专业师生学习参考。

　　（二）脆弱性相关的其他概念
　　1.鲁棒性（Robustness）
　　鲁棒——英文单词Robust音译所得，具有健壮和强壮的意思。“鲁棒性”（Robustness），工程中用来表示系统具有的稳健性，是系统本身的一种属性，用以确保异常情况下系统保持原有功能不变的关键所在。例如大家所熟悉的计算机系统，有时由于存储的东西太多，导致系统运行缓慢，也有时会因为某种不知名病毒的侵袭而发生死机或瘫痪现象，如何提高计算机的安全运行稳定性，保证异常情况下的正常功能就是系统“鲁棒性”所涉及的内容。因此，所谓“鲁棒性”是指系统在一定参数摄动下，维持某些性能的特性，可进一步分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。
　　鲁棒性原是统计学中的一个专门术语，20世纪70年代起在控制理论的研究中流行起来，用以描述系统对特性或参数摄动的不敏感性。实践中，系统的特性或参数的摄动是不可避免的，因此，“鲁棒性”已成为控制理论中的一个重要研究课题，在系统设计初期就需要详细论证和反复试验，以确保其运行过程的安全、可靠。鲁棒性多用于机器设备等研究领域，是系统本身应固有的一种属性，通过一定的性能化设计手段得到保证，是建立在设计者的智慧和科技进步的基础上，对于很多无法预期的新情况不具有抵抗性。因此，从这个角度讲，“鲁棒性”一般不用作生态系统的性能描述，对于生态系统应对环境或其他突发事件保持稳定的能力，往往采用“适应性”来进行描述。
　　2.适应性
　　适应性（Adaption），通常用来表示人类或动植物等生命体在外界环境发生变化时，能够调整自身确保生存和生活的一种能力。但不可否认，对于一些生命体，尤其是动植物，其适应能力的产生或许要付出生的代价，因为外界的突然变化，导致他们原有的生命机理不能满足新情况下生存的需求，于是，他们在调整、抗争中不断产生适应能力，然后通过遗传因子，使后代具有适应此变化的能力。从这种情况来看，生物系统与人类系统的适应能力还有一定的区别，首先，生物体面对外界环境变化和干扰的反应是被动的，而人类则是被动与主动相结合的两种方式，因为，人类具有推理能力，可以就某些现象进行预测，从而提前做出适应准备。
　　近几年，随着研究的深入，适应性也慢慢从生态领域向其他领域扩展，其中，出现频率最高的当属灾害研究领域。如灾害学专家Burton基于风险研究而提出的系统风险认知、风险调整以及灾害管理三段论。认为系统的风险认知可看作系统对灾害的响应阶段，风险调整可看作系统对灾害的适应阶段，而灾害处理则可看作系统对灾害的应对阶段。对此，不同的学者抱有不同的观点，如Smith和Adgert等人认为，系统对灾害的认知和处理能力与调整能力一样，都可看作系统适应能力的体现。但Turner区别于前者，又提出了系统的弹性概念，将前面所说的系统对灾害的认知能力、调整能力和处理能力统一归到弹性的范围内。
　　……

第一章 天然气基础知识
第一节 天然气基本术语
一、天然气及其相关概念
二、天然气相关性质指标
三、天然气相关地质概念
第二节 天然气分类
一、天然气分类
二、常见类型天然气的主要特征
第三节 天然气的组分及成因
一、烃类气体
二、非烃类气体
第四节 天然气的危险、危害性
一、天然气的火灾爆炸危险性
二、天然气的毒害性

第二章 国内外天然气资源及发展状况
第一节 世界天然气资源及发展现状
一、世界天然气储存现状
二、世界天然气产量
三、世界天然气消费量
四、世界天然气贸易量
第二节 我国天然气资源及发展现状
一、我国天然气市场现状分析
二、我国天然气市场发展趋势
第三节 我国天然气的利用政策
一、调整天然气利用领域的优先排序
二、采取措施促进天然气替代燃煤政策的推行
三、加强天然气管输系统建设，保障气源的安全供应
四、积极培育天然气市场，逐步建立合理的天然气定价机制
五、采取财政补贴等多种激励措施促进城市天然气发展

第三章 天然气管输
第一节 天然气输送系统及其工艺
一、矿场集输系统及其工艺
二、干线输气系统
三、城市配气系统
四、天然气储存及调峰设施系统
第二节 天然气输送线路选择及地区等级划分
一、输气线路的选择
二、输气线路地区的等级划分
第三节 国内外天然气管道的发展概况
一、国外天然气管道发展概况
二、国内天然气管道发展概况
第四节 天然气管道的用管选择与敷设
一、天然气管道用管
二、天然气管道敷设

第四章 天然气管道的风险因素分析
第一节 天然气管道的安全与风险概述
一、安全理念
二、安全风险
第二节 输气站场的风险因素分析
一、站场类型及设施
二、主要危险源
三、各类站场主要危害分析
第三节 天然气管道的自然灾害风险因素分析
―、自然灾害种类
二、自然灾害对天然气管道的危害
第四节 天然气管道的管材失效风险因素分析
一、应力腐蚀开裂
二、CO2腐蚀失效
三、管道的腐蚀穿孔
四、管道建设施工隐患
第五节 天然气管道的第三方破坏因素分析
一、国内外输气管道事故分析
二、天然气管道的事故原因分析

第五章 常见天然气管道的安全评价方法
第一节 安全评价概述
一、管道安全评价的目的
二、管道安全评价的分类
三、安全评价程序
四、安全评价报告的内容
第二节 传统的安全评价方法
一、概述
二、几种常见的传统安全评价方法
第三节 肯特管道风险评价法
一、第三方破坏指数（0～100分）
二、腐蚀原因指数（0～100分）
三、设计指数（0～100分）
四、错误指数（0～100分）
五、介质危险指数（0～22分）
六、泄漏影响系数（0～22分）

第六章 天然气管道的安全检测与检测技术
第一节 管道腐蚀防护系统的检测
一、交流电位梯度法
二、直流电位梯度法
第二节 管道管体腐蚀和焊接缺陷的检测技术
一、传统无损检测技术
二、管体腐蚀和焊接缺陷检测新技术
第三节 管道泄漏检测技术
一、巡线观察法
二、空气采样法
三、热红外成像法
四、气体成像法
五、超声导波检测法
六、声波法
第四节 管道内检技术
一、国内外管道内检测技术现状
二、常见的管道内检测技术
第五节 管道腐蚀监测技术
一、管道腐蚀监测技术概述
二、国内外管道腐蚀监测技术
三、管道腐蚀速率预测模型
四、管道腐蚀检测系统简介
第六节 管道阴极保护系统的监测技术
一、管道阴极保护系统监测技术概述
二、阴极保护参数监测系统
第七节 管道泄漏的监测技术
一、管道泄漏监测技术概述
二、国内外管道泄漏监测方法
三、管道泄漏监测的关键技术

第七章 管道的安全管理与应急救援
第一节 天然气管道的安全管理评价
一、管道安全管理评价的内容
二、管道安全管理评价的要求
第二节 管道的事故应急预案
一、制定管道事故应急预案的必要性
二、管道的事故应急救援体系
三、管道应急救援预案的框架
四、管道应急救援预案的基本要素
第三节 管道事故应急救援预案的评价
一、预案的程序评价
二、预案的内容评价
三、预案配套的制度和方法评价
四、预案演练情况的评价

第八章 天然气管道的脆弱性评估
第一节 脆弱性评估概述
一、脆弱性及其相关概念
二、脆弱性评估的含义
三、天然气管道脆弱性评估的含义
四、天然气管道脆弱性评估的意义
第二节 脆弱性评估工作的研究现状
一、脆弱性在各领域的研究现状
二、脆弱性评估指标体系构建的研究现状
三、脆弱性评估的实证研究现状
第三节 脆弱性评估的主要方法
一、综合指数法
二、图层叠置法
三、函数模型评价法
四、模糊物元评价法
五、危险度分析方法
第四节 天然气管道脆弱性评估指标体系
一、脆弱性指标体系概述
二、天然气管道脆弱性评估指标体系的构想
三、天然气管道的脆弱性指标分析
四、天然气管道的脆弱性评估指标体系构建
第五节 管道脆弱性评估模型的建立
一、脆弱性评估模型的方法适用性分析
二、模糊层次综合评价模型的建立
三、评估指标权重计算
四、模糊综合评价的基本模型和实施步骤
第六节 天然气管道脆弱性评估模型的应用
一、北京市埋地天然气管道的总体情况
二、实例研究对象的综合情况介绍
三、专家调查及结果统计
四、脆弱性评估模型的应用
五、结果分析及总结
第七节 管道脆弱性评价的计算机辅助查询系统设计
一、查询系统的访问控制技术
二、基于角色访问控制模型
三、天然气管道脆弱性模糊评价查询系统权限访问机制
四、天然气管道脆弱性模糊评价查询系统权限控制机制
第八节 天然气管道脆弱性模糊评价查询系统的设计
一、系统开发平台及架构模式的选择
二、系统架构方案与模块结构
三、系统用户分析与功能需求分析
四、UML建模
五、界面设计

第九章 燃气泄漏扩散和爆炸
第一节 燃气的泄漏和扩散
一、燃气的泄漏
二、泄漏气体的扩散
第二节 基于CFD的气体扩散数值模拟
一、CFD技术概述
二、气体扩散的基本控制方程
三、湍流的基本方程
四、湍流数值模拟方法
五、数值方法
第三节 气体爆炸的因素及数值模拟
一、可燃混合气爆炸的因素
二、气体爆炸的模拟

第十章 天然气管道的安全技术及措施
第一节 天然气长输管道运行的安全管理
一、气质监控
二、线路维护
三、站场的安全管理
四、输气管道运行管理
五、输气管道运行清管的安全
第二节 燃气事故及常见事故控制措施
一、燃气事故分类和级别划分
二、燃气管道事故特点及其原因分析
三、燃气管道事故应急措施
四、燃气管道事故预防处理措施
五、燃气管道典型事故案例分析
第三节 消防设施
一、火灾的分类
二、灭火的基本方法
三、灭火物质及其选用
四、灭火装置
五、消防用水及设施
六、消防站
参考文献