【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 效概率外，很重要的一步就是要估算事故損失后果的大小。所謂的事故后果，即管道發(fā)生事故后給管道沿線地區(qū)的居民、生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的影響及管道輸送部門(mén)停產(chǎn)等，還要考慮當(dāng)前危險(xiǎn)和長(zhǎng)期危險(xiǎn)以 及給社會(huì)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。分析歸納后，從兩個(gè)方面考慮影響后果，一是對(duì)社會(huì)與公眾的危害；二是對(duì)管道公司造成的經(jīng)濟(jì)損失。 (1)對(duì)社會(huì)與公眾的危害埋地管道發(fā)生泄漏后對(duì)社會(huì)與公眾的危害大多是以一種間接形式表現(xiàn)出來(lái)，如對(duì)社會(huì)環(huán)境的污染、給周?chē)髽I(yè)、居民的生產(chǎn)、生活帶來(lái)的影響以及造成的人身傷亡等，這些都是很難以具體金額體現(xiàn)出來(lái)。為此，可采用泄漏影響系數(shù)來(lái)描述其風(fēng)險(xiǎn)后果。泄漏影響系數(shù)可由介質(zhì)危險(xiǎn)性和擴(kuò)散系數(shù)兩部分表示。介質(zhì)的危險(xiǎn)性可以從泄漏物的可燃性、活化性、毒性等三方面進(jìn)行評(píng)分，每項(xiàng)分 數(shù) 越高危險(xiǎn)性越大 。而其殘 留物的長(zhǎng)期影響可根據(jù)環(huán)保部門(mén)的規(guī)定進(jìn)行評(píng)分 。介質(zhì)的危險(xiǎn)性可由以上各項(xiàng)求加權(quán)值。 介質(zhì)泄漏擴(kuò)散系數(shù)可以從泄漏狀況和人口狀況兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分。成品油泄漏時(shí)一部分很快蒸發(fā)到大氣中，另一部分仍保持液態(tài)，因此要考慮管道周?chē)耐寥罎B透率及油品的泄漏量。在評(píng)估人口狀況時(shí)，主要考慮管道周?chē)欢▍^(qū)城內(nèi)的人口分布情況，人口越稠密，危險(xiǎn)性越高，則評(píng)分越高 。 (2)對(duì)管道公司造成的經(jīng)濟(jì)損失 管道發(fā)生泄漏事故后，對(duì)管道公司將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這部分損失要根據(jù)不同公司、不同地區(qū)、不同情況而定，應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析。 綜上所述，成品油 管道泄漏后產(chǎn)生的危害性大小受到眾多因素的影響，其影響的形式也是多方面多狀態(tài)的。因此，為了對(duì)成品油管道泄漏后危害性大小進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先需要對(duì)成品油管道泄漏危害后果影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析。 油品危害性質(zhì) 成品油是由許多有機(jī)物組成的混合物，其中各種物質(zhì)的化學(xué)和物理性質(zhì)非常復(fù)雜，在普通的油品應(yīng)用中不可能對(duì)其各種性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的分析。故油品介質(zhì)危害性大小主要體現(xiàn)為油品的燃燒性、有毒性、流動(dòng)性、擴(kuò)散性等。 7 成品油經(jīng)過(guò)多道煉制程序 (蒸餾、重整、裂解 )后，油品中產(chǎn)生了許多新的有機(jī)組分，如液烴、汽油、芳香族烷烴、枝狀烷 烴。這些組分大部分有很強(qiáng)的可燃性和毒性。如果將汽油和原油的危害性進(jìn)行比較，就會(huì)很容易地理解到油品性質(zhì)對(duì)油品危害性大小的影響。如汽油的蒸汽壓高，且更易揮發(fā)，其擴(kuò)散的速度就更快，傳播的范圍更廣泛 。汽油中含有的有毒物質(zhì)如苯就是原油中的 to 多倍，汽油在煉制過(guò)程加入一些有毒添加劑，如 MTBE(methyl tertiarybutyl ether)，這可是在原油中所沒(méi)有的。 油品擴(kuò)散區(qū)域 （ 1）油品泄漏量 泄漏量的影響因素眾多，比如管道泄漏口 (或者裂紋 )的大小，油品的密度，輸油管線輸送壓力，泄漏段附近的閥門(mén)類(lèi) 型，輸油管道經(jīng)過(guò)地區(qū)的地形狀況，泄漏持續(xù)的時(shí)間等。但是泄漏量大小的直接影響因素是以下三個(gè)方面。 ① 管道泄漏口的大小 要評(píng)估泄漏尺寸的大小，考慮的兩個(gè)因素是失效機(jī)理和管材屬性。 :由于腐蝕引發(fā)的泄漏往往形成針孔泄漏，而不是產(chǎn)生較大的裂口。由于外力撞擊管道而引發(fā)的泄漏常常產(chǎn)生較大的裂口。裂口尺寸的大小是一個(gè)受眾多變量影響的函數(shù)。 慮 :這些變量包括應(yīng)力水平、材料屬性 (如可塑性 )。由于這些變量隨時(shí)都有可能改變，所以泄漏尺寸也會(huì)隨之產(chǎn)生非常大的變化。但是，泄漏尺寸在一定程度上始終取決于最 初的失效機(jī)理。按最壞的情況考慮就是假設(shè)泄漏處的整個(gè)管道都斷裂了。 ②反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)時(shí)間是指從發(fā)生泄漏到管道停止作業(yè)的時(shí)間。油氣泄漏從開(kāi)始到終止，一般要經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程 :發(fā)現(xiàn)泄漏 。關(guān)停輸送泵，關(guān)閉切斷閥 。堵塞漏油，處理管內(nèi)剩余油氣。泄漏持續(xù)時(shí)間等于上述三過(guò)程時(shí)間之和。影響反應(yīng)時(shí)間的因素有檢測(cè)能力的強(qiáng)弱，關(guān)閉閥門(mén)的速度，閥門(mén)的類(lèi)型等。對(duì)于具體的管道，要根據(jù)其具體的檢測(cè)水平，管理水平，通訊水平等來(lái)確定。最壞的情況下，所計(jì)算的漏油量就是在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，泵的滿負(fù)荷抽油量。 ③泄漏速率的大小 這里的泄漏速率是指泄漏口油品向外 流動(dòng)的速率。發(fā)生泄漏事故時(shí)，油品是在內(nèi)部壓力的推動(dòng)下向管外泄漏，所以管內(nèi)的壓力會(huì)影響泄漏速度的大小。另外，泄漏點(diǎn)的地形地貌，油品的粘度大小也將影響泄漏速率的大小。 (2)油池面積 在熱力影響模型分析中，假設(shè)所有泄漏的油品在瞬時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)形成一個(gè)最大 (指泄漏的油品體積所決定的能夠達(dá)到的最大表面積 )的液體油池。假設(shè)在油池或者油蒸汽為最大尺度時(shí)發(fā)生點(diǎn)燃，在這種假設(shè)下，考慮的是瞬時(shí)燃燒 (Flash fire)和油池燃燒的最大影響。而實(shí)際上，泄漏是一個(gè)逐步過(guò)程，并不是一個(gè)瞬間的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中油池在不停地蒸發(fā)、并侵入泄漏處的土壤中，而且有可能在達(dá)到最大尺度以前就已經(jīng)發(fā)生點(diǎn)燃。在分析過(guò)程中沒(méi)有考慮以上因數(shù)的限制，為保證分析有一個(gè)共同的基礎(chǔ)，無(wú)論對(duì)原油還是成品油都采用同樣的假設(shè) (實(shí)際上成品油的揮發(fā)性更大 )。 8 成品油管道泄漏后的危害形式 ⑴ 物料損失 油氣泄漏量大體上等于平均泄漏速率和持續(xù)時(shí)間的乘積，在計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮泄漏速率油品泄漏速率也隨之迅速下降。油品泄漏速率與管道內(nèi)液壓及靜壓有關(guān)。泄漏速率是指單位時(shí)間內(nèi)泄漏的油氣質(zhì)量。首先，應(yīng)針對(duì)管道設(shè)備、工藝條件及物料特性等進(jìn)行分析，確定可能發(fā)生泄漏的部位及泄漏孔的形狀和大小。 然后，根據(jù)流體力學(xué)中的有關(guān)方程式或經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出液體泄漏的速率。泄漏孔大致分為圓形、三角形、長(zhǎng)方形幾種，泄漏孔徑通常取管道直徑的 20%或 100%(此時(shí)管道破裂 )。 ⑵ 火球危害 帶壓管道瞬間破裂，大量可燃性油氣突然釋放，若立即遇到火源并被點(diǎn)燃，則會(huì)急劇燃燒，并抬升到某一高度，在空中形成火球，產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱輻射，對(duì)周?chē)藛T及設(shè)備設(shè)施可能造成傷害或破壞?；鹎驘彷椛湮：υu(píng)價(jià)過(guò)程如下 : ① 估算參與火球燃燒的油氣質(zhì)量，并計(jì)算火球半徑、燃燒時(shí)間等特性參數(shù) 。 ② 確定火球熱輻射強(qiáng)度的分布函數(shù)，并計(jì)算不同距離處的熱輻射 強(qiáng)度值 。 ③ 對(duì)照熱輻射傷害準(zhǔn)則，判斷火球熱輻射對(duì)人或設(shè)備的危害。 ⑶ 噴射火焰危害 油品從管道裂口處噴出后，若立即被點(diǎn)燃，則形成噴射火焰，如同火焰噴射器的火焰一樣。噴射火焰本身及其產(chǎn)生的熱輻射對(duì)周?chē)娜嘶蛟O(shè)備將造成危害。噴射火焰危害評(píng)價(jià)過(guò)程和火球大致相同，不同的是需要計(jì)算油品噴射速率、噴射火焰的長(zhǎng)度等形狀參數(shù)。 ⑷ 池火危害 液體油品泄漏后流到地面，將沿地面流向低洼處或人工邊界 (如溝渠、路基、防護(hù)堤等 )，形成一個(gè)液池，若遇火源，將形成池火，池火及其產(chǎn)生的熱輻射對(duì)人和設(shè)備的安全均構(gòu)成威脅。池火的危害程度與液池 的大小和燃燒時(shí)間密切相關(guān)，在評(píng)價(jià)其危害時(shí)，有必要計(jì)算火焰的高度。如果油品在地上四處流淌，遇火源引發(fā)的大面積火災(zāi)的危害將更嚴(yán)重。 不溶或微溶于水的輕質(zhì)油品流 入水中時(shí)，有可能形成水面池火災(zāi)，對(duì)水上人員及設(shè)施的安全構(gòu)成威脅。 ⑸ 蒸汽云爆炸危害 在一定條件下，泄漏后的油氣經(jīng)擴(kuò)散和空氣混合，在敞開(kāi)空間內(nèi)可形成可燃性蒸汽云，當(dāng)出現(xiàn)火源時(shí)，就會(huì)發(fā)生蒸汽云爆炸 (確切地說(shuō)是無(wú)約束蒸汽云爆炸 )，其主要危害是爆炸產(chǎn)生的沖擊波及碎片對(duì)周?chē)藛T和設(shè)備造成損傷或破壞。 ⑹ 有毒氣體對(duì)人體的毒害 油品的有毒蒸汽對(duì)人體的毒害程度可劃分為死亡 、重傷、輕傷及吸入反應(yīng)等四類(lèi)，它與人體的接觸濃度和暴露時(shí)間有關(guān)，其評(píng)價(jià)過(guò)程為 : ① 計(jì)算泄漏速率，并針對(duì)液體油品建立蒸發(fā)模型，計(jì)算蒸汽或氣體擴(kuò)散源強(qiáng) ； ② 建立氣體擴(kuò)散模型 (如重氣擴(kuò)散模型、氣團(tuán)擴(kuò)散模型等 )，并選取典型氣象條件，模擬計(jì)算敏感地點(diǎn)在不同時(shí)間的地面有毒氣體濃度 。 ③ 判斷有毒氣體對(duì)人體的毒害程度。一種方法是直接根據(jù)人體接觸濃度的高低和 暴露時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)判斷。 ⑺ 環(huán)境污染 9 成品油管道泄漏后，有毒蒸汽或氣體進(jìn)入大氣，將造成大氣污染 。液體油品流入水中，將造成水污染，影響水質(zhì)，對(duì)水生動(dòng)物、植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響 。液體油品流淌到地上，特別是農(nóng)田耕地，將造成土地污染。另外，油氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙塵也會(huì)污染環(huán)境。 結(jié)合以上的系統(tǒng)分析，可將這些危害形式直觀的表示，如 下 圖所示。 危害后果評(píng)價(jià) 由于成品油屬于易燃、易爆類(lèi)危險(xiǎn)物質(zhì)，加之其強(qiáng)揮發(fā)性，當(dāng)成品油管道發(fā)生泄漏事故之后，往往容易引起燃燒、爆炸等重大事故。根據(jù)前面泄漏事故的分析，成品油泄漏后，主要有以下四種情況 :①油品泄漏后，迅速蒸 發(fā)，沒(méi)有著火，油蒸汽在空氣中擴(kuò)散并最終消散掉，不發(fā)生蒸汽云爆炸危險(xiǎn) 。②當(dāng)管輸壓力很高時(shí)，油品在泄漏口上方高速噴射，由于摩擦或靜電點(diǎn)火，此時(shí)常只引起著火而不發(fā)生爆炸 。③泄漏物擴(kuò)散達(dá)到廣闊的區(qū)域，經(jīng)過(guò)一段延滯時(shí)間后，油品蒸汽被點(diǎn)燃，發(fā)生大火災(zāi) 。④油品蒸汽不僅燃燒引發(fā)巨大火災(zāi)，同時(shí)發(fā)生爆炸，產(chǎn)生巨大的沖擊波。 長(zhǎng)輸管道一旦投產(chǎn)運(yùn)行，便很難停車(chē)檢驗(yàn)，因此一般進(jìn)行在線檢驗(yàn)。由于長(zhǎng)輸管道一般均為埋地敷設(shè)，因此進(jìn)行地面無(wú)損檢測(cè)及評(píng)價(jià)技術(shù)研究工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期復(fù)雜的工作。經(jīng)過(guò)多年的努力，目前形成 內(nèi)檢測(cè)和外檢測(cè)兩種地面無(wú)損檢測(cè)方法。內(nèi)檢測(cè)方法主要有漏磁法 (MFL)和超聲波法 (CU/S )，主要是通過(guò)智能爬行器在管道內(nèi)的行走，對(duì)管道缺陷如變形、損傷、腐蝕、穿孔、壁厚損失及厚度變化等進(jìn)行在線檢測(cè)。據(jù)事故資料統(tǒng)計(jì)，外腐蝕是導(dǎo)致長(zhǎng)輸管道事故的主要原因，而外腐蝕又是由于外防腐層和陰極保護(hù)失效造成的，因此又形成了以檢測(cè)外防腐層缺陷和陰極保護(hù)有效性為主的外檢測(cè)方法。外檢測(cè)方法主要有標(biāo)準(zhǔn)管地電位法 ( P/S )、直流電位梯度 /近間距管地電位測(cè)量法 (DCVG/CIPS )、多頻管中電流法 (PCM )、皮 10 爾遜法 (Pearson), CScan法、變?yōu)l一選頻法、雜散電流測(cè)繪儀法 (SCM)。外檢測(cè)方法主要是通過(guò)在地面上觀察檢測(cè)設(shè)備信號(hào)的變化，判斷防腐層是否存在缺陷，漏鐵點(diǎn)處是否正在發(fā)生腐蝕及判斷是否存在雜散電流干擾源，從而降低管道發(fā)生外腐蝕的概率。以上檢驗(yàn)方法在實(shí)際應(yīng)用中取得了很大的成績(jī)，積累了豐富的地面無(wú)損檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，很大程度上減少了事故發(fā)生的概率。但是與國(guó)外相比，由于內(nèi)檢測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴，并且我國(guó)原油較國(guó)外粘稠，所以內(nèi)檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用非常有限。因此，如何充分利用外檢測(cè)設(shè)備快速而準(zhǔn)確地進(jìn)行地面無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)，建立檢測(cè)信號(hào) 與缺陷之間的真實(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及開(kāi)發(fā)內(nèi)檢測(cè)設(shè)備是我國(guó)長(zhǎng)輸管道檢驗(yàn)工作墮需解決的問(wèn)題。 就我國(guó)來(lái)講，目前較常使用的外防腐層有 :石油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、煤焦油瓷漆、熔結(jié)環(huán)氧粉末、擠出聚乙烯、 3層 PE防腐層、聚乙烯防腐帶等。以三層 PE為代表的新型防腐層性能優(yōu)良，一般不會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，即使出現(xiàn)失效現(xiàn)象，也是由于管道安裝施工時(shí)，導(dǎo)致防腐層補(bǔ)口不合格、施工安裝過(guò)程中防腐層被略傷等造成的，所以 SY/T59182021 的內(nèi)容與當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)不相符，不能滿足使用、檢驗(yàn)、管理的需要。因此有效地對(duì)防腐層和陰極保護(hù)進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)價(jià)研究，可以 為管道運(yùn)營(yíng)管理者提供科學(xué)的、準(zhǔn)確的管道防腐系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為管道防腐層的修復(fù)提供科學(xué)的依據(jù)，減少盲目的開(kāi)挖，從而可以節(jié)約管道防腐層的維修費(fèi)用 。同時(shí)，也可以提高管道的使用壽命?？梢?jiàn)如何針對(duì)目前應(yīng)用廣泛的地面