【正文】 如 1998 年 7 月 29 日，威五線東興 三江段由于內(nèi)江至樂(lè)山公路進(jìn) 行改建，使用大型機(jī)械施工 ，輸氣管道兩處被穿破出現(xiàn)漏氣，造成管道停輸，經(jīng)濟(jì)損失12 萬(wàn)元；江油市在修筑公路時(shí)將中青線壓管 6m 多；成都市公路擴(kuò)建時(shí)，對(duì)公路和威青線、威成線交叉處沒(méi)有按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行保護(hù)，此段管道未經(jīng)保護(hù)被壓在公路下，構(gòu)成重大事故隱患。據(jù)最新資料統(tǒng)計(jì)，僅重慶市到 2021 年就累積發(fā)生了地質(zhì)災(zāi)害 萬(wàn)余處，其中滑坡 4381 處，崩塌610 處，泥石流 93 處，地面塌陷 73 處，造成的損失也是觸目驚心的，發(fā)生在 2021 年 5月 1 日的重慶武隆縣山體滑坡一次就奪走了 76 人的生命。如四川中青輸氣管道的涪江穿越段， 1978 年因洪水猛烈而被沖斷；峽渝線長(zhǎng)江穿越于 1974 年和1985 年江底管道兩次被沖斷。 施工不良 還表現(xiàn)在以下方面：管道除銹、去污、防腐和現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口等工序未按施工要求去做；現(xiàn)場(chǎng)涂敷作業(yè)管理不嚴(yán)，使防腐層與管體粘結(jié)不良，管子下溝動(dòng)作粗魯以及回填作業(yè)草率，使泥土、巖石沖擊防腐層，造成防腐層破壞；陰極保護(hù)沒(méi)有與管道埋地同時(shí)進(jìn)行；還有管子搬運(yùn)時(shí)大手大腳，不仔細(xì)，管子產(chǎn)生疲勞裂紋。近些年來(lái)管口焊接質(zhì)量雖有提高，但如果質(zhì)檢不嚴(yán)、焊工技術(shù)水平較低或質(zhì)量意識(shí)差，也難以保證焊接質(zhì)量。滬威輸氣管道，管材為 16Mn， 螺旋縫埋弧焊管直徑為 630 7（ 8） mm，從 1970 年 12 月至 1995 年 1 月共發(fā)生 14 次管道破裂事故，其中 6 次破裂源于螺旋焊縫補(bǔ)焊熱影響區(qū)的馬氏體組織，其余 8次破裂源于距螺旋焊縫 10～ 45mm 的管材壓痕 （ 制管缺陷 ） 處氫損傷。 我國(guó)由于生產(chǎn)螺旋縫鋼管的生產(chǎn)歷史較長(zhǎng)，輸送天然氣幾乎全部采用螺旋縫鋼管。 陰極保護(hù)不合格的原因有： —— 石油瀝青涂層剝離后進(jìn)水，老化后使絕緣電阻降低，致使管道陰極保護(hù)效果下降； —— 有的陰極保護(hù)沒(méi)有做到與管道同步投產(chǎn)； —— 有時(shí)還發(fā)生陰極保護(hù)措施的人為破壞及停電等情況。 （ 2） 外腐蝕 管道外腐蝕與管道所采用的防腐材料性能及防腐施工質(zhì)量好壞有直接的關(guān)系。但由于歷史的原因，仍有一部分老的輸氣管道氣質(zhì)不符合要求，同時(shí)也沒(méi)有在線監(jiān)測(cè)裝置，含硫、含水超標(biāo)情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致管道發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕。據(jù)西南油氣田分公司輸氣管理處事故登記卡記載，截止到 1993 年底，輸氣管理處管轄的輸氣干線共發(fā)生 78 次硫化氫應(yīng)力腐蝕事故，其中川東輸氣干線僅 1979 年到 1987 年 8 年間就有 12 次硫化物應(yīng)力腐蝕爆管事故，經(jīng)濟(jì)損失在 700 萬(wàn)元以上。 表 1969 年～ 1990 年四川天然氣管道事故統(tǒng)計(jì) 事故原因 事故次數(shù) 所占比例 （ %） 腐蝕 67 其中：內(nèi)腐蝕 （ 46） （ ） 外腐蝕 （ 21） （ ） 事故原因 事故次數(shù) 所占比例 （ %） 施工和材料缺陷 60 其中：施工質(zhì)量 （ 41） （ ） 制管質(zhì)量 （ 19） （ ） 不良環(huán)境影響 22 人為破壞及其它原因 6 合計(jì) 155 100 硫化物應(yīng)力腐蝕：是與電化學(xué)腐蝕同時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力腐蝕破壞，它多見(jiàn)于高強(qiáng)度鋼、高內(nèi)應(yīng)力的設(shè)備、管道。從表中可以看出，腐蝕是導(dǎo)致事故的首要原因，共發(fā)生 67 次，占事故總數(shù)的 %；施工和材料缺陷事故共有 60 次，占事故總數(shù)的 %，列于事故原因的第二位；由不良環(huán)境影響而導(dǎo)致的事故有 22 次，占到事故總數(shù)的 %， 位居第三。如 1989 年 6 月 4 日，前蘇聯(lián) 1985 年建成的一條輸氣管道發(fā)生泄漏，當(dāng)時(shí)正好兩列火車對(duì)開進(jìn)入泄漏區(qū)，火車摩擦產(chǎn)生電火花引燃泄漏的可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸，造成 600多人死亡，燒毀數(shù)百公頃森林。如管道薄厚不均、橢圓度、防腐絕緣涂層質(zhì)量差，特別是焊接水平和焊接質(zhì)量差。因此，要加強(qiáng)陰極保護(hù)，確保涂層質(zhì)量，并要盡可能避免施工時(shí)產(chǎn)生拉應(yīng)力。應(yīng)在新管道選線時(shí)盡可能避開自然災(zāi)害較嚴(yán)重的地方；在管道沿線豎立明顯標(biāo)志，加強(qiáng)巡線工作，定期對(duì)管道及標(biāo)志物進(jìn)行檢測(cè)。從計(jì)算結(jié)果可以得到，結(jié)構(gòu)重要度的基本事件與式 （ 4） 中一階最小割集相同。 表 天然氣 輸氣 管道失效分析基本事件 代號(hào) 名稱 代號(hào) 名稱 X1 管道嚴(yán)重憋壓 X36 管溝排水性能差 X2 管材抗蝕性差 X37 焊接方法不當(dāng) X3 強(qiáng)度設(shè)計(jì)不合理 X38 焊接材料不合格 X4 管道上方違章施工 X39 表面預(yù)處理質(zhì)量差 X5 管道上方違章構(gòu)筑物 X40 焊縫表面有氣孔 X6 管道附近土層移動(dòng) X41 未焊透部分過(guò)大 X7 水流沖刷 X42 滲碳現(xiàn)象嚴(yán)重 X8 打孔盜氣 X43 存在過(guò)熱組織 X9 外作用力 X44 存在顯微組織 X10 內(nèi)應(yīng)力 X45 焊縫表面有夾渣 X11 植物根莖穿透 X46 焊后未清渣 X12 土壤氧化還原電位高 X47 彎頭內(nèi)外表面不光滑 X13 土壤 pH 值低 X48 彎頭內(nèi)外表面有裂紋 X14 土壤含細(xì)菌 X49 管段間錯(cuò)口大 X15 土壤含硫化物 X50 法蘭存在裂紋 X16 土壤含水率高 X51 螺栓材料與管材不一致 X17 土壤含鹽量高 X52 管材含有雜質(zhì) X18 存在雜散電流 X53 管材金相組織不均勻 X19 保護(hù)距離小 X54 管材晶粒粗大 X20 保護(hù)電位低 X55 管 材選材不當(dāng) X21 保護(hù)方式不當(dāng) X56 熱處理措施 代號(hào) 名稱 代號(hào) 名稱 X22 保護(hù)材料失效 X57 管材橢圓度 X23 天然氣含水 X58 冷加工工藝 X24 天然氣含硫化氫 X59 管材壁厚不均勻 X25 天然氣含二氧化硫 X60 管壁機(jī)械傷痕 X26 天然氣含二氧化碳 X61 殘余應(yīng)力 X27 緩蝕劑失效 X62 應(yīng)力集中 X28 內(nèi)涂層變薄 X63 管材機(jī)械性能差 X29 清管效果差 X64 涂層粘接力降低 X30 管道襯里脫落 X65 涂層變薄 X31 管溝深度不夠 X66 涂層脆性增加 X32 邊坡穩(wěn)定性差 X67 涂層發(fā)生破損 X33 回填土粒徑粗大 X68 涂層老化剝離 X34 回填土含水率高 X69 涂層下部積水 X35 回填土含腐蝕物 最小割集與結(jié)構(gòu)重要度分析 為確定故障樹的最小割集，根據(jù)式 （ 1） 和式 （ 2） ，將天然氣 輸氣 管道失效故障樹轉(zhuǎn)化為等效的布爾代數(shù)方程： ? ?? ????????? ????????????????????26243027232262423626110917116964221869636031101p qqpppnnmmllkkjjiiXXXXXXXXXXXXXXXXP （ 4） 由式 （ 4） 可知， 輸氣 天然氣管道失效故障 樹共由 148 個(gè)各階最小割集組成。 天然氣 輸氣 管道失效故障樹的建立 根據(jù)頂事件確定原則，故障樹的頂事件為“天然氣 輸氣 管道失效”。要求建設(shè)單位做到，在建設(shè)過(guò)程中管線要做好防腐處理，保證選材、安裝的質(zhì)量。 所形成的 “蒸汽云 ”爆炸死亡半徑為 ，重傷半徑為 ，輕傷半徑為 ，財(cái)產(chǎn)損失半徑為 ，建筑物破壞半徑 。 預(yù)先危險(xiǎn)性分析評(píng)價(jià)結(jié)論 從上表可知： 輸氣 閥室 和 輸氣管道在 投運(yùn)前和 運(yùn)行中存在的主要危險(xiǎn)因素為：管線破裂、閥門損壞、施工質(zhì)量、管道腐蝕； 其中 閥門損壞和施工質(zhì)量的 事故后果的嚴(yán)重程度分級(jí) 為Ⅲ級(jí)（輕度的），管線破裂 故后果的嚴(yán)重程度分級(jí) 為Ⅳ級(jí)（輕微的），管道腐蝕事故后果的嚴(yán)重程度分級(jí) 為Ⅱ級(jí)（嚴(yán)重的），因此管道腐蝕應(yīng)作為本項(xiàng)目管理的重點(diǎn)，應(yīng)該按照上表提出的對(duì)策措施加強(qiáng)管理。 3 施工質(zhì)量差 （ 1）溝槽 施工質(zhì)量不合格； （ 2）管道下溝未按規(guī)范進(jìn)行施工； （ 3）回填質(zhì)量不合格； （ 4）壓力實(shí)驗(yàn)未達(dá)到規(guī)范要求。 二、輸氣管道運(yùn)行單元 1 管線破裂 （ 1）輸氣管道的強(qiáng)度設(shè)計(jì)不滿足運(yùn)行工況變化的要求；（ 2）焊接質(zhì)量不合格； （ 3）管道材質(zhì)質(zhì)量不合格； （ 4）管道附件材質(zhì)質(zhì)量不合格； （ 5）未做壓力實(shí)驗(yàn)；（ （ 6）超壓破裂； （ 7）人為破壞； （ 8）燃?xì)夤艿来┰焦窌r(shí)未加套管。 （ 2）嚴(yán)格操作規(guī)程， 2 氣體置換不 徹底 （ 1）吹掃不徹底 （ 2）由于管道在施工中可能遺留下石塊、焊渣、鐵銹等物，在氣流沖擊下與管壁相撞可能產(chǎn)生火花。 Ⅱ 嚴(yán)格執(zhí)行巡回檢查制度； 嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)操作規(guī)程； 7 電氣火災(zāi) 1）裝置區(qū)內(nèi)穿電纜鋼管口未 做防爆密封處理可燃?xì)怏w進(jìn) 可能引發(fā)天然 氣爆炸，致 人 Ⅱ 嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)操作規(guī)程； 做好日常安全管理和維 序號(hào) 危險(xiǎn)因素 觸發(fā)原因 后果 危險(xiǎn) 等級(jí) 對(duì)策 措施 入； 2）電氣線路絕緣破損、短路、接頭接觸不良； 3）電氣設(shè)備接地不規(guī)范或失效。 引發(fā)爆炸，毀壞 設(shè)備，人員傷亡。 4 儀表 及自 控系 統(tǒng) 儀表指示不準(zhǔn) 1）儀表選型不對(duì)； 2）儀表受腐蝕、振動(dòng)失靈； 3）儀表未經(jīng)校驗(yàn)使用或過(guò)期使用。 Ⅰ 嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)操作規(guī)程；嚴(yán)格執(zhí)行巡回檢查制度；嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工； 2 管閥損壞 1）管 閥 因材質(zhì)、焊縫有缺陷 ，在高壓條件下開裂 損壞； 2）施工作業(yè) 等人為外力 破壞 。 輸氣首站單元 輸氣管道投運(yùn) 前 單元 ； 輸氣管道運(yùn)行單元 。選擇評(píng)價(jià)單元要考慮的參數(shù)包括：物質(zhì)的潛在化學(xué)能（ MF）、危險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量、資金密度（單位面積內(nèi)財(cái)產(chǎn)折合的資金數(shù)）、操作壓力和操作溫度、導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的歷史資料等。 顯然 X 的不同狀態(tài)組合的組合數(shù)為： 2n1 若定義基本事件 I 的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)為 Iφ （ i） ，則： ? ? ? ? ? ?? ?????? ????1n21P1n X,0X,121iI （ 3） 由公式 （ 3） ，計(jì)算出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，從而可以排出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度順序。 基本事件的結(jié)構(gòu)重要度分析，是僅從事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要程度，在進(jìn)行這種分析時(shí)，不考慮各基本事件的發(fā)生概率，或假設(shè)各基本事件的發(fā)生概率都相等。 反復(fù)用上述公式替換，直到所有子事件都是基本事件為止。最小割集就是引起頂上事件發(fā)生必須的最低限度的割集。若統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)充分，還可找出事故的主要原因以及計(jì)算事故發(fā)生的概率。 （ 5） 式中： R、 為無(wú)量綱距離； D 為目標(biāo)到蒸氣云中心距離（ m） ； P0 為大氣壓。 （ 3） 式中： C 為爆炸實(shí)驗(yàn)常數(shù)，取值； ～ ； N 為有限空間內(nèi)爆炸發(fā)生系數(shù)，取 10%。 （ 2） 式中： E 為可燃?xì)怏w的爆炸總能量；式中 為地面爆炸系數(shù)； 由式（ 2）可求得可燃?xì)怏w的爆炸總能量 E（ MJ）。 死亡區(qū) ——區(qū)內(nèi)人員如缺少防護(hù)，則被認(rèn)為將無(wú)一例外蒙受嚴(yán)重傷害或死亡，其內(nèi)徑為零，外徑記為 R1（ m）； 重傷區(qū) ——區(qū)內(nèi)人員如缺少防護(hù) ，則被認(rèn)為絕大多數(shù)人員將遭受嚴(yán)重傷害，極少數(shù)人可能死亡或受輕傷，其內(nèi)徑為死亡半徑，外徑記為 R2（ m）； 輕傷區(qū) ——區(qū)內(nèi)人員如缺少防護(hù)，則被認(rèn)為絕大多數(shù)人員將遭受輕微傷害，少數(shù)人將受重傷或平安無(wú)事，死亡可能性極小，其內(nèi)徑為 R2（ m），外徑記為 R3（ m）； 安全區(qū) ——區(qū)內(nèi)人員即使無(wú)防護(hù)，絕大多數(shù)人員也不會(huì)受傷，死亡的概率幾乎為零，該區(qū)內(nèi)徑為 R3（ m），外徑為無(wú)窮大； 3）計(jì)算方法及數(shù)學(xué)模型： 蒸氣云爆炸按超壓 沖量準(zhǔn)則進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，確定人員傷亡區(qū)域及財(cái)產(chǎn)損失區(qū)域。 預(yù)分析結(jié)果可以定性的表明裝置的危險(xiǎn)程度，找出重要危險(xiǎn)事件，以便下一步進(jìn)行深入的定量評(píng)價(jià)，保證在安全工作中依照其輕重緩急，做到有的放矢。 1）預(yù)先危險(xiǎn)性分析中的定性危險(xiǎn)估算 定性危險(xiǎn)估算可以根據(jù)設(shè)備危險(xiǎn)大小和重要程度，以便根據(jù)輕重緩急采取安全措施。 5 評(píng)價(jià)方法的選擇和單元?jiǎng)澐? 評(píng)價(jià)方法選擇 及介紹 針對(duì)本工程的工藝特點(diǎn)，本次預(yù)評(píng)價(jià)采用定性 定量方法進(jìn)行 評(píng)價(jià)，在對(duì)工程存在的 主要危險(xiǎn)、有害因素進(jìn)行全面定性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上， 本次評(píng)價(jià)選用了預(yù)先危險(xiǎn)性分析評(píng)價(jià)法、災(zāi)害評(píng)估法和故障樹 評(píng)價(jià)法。 重大危險(xiǎn)源辨識(shí)分析 根據(jù)《 關(guān)于開展重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理工作的指導(dǎo)意見(jiàn) 》（ 安監(jiān)管協(xié)調(diào)字 [2021]56號(hào) ）中對(duì)壓力管道重大危險(xiǎn)源判定標(biāo)準(zhǔn)，符合下列條件之一的壓力管道： 1） 輸送有毒、可燃、易爆氣體，且設(shè)計(jì)壓力大于 MPa 的管道； 2） 輸送有毒、可燃、易爆液體介質(zhì)，輸送距離大于 等于 200 km 且管道