【正文】 運行。隨著管道輸送工業(yè)的發(fā)展，世界上石油輸送管網(wǎng)的 50%以上已運行了三十年以上，國內(nèi)相當比例的原油管道也運行了二十年以上，老化程度嚴重，加上不可避免的腐蝕、磨損和人為破壞等因素 ，管道泄漏現(xiàn)象頻頻發(fā)生。 石油，工業(yè)血液，世界第一戰(zhàn)略物資。管道運輸作為世界各國石油的主要運輸方式，其安全形勢將是各級政府部門、管道公司、社會各階層關注的焦點。作為五大運輸方式之一的管道運輸是石油天然氣的主要運輸方式，在石油工業(yè)中占有舉足輕重的地位，是運送能源最經(jīng)濟安全的方法。 但是由于儲運的介質(zhì)是原油、輕油、液化氣等易燃、易爆、易揮發(fā)和易靜電聚集的流體，有的還含有毒物質(zhì)，一旦系統(tǒng)發(fā)生事故，泄漏的油氣極易起火、爆炸，釀成人員傷亡及財產(chǎn)損失的惡性災害。 長距離輸油管道作為大口徑、長距離、高壓力的大型管道系統(tǒng)，是國家能源供應大動脈和國民經(jīng)濟的重點工程，肩負著為國民經(jīng)濟健康快速發(fā)展提供能源保障的重要責任，它們的安全運行有重大的社會和經(jīng)濟意義。 當今，在全球范圍內(nèi)，有超過一半的長輸管道已經(jīng)進入老齡階段 (我國長輸管道有 82%的管齡已經(jīng)超過 20 年， 66%的超過 25 年 )，存在不少事故隱 患，頻繁發(fā)生事故。而且容易受到環(huán)境、腐蝕、各種自然災害等的影響，再加上日常檢測比較困難，因此事故發(fā)生具有隱蔽性 。隨著社會和輿論對環(huán)境及公共安全的重視和要求的日益增長，在經(jīng)濟和政治全球化日益發(fā)展的今天，其影響程度也在增大，因此無事故運行已成為管道行業(yè)追求的目標。隨著我國長距離輸油管道的大規(guī)模建設和城市管網(wǎng)的普及，實現(xiàn)管線安全高效運行顯得尤為重要。 無事故運行已成為管道行業(yè)追求的目標，謀取最大的管道經(jīng)濟效益是管道公司追求的根本目的，而對管道進行安全狀況檢測評價則可以幫助其達到這一目的。管道的安全運行，可以避免事故帶來的經(jīng)濟損失。 3)帶來實在經(jīng)濟效益 管道檢驗和安全狀況等級評定會有一定的經(jīng)濟投入，但卻給管道運營帶來了更多的實在經(jīng)濟效益，一方面事故率會大幅度減少，事故造成的直接損失和間接損失也就相應大幅度減少 。 分析及表現(xiàn)類型 長輸管道一般均為埋地敷設，防腐系統(tǒng)作用喪失后，會造成土壤腐蝕、細菌腐蝕、應力腐蝕和雜散電流腐蝕等。 長輸管道、壓力容器、工業(yè)管道都是承壓設備。 管線部分的 介質(zhì)溫度一般不會超過 100℃，因此不會出現(xiàn)壓力容器和工業(yè) 管道中的材料球化、石墨化、蠕變損傷、滲碳等高溫缺陷。應力腐蝕是指金屬或者合金在腐蝕介質(zhì)和拉應力的協(xié)同作用下引起的破壞現(xiàn)象。此外由于管道表面比較粗糙且在油氣開采運輸、石化加工生產(chǎn)中，普遍含有 H2S 和 CO2，所以容易發(fā)生硫化物應力腐蝕開裂和氫致開裂 H2S腐 蝕可能產(chǎn)生均勻腐蝕、坑蝕、氫鼓包、氫誘發(fā)階梯裂紋、氫脆及硫化物應力腐蝕開裂等，并且通常是各種腐蝕形式互相作用 。因為氫致裂紋擴展造成缺陷裂紋擴展，使用幾個星期后就發(fā)生事故； 1992年 1月加拿大的西阿爾伯塔主輸氣管道發(fā)生破裂并引發(fā)大火，是由于管道存在先天缺陷導致焊接短管接頭產(chǎn)生了氫致開裂。 H2S 和 CO2而引發(fā)的事故屢見不鮮，如 1995年 7月 29日，橫貫加拿大管道公司的一條管徑為 1067mm天然氣管道由于應力腐蝕開裂產(chǎn)生的，此次事故產(chǎn)生的大火燒了一個多小時才熄滅，共停產(chǎn) 15天，造成了嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。長輸管道介質(zhì)是低溫輸送，因此不會出現(xiàn)材料球化、石墨化、蠕變損傷、脫碳、滲碳等高溫缺陷，而應力腐蝕、疲勞損傷、氫腐蝕、晶間腐蝕、應變時效是壓力容器、工業(yè) 管道、長輸管道共有的材料形式。 據(jù)有關資料報道，在所發(fā)生的長輸管道事故中約有 %是由于腐蝕引起的，據(jù)美國國家輸送安全局統(tǒng)計，美國 45%的管道損壞是由外壁腐蝕引起的。 ⑴ 設計不合理造成的危害 長輸管道的強度設計是根據(jù)管道經(jīng)過的區(qū)域計算的，如果管道沿 線勘查不清楚，地區(qū)劃分不明確，造成強度設計系數(shù)選取不恰當，將導致管道壁厚計算值偏低，不能滿足需要。 ⑵ 施工造成的危害 施工質(zhì)量的好壞不僅關系到管道的使用壽命，更直接關系到管道的安全狀況及可靠性。如有的防腐處理沒做好，使鋼管部分暴露，直接和土壤接觸，這些部位極易腐蝕，使原來可 4 使 用 20年以上的鋼管只能用 10年甚至更短的時間就漏氣 (油 )。有的工程為了搶工期，施工質(zhì)量差，給管道安全運行埋下隱患，甚至出現(xiàn)過管道埋設后無法通氣的被動局面。管道施工缺陷主要表現(xiàn)在以下幾個方面 : ① 焊接缺陷 由于管道鋪設完全依靠焊接工藝來完成，因此焊接質(zhì)量在很大程度上決定了工程質(zhì)量，焊接是管道施工的最關鍵環(huán)節(jié)。焊接缺陷的存在將會嚴重影響管道的安全運行。目前長輸管道所有權一般歸中石油、中石化所有，所以施工質(zhì)量的好壞均由其單位自己進行驗收，施工質(zhì)量就更加難以保障，留下事故隱患。地下水位較高而管溝內(nèi)未及時排水就 敷設管道，會使管道底部懸空，如果夯實不嚴，極易造成管道拱起變形 ?；靥罡叨取⒑粚嵆潭炔粔?，會造成管道埋深不夠、管溝基礎不實等缺陷，從而進一步導致管道受力不均，產(chǎn)生局部應力集中，為應力腐蝕的發(fā)生創(chuàng)造條件。對于穿跨越段管道，由于敷設完成以后難以實施再檢修等工作，因此施工質(zhì)量的優(yōu)劣對充分保證穿跨越管道質(zhì)量顯得尤為重要。 長輸管道由于設計和施工不合理造成的事故屢見不鮮，黑龍江七臺河某公司，因為設計不合理，管道受壓斷裂，介質(zhì)泄漏，死亡 4 人，受傷 14 人 [[32]。 2021 年9 月，上海市共和新路上發(fā)生管道泄漏事故，持續(xù)時間長達 50 分鐘，幸無人員傷亡，事故原因是管道脫焊所致 。 根據(jù)國內(nèi)外長輸管道事故統(tǒng)計，人為外力破壞損傷已成為長輸管道泄漏、火災、爆炸事故的主要原因之一，近年來在我國這一現(xiàn)象尤為突出。由于各種施工涉及的管理部門眾多，在缺乏有效機制和觀念淡漠的情況下，難以協(xié)調(diào)，所以在施工時，經(jīng)常會出現(xiàn)損壞長輸管道的現(xiàn)象。 ③ 違章建筑占壓管道 有一些單位和個人受經(jīng)濟利益的驅(qū)使，常常忽視安全生產(chǎn)和管理的需要，在管道附近空地甚至在管道上方修建公路、房屋、建筑物等，或開挖溝渠、挖砂、生產(chǎn)、打井等， 嚴重占壓長輸管道。另外，在開土石方施工作業(yè)中，局部使用炸藥爆破，使管道多處嚴重變形，極有可能導致管道斷裂。 ⑵ 有意破壞 由于我國相關的法律、法規(guī)欠缺，而管道所經(jīng)行政區(qū)域多，牽涉的管理部門多及地方保護主義等因素，管道企業(yè)對有意破壞活動監(jiān) 管困難。主要表現(xiàn)為 : ① 不法分子在管道上打孔盜油 (氣 )。 ③ 人為蓄意破壞管線設施等。 自然災害的發(fā)生對管道的破壞基本上都是毀壞性的。如 1975年遼寧海城地震，遼 河油田油氣管線震壞 57 處，破壞管線總長達 ，由于管線停輸，鞍鋼一度被迫停產(chǎn) 。 管材的初始缺陷主要是由于管材制造加工、運輸不當造成的，如管道薄厚不均、橢圓度差等。 6 原則上講安全附件是否合格并不能作為影響管道的安全狀況的因素，但是安全附件是否合格在管道正常使用乃至安全運行 發(fā)揮著不可或缺的保障作用，因此安全附件是否合格也應該作為安全狀況劃分的影 響因素。 綜上 :危害因素直接或間接的造成管道缺陷。 在風險分析過程中，除了需要求出失效概率外，很重要的一步就是要估算事故損失后果的大小。分析歸納后，從兩個方面考慮影響后果，一是對社會與公眾的危害；二是對管道公司造成的經(jīng)濟損失。為此，可采用泄漏影響系數(shù)來描述其風險后果。介質(zhì)的危險性可以從泄漏物的可燃性、活化性、毒性等三方面進行評分，每項分 數(shù) 越高危險性越大 。介質(zhì)的危險性可由以上各項求加權值。成品油泄漏時一部分很快蒸發(fā)到大氣中，另一部分仍保持液態(tài)，因此要考慮管道周圍的土壤滲透率及油品的泄漏量。 (2)對管道公司造成的經(jīng)濟損失 管道發(fā)生泄漏事故后，對管道公司將造成巨大的經(jīng)濟損失。 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。 油品危害性質(zhì) 成品油是由許多有機物組成的混合物，其中各種物質(zhì)的化學和物理性質(zhì)非常復雜，在普通的油品應用中不可能對其各種性質(zhì)進行詳細的分析。 7 成品油經(jīng)過多道煉制程序 (蒸餾、重整、裂解 )后，油品中產(chǎn)生了許多新的有機組分，如液烴、汽油、芳香族烷烴、枝狀烷 烴。如果將汽油和原油的危害性進行比較，就會很容易地理解到油品性質(zhì)對油品危害性大小的影響。汽油中含有的有毒物質(zhì)如苯就是原油中的 to 多倍，汽油在煉制過程加入一些有毒添加劑，如 MTBE(methyl tertiarybutyl ether)，這可是在原油中所沒有的。但是泄漏量大小的直接影響因素是以下三個方面。 :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。裂口尺寸的大小是一個受眾多變量影響的函數(shù)。由于這些變量隨時都有可能改變，所以泄漏尺寸也會隨之產(chǎn)生非常大的變化。按最壞的情況考慮就是假設泄漏處的整個管道都斷裂了。油氣泄漏從開始到終止，一般要經(jīng)歷三個過程 :發(fā)現(xiàn)泄漏 。堵塞漏油，處理管內(nèi)剩余油氣。影響反應時間的因素有檢測能力的強弱，關閉閥門的速度，閥門的類型等。最壞的情況下，所計算的漏油量就是在反應時間內(nèi)，泵的滿負荷抽油量。發(fā)生泄漏事故時，油品是在內(nèi)部壓力的推動下向管外泄漏，所以管內(nèi)的壓力會影響泄漏速度的大小。 (2)油池面積 在熱力影響模型分析中，假設所有泄漏的油品在瞬時時間間隔內(nèi)形成一個最大 (指泄漏的油品體積所決定的能夠達到的最大表面積 )的液體油池。而實際上，泄漏是一個逐步過程，并不是一個瞬間的過程，在這個過程中油池在不停地蒸發(fā)、并侵入泄漏處的土壤中，而且有可能在達到最大尺度以前就已經(jīng)發(fā)生點燃。 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)時間的乘積，在計算時應考慮泄漏速率油品泄漏速率也隨之迅速下降。泄漏速率是指單位時間內(nèi)泄漏的油氣質(zhì)量。 然后，根據(jù)流體力學中的有關方程式或經(jīng)驗公式，計算出液體泄漏的速率。 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燃，則會急劇燃燒，并抬升到某一高度，在空中形成火球，產(chǎn)生強烈的熱輻射，對周圍人員及設備設施可能造成傷害或破壞。 ② 確定火球熱輻射強度的分布函數(shù)，并計算不同距離處的熱輻射 強度值 。 ⑶ 噴射火焰危害 油品從管道裂口處噴出后，若立即被點燃，則形成噴射火焰，如同火焰噴射器的火焰一樣。噴射火焰危害評價過程和火球大致相同，不同的是需要計算油品噴射速率、噴射火焰的長度等形狀參數(shù)。池火的危害程度與液池 的大小和燃燒時間密切相關，在評價其危害時，有必要計算火焰的高度。 不溶或微溶于水的輕質(zhì)油品流 入水中時，有可能形成水面池火災，對水上人員及設施的安全構(gòu)成威脅。 ⑹ 有毒氣體對人體的毒害 油品的有毒蒸汽對人體的毒害程度可劃分為死亡 、重傷、輕傷及吸入反應等四類，它與人體的接觸濃度和暴露時間有關，其評價過程為 : ① 計算泄漏速率，并針對液體油品建立蒸發(fā)模型，計算蒸汽或氣體擴散源強 ； ② 建立氣體擴散模型 (如重氣擴散模型、氣團擴散模型等