摘 要:由于我國油氣管道事業(yè)的快速發(fā)展,油氣管網(wǎng)已經(jīng)遍布全國各地。在這些管道中,60%以上已運行多年,最早的東北原油管道已運行四十年,爆管事故時有發(fā)生。這些管道的安全維護工作迫在眉睫,對其采取必要的安全措施同時進行剩余強度評價和剩余壽命預測,具有重大技術經(jīng)濟意義和社會效益。
關鍵詞:油氣;管道;安全;
中圖分類號:TE974 文獻標識碼:A 文章編號:1674-3520(2014)-05-00224-01
一、安全問題的主要原因
造成管道失效的原因很多,常見的有材料缺陷、機械損傷、各種腐蝕(包括應力腐蝕和氫脆)、焊縫裂紋或缺陷、外力破壞等。管道的斷裂失效通常是由于各種因素如原始缺陷或腐蝕、疲勞、應力腐蝕等首先形成裂紋,缺陷或裂紋的擴展導致管道局部泄漏,當裂紋擴展到一定尺寸時發(fā)生失穩(wěn)擴展而斷裂。油氣管道失效的主要原因有:外力損傷、腐蝕、管材缺陷。其中外力損傷包括各種機械損傷和第三方影響;腐蝕包括內(nèi)外局部腐蝕和應力腐蝕;管材缺陷包括制造焊縫缺陷、施工對接焊縫缺陷等。國外管道失效事故以外力損傷和腐蝕為主,管材缺陷是次要因素。外力損傷和腐蝕絕大多數(shù)是經(jīng)長時期使用后發(fā)生的。國內(nèi)管線的失效事故率明顯高于發(fā)達國家管線,多數(shù)與管線材料設計不盡合理、制造質(zhì)量和施工質(zhì)量不良、輸送介質(zhì)中腐蝕介質(zhì)含量超標等因素有很大關系。
二、輸油氣管道安全性主要影響因素
管道的安全性主要影響因素有:材料強度和韌性、管道幾何尺寸、缺陷大小、工作應力、殘余應力等。材料韌性對管道的安全性有顯著影響,達到發(fā)生塑性失穩(wěn)的條件時,材料韌性的作用由防止啟裂轉變?yōu)榉乐箶U展裂紋的止裂;管道材料切向強度對管道的安全性有一定影響,環(huán)焊縫強度欠匹配對管道的安全性影響不大;裂紋型缺陷深度對管道的安全性有顯著影響,缺陷長度影響較?。惑w積性缺陷對管道的安全性影響較??;工作應力對管道的安全性有一定的影響;殘余應力對管道的脆性斷裂和彈塑性斷裂、應力腐蝕和氫致開裂、疲勞破壞有顯著影響,而對塑性失穩(wěn)沒有影響。
三、管道破壞的主要形式
管道破壞的過程必然包括缺陷(或裂紋)的萌生、長大和最后斷裂幾個階段。根據(jù)油氣輸送管運行環(huán)境和載荷性質(zhì)的不同,其失效模式可分為斷裂、疲勞破壞、氫致開裂與應力腐蝕開裂等。不同的失效模式對應的管道材料的性能要求各不相同。油氣管道的主要失效形式是彈塑性斷裂。管道中的缺陷包括裂紋型、體積型和幾何缺陷三大類。裂紋型缺陷又可分為長大型和非長大型缺陷。對于非長大型缺陷主要是對管道的剩余強度進行評價,解決管道在當前運行工況條件下能否安全運行,提供管道升壓、降壓和維修、更換指南。對于含長大型缺陷管道除按非長大型缺陷進行評價外,尚需根據(jù)缺陷的長大規(guī)律對管道剩余壽命進行預測,確定管道的檢測與維修周期。當管道中的缺陷尺寸、載荷和環(huán)境參量、材料性能和工藝參量遵從一定的概率分布時,需要對管道進行概率適用性評價。經(jīng)過對含缺陷管道的概率可靠性分析,以及失效概率和失效費用的綜合分析,可得出最低風險情況下管道的維修、更換推薦作法或指南。
四、輸油氣管道安全管理的主要事項
油氣管道保護是一項長期而十分重要的工作,為確保管道安全運行,管道保護工作者首先應認真學習石油天然氣管道保護法律法規(guī)并做好管道保護的宣傳工作,讓沿線的各級政府和群眾都能了解管道的走向、管道安全的重要性及管道事故的危害,使各級政府和群眾增加對保護管道安全重要性的認識,積極自覺地加人到管道保護行列。強化建設項目質(zhì)量安全環(huán)保管理。加強隱患排查治理。加強安全技術管理,加強對關鍵生產(chǎn)裝置、要害部位及油氣站(庫)等易然易爆場所的安全技術處理,乖點突出防貢大自然災害、防第三方破壞、防腐蝕等完整性技術管理。完善安全技術措施、作業(yè)規(guī)程、操作規(guī)程的市批制度。提高應急處置能力,構建維搶修應急體系,合理布局維搶修資源.確保關鍵崗位人員穩(wěn)定,機終設備保養(yǎng)良好,隨時處于待命狀態(tài)。輸油氣管線輸送發(fā)展迅猛,對管材的要求不斷提高。管道的輸送特點是點多、線長、帶壓輸送、連續(xù)性強,特別是管道要穿過各種不同的地帶及構筑物,沿線情況復雜,輸送介質(zhì)易燃、易爆,維護、搶修困難。因此,油氣管道一旦發(fā)生事故,危害較大。在油氣管道保護過程中必須加強管理,認真貫徹落實\"安全第一,預防為主\"的安全方針。