?? 一、前言?
燃氣管網(wǎng)是城市必不可少的基礎設施之一,武漢市的燃氣管道建設于上世紀80年代改革開放初期,20多年來,燃氣管網(wǎng)不斷延伸、拓展,尤其是2004年天然氣進入我市以來,管網(wǎng)建設有了飛速發(fā)展。武漢市現(xiàn)有燃氣管網(wǎng)長度約4000多公里,管網(wǎng)縱橫交錯,高、中、低壓管道俱全,已覆蓋武漢市主城區(qū)和6個遠程區(qū)。城市燃氣對凈化城市空氣環(huán)境、提高人民生活水平做出了很大的貢獻。然而城市燃氣易燃、易爆和有毒的特性,也決定其一旦發(fā)生泄漏,極易造成中毒、火災、爆炸等惡性事故,造成人員及財產(chǎn)損失。 城市管網(wǎng)的安全如此重要,主要是由于:第一,城市是人類高度聚集的地方。一旦出現(xiàn)問題,傳播速度之快,關聯(lián)程度之強,是其他任何地方都不能比擬的。第二、城市是一個地區(qū)的中心。其影響力、輻射力、帶動力都是巨大的。同時,城市是一個地區(qū)的神經(jīng)中樞,一旦出現(xiàn)問題,其殺傷力、破壞力也是致命的。第三、現(xiàn)代城市對城市燃氣的依賴度越來越強。一旦大面積和長時間停氣,必然影響人們的正常生活和生產(chǎn)?,F(xiàn)代科學技術的發(fā)展運用在造就城市的同時,也形成了城市的高風險。為了落實科學發(fā)展觀,構建社會主義和諧社會,必須高度重視城市燃氣管網(wǎng)安全,努力做好防范與應對工作。
因此,對燃氣管網(wǎng)泄漏原因進行定性分析,并采取相應的對策來及時預防和控制事故發(fā)生,一直是燃氣企業(yè)和燃氣管理部門追求的目標。
?城市燃氣管網(wǎng)的安全運行對于城市公共安全有著至關重要的地位,更是燃氣運營企業(yè)的首要工作重心,管網(wǎng)運行的安全狀況會直接影響企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟效益。我國的管道燃氣事業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展現(xiàn)已形成一定的規(guī)模,并隨著現(xiàn)代城市建設而進入高速發(fā)展的時期。如何增強燃氣管道安全性這個課題,巳越來越迫切地需要破解。近年來,風險管理這一概念的引入,使眾多企業(yè)從傳統(tǒng)的安全管理正在向科學的風險管理方向過渡,從盲目被動的搶維修向有預知性的主動維修過渡。
?在燃氣運營的風險管理中,燃氣管道的風險評估是一項重要的核心管理技術。風險評估的目的是風險評價和決策,根據(jù)分析潛在危險發(fā)生的概率來確定風險的可接受度,進而決定是否采取相關措施。對于合理調配有限的投入,最大限度的增強燃氣管道的安全性有著重要的技術指導價值。
二、 燃氣管網(wǎng)泄漏事故主要成因
據(jù)市燃氣熱力管理辦公室對2007年全市燃氣管網(wǎng)泄露數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明,全市去年共發(fā)生各類管網(wǎng)泄漏事故2301起,其中(高壓管網(wǎng)4起、中壓管網(wǎng)523起、低壓管網(wǎng)1774起)。泄露主要由以下原因造成。
1、外力因素
??? ⑴、施工破壞
??? ①地基勘探破壞管道。
??? ②挖掘機挖斷管道。
??? ③推土機推斷凝水缸放散管。
??? ④路面打夯機震斷管道。
??? ⑤破壞管道地基,導致基礎下沉,管道發(fā)生不均勻沉降斷裂。
?? (2)、重車碾壓
??? ①路口的中低壓管線。交通路口的流動載荷經(jīng)土體傳遞作用在燃氣管道,使管道受力;同時流動載荷的作用也導致道路的回填土的不均勻沉降,致使管道基礎不均勻沉降,在雙向受力的作用下,使燃氣管道承受不住諸載荷的組合應力而斷裂泄漏。
??? ②庭院管線。住宅小區(qū)內部的庭院管線在建設時傳統(tǒng)上是不考慮承受巨大的載荷的。但由于小區(qū)后期建設的需要、垃圾等統(tǒng)一處理的要求,不少載重車也進入小區(qū),造成部分便道上的庭院管線因載荷過重而被壓斷,發(fā)生泄漏。
??? (3)、違章建筑物壓占管線
??? ①管線間安全距離不夠。因垂直距離不夠搭建在燃氣管道上,使燃氣管道承載,在長期向下作用力的作用下發(fā)生斷裂,導致泄漏;要么行凈距不夠,對燃氣管線形成側向推力,發(fā)生位移造成管道焊口撕裂,發(fā)生泄漏。
??? ②違章建筑物壓占管線。市場門面房等違章建筑物、固定物長期壓占管線,使燃氣管道長期在載荷的作用下,因受力產(chǎn)生緩慢沉陷,引發(fā)斷裂。
???? 2、管理因素
??? ⑴、施工質量差,未嚴格執(zhí)行規(guī)范要求,造成管道先天性缺陷,運行中發(fā)生腐蝕、斷裂,形成漏氣。
??? ⑵、管材質量差,運行中因強度、厚度等不足而導致管道漏氣發(fā)生。
?(3)、設施老化或維護不及時。設施老化或維護不及時造成泄漏事故,如接頭漏氣等。
?(4)、違章操作。作業(yè)現(xiàn)場管理不善,導致混合氣形成,引發(fā)燃爆。
?? 三、管道事故概率分析
?20世紀70年代,美國率先開始借鑒經(jīng)濟學和其它工業(yè)領域中的風險分析技術來評價油氣管道的風險性。美國PRCI針對美國和歐洲的輸氣管道事故數(shù)據(jù)進行了分析和分類,歸納總結出22種引起管道失效的“基本因素”,其中只有1種因素的本質原因是“未知的”,即不能確定它的本質特性。其余的21種失效因素則按照其本質和發(fā)展特性分為9種,進而又按照它們與時間的關系分為3類(見表1)。
表1?PRCI針對輸氣管道總結出的失效“基本因素”
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一、發(fā)生變化且與時間關系密切的因素 | 1.外腐蝕 |
2.內腐蝕 |
3.應力腐蝕 |
二、穩(wěn)定存在的失效因素 | 4.與生產(chǎn)制造有關的缺陷 | 焊縫缺陷 管材缺陷 |
5.與焊接、裝配有關的缺陷 | 管道周向焊接缺陷 管道焊接裝配有缺陷 起皺或翹曲 螺栓脫落/管道破裂/接頭失效 |
6.與設備有關的失效 | 襯墊或密封圈失效 控制/排放設備故障 密封/捆扎失效 裝備混雜 |
三、發(fā)生變化但變化規(guī)律與時間無關的失效因素 | 7.第三方/機械破壞 | 由第一方,第二方,或第三方引起的破壞(瞬間/隨后失效) 管道先前曾遭受破壞(延時失效模式) 蓄意破壞 |
8.誤操作 | 錯誤的操作程序 |
9.與自然和外力有關的失效因素 | 嚴寒 閃電 暴雨或洪水 地層運動 |
半定量分析法是以風險的數(shù)量指標為基礎,對識別到的事故就為事故損失后果分配一個指標和以事故發(fā)生頻率分配另一個指標,然后用加和除將兩個對應事故概率和嚴重程度的指標進行組合,從而形成一個相對風險指標。該方法將造成燃氣管道事故的原因分成四個大類,即:第三方破壞、腐蝕因素、設計因素、誤操作因素。這四類的總數(shù)最高為400分,每一種100分,指數(shù)和在0~400之間。泄漏沖擊指數(shù)有兩個方面,一是輸送介質的特性;二是事故可能影響面及事故擴散和波及的特點。
各風險因素的評分標準:
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第三方破壞 | 腐蝕原因 |
最小埋深(非可變0~20分) 活動水平(非可變0~20分) 管道地上設施(非可變0~10分) 公眾教育(可變0~30分) 線路狀況(可變0~5分) 巡線頻率(可變0~15分) | 內腐蝕:介質腐蝕(非可變0~10分) 內保護層及其它措施(可變0~10分) 外腐蝕:陰極保護(可變0~20分) 管道外涂層(非可變0~30分) 土壤的腐蝕性(非可變0~12分) 使用年限(非可變0~3分) 其它金屬埋設物(非可變0~3分) 電流干擾(非可變0~3分) 應力腐蝕(非可變0~4分) 腐蝕防漏檢測:外檢測(可變0~4分) 內檢測(可變0~1分) |
設計原因 | 誤操作原因 |
鋼管安全因素(非可變0~25分) 系統(tǒng)安全因素(可變0~20分) 疲勞因素(可變0~15分) 水擊可能性(可變0~10分) 水壓實驗情況(可變0~25分) 土壤移動情況(非可變0~5分) | 設計誤操作(可變0~30分) 施工誤操作(可變0~20分) 運營誤操作(可變0~35分) 維護誤操作(可變0~15分) ? |
從燃氣管道事故的原因分析和管道的實際運行情況來看,管道運行期一般可分為
3個階段:投產(chǎn)初期、穩(wěn)定工作期和老齡期。在管道投產(chǎn)初期首先暴露的是管道系統(tǒng)的內在問題,如設計、施工、管材、設備等方面的問題,事故率較高,隨著時間的延續(xù),工程的不斷完善和調整,事故率會逐漸下降至較低的水平,這一階段的時間通常為0.5~3 年;以后就進入一般可持續(xù)20年的穩(wěn)定工作期,事故率一直保持在低水平,主要為第三方責任事故;之后由于設施老化、系統(tǒng)腐蝕及磨損加劇等原因,會進入管道的老齡期,事故率逐漸增加,呈上升態(tài)勢;也就是說管道隨運行年代的推移,事故發(fā)生概率呈浴盆狀分布,但若在穩(wěn)定工作期加強管道的檢測和維護,就可以適當延長管道的使用壽命。