長輸管線和設備安裝缺陷與故障處理

王燕燕

摘 要：管道運輸行業發展這些年來，事故發生率較高，其中不乏惡性事故，后果嚴重，包括經濟損失以及人員傷亡，引起了社會的強烈反響。因此，管道系統的后期管理，可靠性分析及維護和搶修也引起來自各方面的重視。發展和完善這些技術刻不容緩。

關鍵詞：長輸管道 隱患 風險評價

截至目前，我國長輸管道的總長度已經超過2000000km，

占不到世界總長度的1%。我國的管道運輸起步晚，且管道運行管理目前情況亦是如此，甚至還相對落后。因此管道的建設與我國經濟發展相比，并不能適應經濟發展的要求，還有很大的發展空間。輸送危險介質的油氣管線失效可能造成嚴重的危害，可燃或有毒物質泄漏是引起許多悲慘意外事故的開始事件。盡管危險事件在全世界屢屢發生，但跟鐵路，公路運輸相比，管線輸送仍然被認為是輸送大量危險物質的最安全模態之一。

一、運行現狀

我國石油天然氣管道的生產和使用是隨著石油工業的興起而逐步發展起來的。我國第一條長輸管道是1958年建于克拉瑪依——獨山子煉油廠的雙線輸油管道。隨著石油天然氣的開發，我國迎來一個長輸管道快速發展的時期，從20世紀90年代中期逐漸進入高潮，目前我國正處在長距離輸送油（氣）管道建設的高峰期，在今后的幾年里將形成東西南北相互貫通的管道網絡。長期以來，由于管理分散、法規不健全，技術水平落后等原因，管道普遍缺陷嚴重，帶“病”運行，每年因第三方破壞、腐蝕、誤操作等原因造成泄漏與爆炸事故也時有發生.據不完全統計，僅輸油管道在近30年內共發生大小事故上千次;天然氣管道也發生事故幾百起。

二、長輸管道的隱患

已經被石油工程行業識別的幾種事故原因。類型通常被分為以下六種：外部的干擾（主要指第三方破壞）;腐蝕; 構造缺陷和機械或材料失效;基礎移動或自然災害;誤操作;其他的或未知的因素。

外部干擾，多指使用機械并與干擾有關的第三方活動。這已經在油氣工業管道里被認為是主要的故障機理。在保證管道精確埋深記錄及時提供給任何一個地區的承包商的前提下，外部干擾已被管道工業清楚鑒定為事故因素，事件的觸發與操作者或建造者的活動并不不相關。除此之外所有的其他類型的事件都與操作者是否遵循安全管理規范有某種聯系。

腐蝕，包括所有形式的腐蝕。腐蝕成為另一主要事故因素的原因是管線的老化，由結構和材料缺陷（在加工或制造期間引起），并時常與關聯的設備有關系。腐蝕已被廣泛地研究，是很多文章的主題。針對腐蝕，許多管道缺陷檢測方法現在被普遍應用，相信在一個完整的維護程序的框架內，相關的方法和工具被使用時，可能防止事故發生。然而，管網巨大和老化仍舊是個難以解決的問題。

事故分析中，最基本的是收集較長期間內的大量數據樣本，這也是為了獲得代表性的頻率數據并且衡量事故引起因素的權重。采用美國運輸部（DOT）的使用的分類可以把這些數據分為兩個主要方面：天然氣管道事件，危險的液態油管事件（主要是原油和油產品）。

三、故障樹分析法

（一）故障樹分析法

故障樹分析（FTA）是適合用于大型復雜系統的可靠性和安全分析的一種技術。它是一種圖形演繹法，是故障事件在一定條件下的邏輯推理方法。確定系統故障原因的各種組合方式和發生概率，并采取相應的改進措施，提高系統的可靠性。

據對油氣管道故障樹以及最小割集的分析，可以看出引起管道失效的主要因素有：

1.第三方破壞。第三方破壞表示非管道職工所作的對管道系統的任何損壞或活動，是外部干擾的主要形式。尤其近幾年來，在油氣管道上打孔偷油偷氣的事件屢有發生，有些造成重大事故。究其原因，與法律的健全和實施力度、人們對管道法規和管道安全的了解、周邊經濟水平、以及政府的干預等因素都有很大關系。

2.腐蝕，腐蝕包括外腐蝕和內腐蝕兩個方面。外腐蝕主要影響因素是土壤腐蝕、防腐絕緣涂層失效、陰極保護失效、管材抗蝕性差等。內腐蝕主要由天然氣中的硫化物酸性介質引起。嚴重腐蝕將導致防腐絕緣涂層失效、管壁減薄、管線穿孔、甚至發生管線開裂。

3.管材缺陷，包括管材初始缺陷和安裝缺陷。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。而安裝缺陷是在管段的安裝施工過程中形成，如防腐絕緣涂層質量差、特別是焊接水平和焊接質量差。

4.自然災害，自然災害的發生均直接對管道的破壞基本上都是毀壞性的。因此要加強對自然災害的預測，并做好防備。

四、總結

1.建立長輸油氣管線普遍意義的故障樹，進行定性分析，求出最小割集，識別了引起管道失效的主要風險因素。

2.對長輸油氣管線主要風險因素故障樹進行定量分析，引入三角模糊數和灰色關聯度分別進行計算分析和對比，給出相關步驟。提供了基于故障樹分析模型的兩種定量分析思路和方法。

3.認為在進行管道的定量可靠性分析中，應該首先根據分類對比，結合實際特殊情況，找出所面臨的主要事故類型，搞清楚事故可能會造成的后果。再根據這些選擇相應的地理環境，人文環境，土壤類型等標準對管線進行分段劃分。在管段分析中，將普遍意義的長輸管線故障樹根據以上分析進行刪減，建立每個管段的獨立故障樹，進行定性定量分析。找出薄弱管段，危險因素，以及提高系統可靠性需要注意的基本事件危險程度大小和排序，為管道的管理運行提供具體的數據理論基礎，以期提高管道運行的安全性。