油气管道应急反应系统与抢修技术(中国石油管道公司)摘要随着兰成渝成品油管道、西气东输管道、忠武输气管道、陕京复线等 管道的建设，我国油气管道的建设迎来了新高潮，全国的油气管道将逐步形成原 油、天然气和成品油管网。虽然管道输送天然气和石油产品被公认为是最安全、 经济的运输方式，但如果出现重大事故就会给社会和环境带来难以估量的损失。 如何保证管道安全平稳运行、预防事故的发生以及管道出现事故后如何及时有效 地组织抢险，这是管道运营者面临的非常紧迫的问题。对国内外油气管道应急 反应系统及维护抢修的整体水平、主要技术措施和发展趋势进行了论述，对我国 目前的维护抢修应急反应体系的管理模式、维护抢修技术现状等进行了分析，并 指出了今后我国应在油气管道维护抢修领域开展的研究方向。主题词油气管道维护抢修应急系统技术1国外油气管道安全状况概述。泛了解国外各管道发达国家的油气管道安全状况，对引发管道事故的因 素、事故危害进行分析，充分借鉴国外管道安全管理方面的经验和教训，对于建 立我国油气管道应急反应系统，开发实用的维抢修技术具有重要参考价值。11美国油气管道安全状况分析 美国的油气管道运营总里程在世界上处于领先地位。仅以液体管道为例，根据美国国家管道安全局的统计，目前美国全国运营液体管道总里程为258，8366km(160868mile)。美国国家安全局2003年统计的液体管道运营总里 程见图1。其管道安全情况可以通过表1有所了解。根据美国Allegro能源集团公司和Kiefner合作有限公司的分析报告，以每10年管道建设为一个阶段，对美国管道事故发生情况及管道性能进行了分析对 比，见表2，各种原因所致管道事故数目和比例见图2。图l 美国国家安全局统计的液体管道运营总里程 表1 美国管道安全局危脸液体管道各年运营事故统计(19861 120031031)油品 油品 事故次数死亡人数受伤人数财产损失年限 总泄漏量净损失量 (起)(个) (个) (美圆)(bbl)(bbl)1986210 4 32 16，077，846282 7912203171987237 3 20 13，140，434 395，854 3127“41988 193219 32414、912198，397114，2511989163 3 38 8，813，60420IT58 i2I1791990180 3718，72042212427754，6631991216 0 9 37，788944200，56755，7741992212 5 38 39，146，062137，065688101993229 0 10 28873 6j1 116，80257，5591994245 l7 62166 058 164，387114，0021995188 31132，518，689110237j31131996 19413 85，136，315160，316100，94919971710 5 55186，642195、549103，1291998153 26 62，864，796149，29760，79119991684 20 87108 560 167，245104，4902000 14714 182，655745108，81857057200l1290 10 25，296，75198，1 78 77，2802002 143l0 33，649，9889632178，4322003 1060 2 27，925，80576，66853，352总计 328037 251 846，445，456 2，984，5251，807，947252表2泄漏事故原因与管道性能比较(事故率100 mi le)1930年30405060708090事故分类以前年代年代年代年代年代年代年代坦程份额()2 71322231797事故总数(1669起)4 o1 21 1 o 91 00 70 80 5 外部腐蚀事故(450起)4 o 2 21 4 0 7 O 9 0 5 0 6 01 内部腐蚀事故(85起)4 0 120 31 10 8091 4 0 7 管材缺陷焊缝事故(128起) 31 0 50 7 1 71 60 1 O 3 o o 焊接缺陷事故(53起) 4 o 1 2 1 1 1 2 0 8 0 7 070 5 第j方破坏事故(476起) 4 0 1 O 151 O 1 0O 7 0 6 0 3通过表2可以看出： a只有1930年之前安装的管道每百英里发生的事故次数明显高于正常值。 b20世纪50年代和60年代安装的管道(管道建设史上最重要的两个lO年)每百英里泄漏事故数目大致是正常的。c70年代以后安装的管道显示出比正常值偏低的泄漏事故数目。图2各种原凼所致的管道事故数目和比例如图2所示，第三方破坏造成的损害在事故次数中占了很大的比例，占29， 第二大原因是外部腐蚀，占27。一些原因被归结为其它类，这些原因占了事故总数的28，包括天气因素、操作失误、前期管道损坏等。12加拿大油气管道安全状况分析 即便管道数量日益增多，但是每年由于各种原因造成的管道事故总次数基本保持不变。有所不同的是，事故中管道内腐蚀故障的数量逐步上升。特别是在天 然气管道中尤为明显，其次是酸性气体管道。通过分析看出：a泄漏是管道事故发生的主要原因，约占故障发生总数的87，管子破裂占 所有管道故障的13。b腐蚀仍旧是泄漏的主要原因。管道内腐蚀约占所有管道事故的50，外腐 蚀占所有管道事故的13。c破裂的主要原因仍旧是第i方破坏，第j三方破坏占了所有管道故障的8。d在所有的事故泄漏量中，95的事故，液体泄漏量低于lOOm3，气体泄漏低于10X 104rll3。加拿大阿尔伯达地区管道泄漏事故原因及各类起因占事故总发生次数的比例见图3。图3加拿大油气管道事故原因及分布情况13俄罗斯油气管道安全状况分析 俄罗斯干线管道事故和故障主要发生在3个方面，即管道的线路部分、站场设备以及通信线路。131干线管道线路发生事故的主要原因 a干线管道焊接接头断裂或裂纹。 b干线管道金属缺陷。 C接头和组件缺陷，截断阀密封圈破裂。e电化学腐蚀、土壤腐蚀或内部腐蚀引起的管材腐蚀和焊接接头腐蚀。 f在干线管道保护带内施工时对管道造成的机械损伤。 g操作人员误操作。h干线管道线路部分和截断阀的密封性因盗油遭到破坏，导致油品污染水体 或河流，或干线管道的工作能力遭到破坏。i自然现象，滑坡、地震、洪水等。132设备发生事故和故障的原因 a泵、电机及其辅助系统故障。 b储油罐损坏，罐底、罐腰破裂，浮顶折损，燃料蒸气爆炸。 c配电装置和变压器损坏。 d工艺管道的焊接接头和管材断裂。e固定式截断阀故障。14西欧地区油气管道安全状况分析197142000年，西欧石油管道系统事故的主要原因依次为：第三方破坏：机 械损伤；腐蚀；操作失误；自然灾害。西欧石油管道系统30年中由于上述主要原因所引起的管道泄漏事故总次数 及各种原因导致的泄漏事故次数见图4。图4两欧石油管道系统30年中主要原冈引起的泄漏事故统计在西欧石油管道系统中，第三方破坏是所有泄漏事故起因中最严重的，同时 也是占总泄漏量份额最多的事故原因。根据西欧石油管道所发生事故的性质，第 三方破坏又可以分为两种，即第三方意外损坏和第五方事故损坏。1，5结论 通过对国外油气管道发达国家的管道安全状况分析，可以得出以下结论： a第三方破坏、腐蚀是引发管道事故的最主要原因。b在过去的30年里各国管道泄漏事故呈下降趋势，安全运行状况已经有了 显著的提高。c各国对于维护抢修技术的发展和对环境日益关注，但泄漏事故的预防和应 急反应系统的建立也同样重要。2国内外油气管道应急反应系统及维护抢修整体水平现状 虽然管道输送石油产品被公认为是最安全、最经济的运输方式，但如果出现重大事故往往给社会和环境带来难以估量的损失。所以国外对管道安全运营管理 工作非常重视，主要体现在健全法律法规、建立高效及时的应急反应系统、注重 维护抢修技术、提高机具水平和加强人员的培训力度等方面。21国外管道公司维护抢修应急反应系统的管理模式及手段211美国 对30年的历史纪录分析表明，在过去的30年里，美国的管道工业安全运行已经有了显著的提高，这些进步取决于技术的发展和对环境的日益密切关注，同 时也取决于建立健全应急反应体系和制度、加强泄漏事故的预防和紧急状态下的 应急培训工作。2111对事故处理作出应急计划和规程 美国运输部在其关于液体管道操作和维护的规程中正式要求管道公司对公共环境下设备的泄漏、操作失误及对自然灾害的影响处理作出书面的应急计划和 规程。2112采用地理信息系统20世纪90年代管道安全管理广泛采用地理信息系统(GIS)，目前GIS正迅 速成为设施管理、生命周期预测、风险分析、应对突发事故、确保协调管理和改进运营效率的手段。美国管道安全局正在建立全国管道GIS数据库。有了GIS， 美国管道安全局就可以检查可能发生地震、洪水和其它自然灾害的重点区段，确 定处于危险环境中的管道的风险，标出通过敏感地区的管道位置。一旦发生意外 事故，就能迅速从数据库提取数据，向联邦或州管理机构提供详细资料。2113加强对第三方破坏的预防近几年，政府和管道公司主要着重于预防开挖损伤，因为这种事故的泄漏量 比其它起因造成的油品泄漏量要大。21131管道位置的信息通畅是关键a预防第三方破坏的首要措施是通过联邦立法在国家电话网络中心建立 线 通。一线通中心可以帮助施工人员准确定位其应当回避的地下设施，包括管道。b在基建施工开挖前，应采用最佳技术标记方法，标记出地下设施位置，并 制定出符合检查标准的操作程序。c收集、保留地下设备准确走向地图。2。113，2 1999年开始的全国