油气输送管道的失效事故及典型案例

介绍了国外油气输送管道的失效及预防其失效事故报告的规定.重点介绍了油气输送管道失效事故的类型及国内外典型案例.建议加强油气输送管道的安全法规建设.     

中国石油油气管道失效数据管理问题及对策

中国石油对于重大事故的分析与经验分享较为重视,但缺乏对于较轻微事故或事件的分析、发布和共享,不利于发现事故／事件规律,难以保障油气管道等生产设施的本质安全。通过分析国内外油气管道失效数据库的建立与使用情况,阐述了建立、维护油气管道失效数据库的重要性,总结了当前中国石油油气管道失效数据库存在的问题,包括管理标准缺失,缺乏体系约束与政策激励。结合美国、加拿大、欧洲、英国等失效数据库的失效定义、上报流程以及国内管道行业失效信息收集的实际情况,给出了中国石油油气管道失效数据库的进一步推广建议。     

美国油气管道基本失效概率评估方法及启示

为充分利用油气管道历史失效数据,减少失效概率评估过程中的主观性,提出油气管道基本失效概率的概念及评估方法。对美国管道及危险物品安全管理局数据库的油气管道里程数据、事故数据及失效因素数据进行全面分析,采用基于事故统计的方法评估油气管道基本失效概率。结果表明:美国危险液体管道、输气集气管道、配气管道发生一般事故的基本失效概率分别为1.29次/(10^3 km·a)、2.17次/(10^4 km·a)及4.08次/(10^5 km·a),发生较大事故的基本失效概率分别为4.58次/(10^4 km·a)、1.41次/(10^4 km·a)及2.38次/(10^5 km·a),发生重大事故的基本失效概率分别为9.09次/(10^6 km·a)、9.79次/(10^6 km·a)及1.11次/(10^5 km·a)。美国基本失效概率可作为油气管道失效概率评估的基准线,也可作为风险可接受标准的依据,但不能直接应用于中国管道风险评价,需对其进行修正,建立适用于中国管道的失效数据库。     

国内外长输油气管道失效对比北大核心

全球油气长输管道正向着更大口径、更高钢级、更高压力方向发展,一旦发生失效事故将会导致重大经济损失、人员伤亡及环境污染。通过对美国、欧洲以及中国石油油气长输管道失效数据的收集、整理、统计,采用国际通用的曝露值及5年移动平均失效率计算方法,计算国际管道管理较为成熟的美国、欧洲失效频率,并与中国石油管道失效频率进行对比,以提高中国管道安全管理水平。对比分析国内外长输管道失效原因,寻求中国油气管道关键安全技术与管理对策,不断优化中国管道管理体系,对中国管道企业乃至整个油气管道行业调整风险减缓措施和提高安全管理水平都有重要意义。     

油气管道失效控制技术

基于对油气管道失效模式、失效原因及失效后果的分析,提出了失效控制的思路和方法:建立油气管道失效信息数据库,确定油气管道的主要失效模式,分析研究各种主要失效模式发生的原因、机理和影响因素,进而研究并提出失效控制措施和方法。讨论了油气管道失效控制与完整性管理的关系,它们各具特色又相互联系,在保障油气管道安全方面具有同等重要的意义。在功能定位上,失效控制侧重于管道的设计与建设阶段,完整性管理则侧重于管道的运行过程,但目前正逐步向设计和建设阶段延伸。将失效控制和完整性管理有机地结合起来,有利于全方位保障油气管道的安全运行,最大限度地杜绝恶性事故的发生。     

油气海底管道的风险评价

从失效可能性分析和失效后果计算两个方面阐述了油气海底管道的风险评价。介绍了海底管道失效的主要形式和三种失效概率模型,给出了失效可能性等级划分的方法。从安全后果、经济后果和环境后果三个方面说明了海底管道失效后果的计算方法,并根据风险矩阵确定了油气海底管道的风险状况等级。     

油气管道失效分析与完整性管理

论述了油气管道的失效模式和失效原因，以及完整性管理的概念、流程和关键技术。对失效分析和完整性管理的关系进行了讨论，认为失效分析是油气管道完整性管理的基础，完整性管理是油气管道失效分析的延伸，也是全面、科学有效地预测和预防管道失效的措施。     

油气管道危害辨识故障树分析方法研究

建立了油气管道失效故障树,研究了故障树定性和定量分析的方法。介绍了油气管道危害辨识涉及的相关概念和管道危害识别流程,简要说明了管道危害辨识所要收集的资料和管道分段原则。根据故障树分析原理,以“管道失效”为顶事件,“穿孔”和“破裂”为次顶事件建立了油气管道失效故障树,通过对故障树的定性分析,发现引起管道失效的主要原因有第三方破坏、腐蚀、管材缺陷、自然灾害等。在油气管道失效故障树定性分析的基础上,对油气管道失效故障树进行了定量分析。提出了用改进的专家判断法来确定管段失效基本事件概率,并将模糊概率概念引入其中。利用层次分析法来确定专家意见权重,并用此权重来修正专家意见。在确定管道失效概率时,考虑到最小割集中基本事件独立性和相关性,分别建立了油气管道失效的事件独立性概率模型与事件相关性概率模型,并建立了基本事件概率重要度系数的数学模型。     

基于失效概率的老龄油气管道判废方法

服役年限较长的老龄油气管道事故频繁,结构安全性低,运维成本高,需要做废弃处理。提出了一种基于失效概率的老龄管道判废方法:广泛调研国内外油气管道事故数据,参考事故频率数据,推荐了管道基本失效概率,以目标管道或同期建设、运营环境相似的管道事故历史数据计算的失效风险概率作为判废评估指标,通过无量纲化的风险系数给出老龄管道废弃指导意见。该方法可实现油气管道定量判废评估,有效解决老龄管道的判废问题。     

油气管道并行敷设风险分析

针对中国计划并行敷设的某油气管道进行失效概率分析,以欧洲石油公司CONCAWE针对原油管道的失效统计结果和EGIG发布的欧洲天然气管道事故数据为基础失效概率数据,对其进行修正和调整,确定并行敷设的原油与天然气管道的失效概率修正值.根据天然气管道失效引起原油管道失效的事件树及概率,得到原油管道并行敷设时的失效概率为6.66×10-5 km/a,比单独敷设时的失效概率增大不超过0.9％.结合管道失效后果,计算管道并行敷设带来的附加风险,将计算风险与可接受风险进行对比,指出两条管道并行敷设是可行的.     

输油管道的风险评价

考虑油气管道运行中的风险因素,应用风险评价的指标模型,对一条输油管道进行了风险评价.模型中的失效可能性包括内、外腐蚀、第三方破坏、地面移动、设计/材料、运行等六个子模块,失效后果考虑了对环境、高价值地区和居民的影响.模型的因素权重由该管道以往事故统计分析确定.依据风险相同的原则和管道的实际情况,对管道进行了分段,对每一段管道确定了管道失效可能性和失效后果,并进行了风险敏感因素分析,识别风险源.基于风险评价结果,给出了该管道沿程风险分布和相对风险等级,指出腐蚀、第三方破坏以及施工时的误操作(管道建设施工遗留问题)是该管道的主要问题.风险评价的结果可以该管道的完整性管理提供参考.     

埋地油气管道腐蚀失效研究进展及思考

随着油气管道服役时间的延长,管道面临的腐蚀失效问题愈加严峻。阐述了中国埋地油气管道腐蚀现状,总结了埋地管道常见的腐蚀失效类型,讨论了油气管道酸腐蚀、微生物腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）及氢损伤的作用机理,分析了温度、腐蚀性阴离子、阴极保护电位、磁场和交流电等环境因素对管道腐蚀的影响。针对当前埋地油气管道腐蚀失效研究尚不充分,机理、规律尚未完全明确的现状进行讨论,以期为未来油气管道腐蚀失效的研究方向选择提供参考：在点蚀穿孔方面,未来应结合多相流模型和弱酸腐蚀机理建立弱酸作用下的腐蚀预测模型,以准确评估油气管道腐蚀程度,采用扫描振动电极技术等手段深入开展微观层面的腐蚀机理研究;在SCC方面,未来可将模拟计算方法与更高分辨率的显微原位观测技术相结合来解析管道应力腐蚀本质。（图5,参87）     

天然气管道与原油管道并行敷设的安全间距

随着我国长输油气管道建设里程的不断增长,管道并行敷设的情况日渐增多,合理确定管道的并行敷设间距,不仅可以节约土地资源,而且可以确保管道的运行安全。以中贵天然气管道和兰成原油管道为例,分析了并行敷设管道安全间距的主要影响因素,包括:热油输送管道与常温输气管道间的热传导效应、带压封堵的操作空间、输气管道破裂失效、管道施工与维护等。考虑各种影响因素,结合中贵管道和兰成管道并行敷设段沿线地形特点,确定了3种情况下两条管道并行敷设的间距要求。针对因输气管道失效造成邻近敷设的输油管道的失效概率进行分析,论证了天然气管道与原油管道近距离并行敷设的可行性。     

油气管道维抢修方法及技术进展

安全可靠的管道输送系统是油气资源开采与输送的重要保证,油气管道应急维抢修技术越来越受关注和重视,及时对油气管道进行维护与维修,可以减少管道事故的发生,一定程度上降低管道运行成本。综述了带压开孔封堵、管内智能封堵、夹具维修等方法的技术发展现状以及相应作业工具的发展趋势,介绍了新型管道维修技术,对不同工况下服役管道的维修有一定的指导作用。对管道维抢修方法及技术做了总结与展望,指出建立管道维抢修应急系统(Emergency Pipeline Repair System,EPRS)将是未来管道建设的发展趋势。     

局部腐蚀油气管道失效压力的计算方法

针对管道局部腐蚀导致的失效事故越来越多,而国际上尚无适用于局部腐蚀油气管道失效压力分析评价方法的问题,验证了非线性有限元法评价局部腐蚀的可靠性,运用该方法分析了局部腐蚀半径及局部腐蚀深度对管道失效压力的影响。借鉴平板加强筋强化理论,以数值模拟数据为基础,建立了一种局部腐蚀油气管道失效压力计算方法,与B31G(修订版)、DNV-RP-F101以及新近开发的PCORRC为代表的评价规范计算结果的对比表明:拟合得到的局部腐蚀油气管道失效压力计算方法误差小,且误差分布均匀,可以满足局部腐蚀油气管道失效压力的预测要求。     

油气管道地震风险评价方法

从失效可能性和失效后果两个方面对管道地震风险评价的现状进行了总结,提出了新的计算方法和模型。通过计算管体应变超越管道允许应变的概率来获得地震引起管道失效的可能性,采用统计管道事故平均失效后果的方法进行后果分析,并通过计算获得了某输油管道沿线地震风险分布的量化值。该方法可用于指导管道抗震设计和管道运行期间的风险管理。     

固体颗粒冲蚀理论与试验研究进展

随着油气资源的不断开发,油气田开发、油气管道输送过程面临的冲蚀磨损问题日趋严重。通过总结分析现有冲蚀理论和冲蚀试验装置,系统介绍了国内外冲蚀问题的最新研究成果,阐述了利用旋转式、射流式或管流式试验装置进行冲蚀试验的新方法,着重分析了管道冲蚀速率的影响因素,并介绍了冲蚀模型的研究进展。指出了当前油气管道冲蚀研究中存在的问题及未来研究方向,对于研究油气管道及设备冲蚀问题,保证油气管道的输送安全,提高油气管道的输送效率具有重要的参考价值和工程意义。     

X80管线钢性能特征及技术挑战

针对X80管线钢研发与应用现状以及目前存在的问题,综述了影响X80管线钢性能的主要因素、研究进展以及发展X80钢管道面临的技术挑战。详细分析了X80管线钢的冶金特征与组织结构,概述了X80管线钢的焊接工艺、焊接冶金学特征及性能,总结了X80管线钢的机械性能和力学特征。具体讨论了X80管线钢在服役环境中的失效机制,包括腐蚀、氢致开裂、焊缝区失效、应变失效等,并以此为基础,探讨了发展X80钢管道需要克服的技术挑战,以保障油气安全、高效输送以及能源管道的可持续发展。(图1,表8,参86)     

逆断层作用下X80埋地管道的非线性屈曲分析北大核心

埋地高强钢管道是油气长距离输送的主要方式,而地震造成的断层位移错动严重威胁管道的安全运行。建立了埋地X80高强钢管道在逆断层作用下的有限元模型,采用弯管与管单元模拟管道,非线性土弹簧模拟管土相互作用。考虑了管材、管土、几何大变形造成的非线性,模型采用非线性稳定算法,保证了求解的收敛性。依据西气东输二线工程参数,详细分析了逆断层作用下管道的两种屈曲失效形式,即梁式整体屈曲失效与壳式局部失稳失效。同时,讨论了断层倾角、管道壁厚及埋深对管道屈曲失效形式的影响。研究成果对穿越断层管道的设计与安全评价有一定的指导意义。     

国内外长输油气管道失效对比

全球油气长输管道正向着更大口径、更高钢级、更高压力方向发展,一旦发生失效事故将会导致重大经济损失、人员伤亡及环境污染。通过对美国、欧洲以及中国石油油气长输管道失效数据的收集、整理、统计,采用国际通用的曝露值及5年移动平均失效率计算方法,计算国际管道管理较为成熟的美国、欧洲失效频率,并与中国石油管道失效频率进行对比,以提高中国管道安全管理水平。对比分析国内外长输管道失效原因,寻求中国油气管道关键安全技术与管理对策,不断优化中国管道管理体系,对中国管道企业乃至整个油气管道行业调整风险减缓措施和提高安全管理水平都有重要意义。