肖麗婧XIAO Li-jing

（國家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司華中分公司，合肥 231200）

0 引言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，華中地區(qū)在湖南、湖北、江西和安徽都建設(shè)了成品油管道。成品油管道主要以航煤、汽油、柴油為運(yùn)輸介質(zhì)，介質(zhì)屬于易燃易爆液體，運(yùn)行里程長，影響因素復(fù)雜。

成品油管道初始建設(shè)在遠(yuǎn)離居民密集的地方，隨著城市日益擴(kuò)大范圍的發(fā)展，部分居住區(qū)、工程建設(shè)、公用工程等與成品油管道有所接近、交叉，影響了管道的運(yùn)行安全，按照當(dāng)?shù)卣c相關(guān)企業(yè)的要求，成品油管線路由需要部分或者整體遷改。在成品油管道遷改建設(shè)中，研究與分析影響安全的有害要素，對建設(shè)施工、投產(chǎn)運(yùn)行起著指導(dǎo)作用。

1 要素分類

影響成品油管道遷改建設(shè)的要素主要有以下幾類，主要是管道及設(shè)施、人為影響、周圍環(huán)境和安全管理等要素。

2 要素分析

2.1 管道及設(shè)施的影響

2.1.1 運(yùn)行介質(zhì)

目前，成品油管道運(yùn)輸?shù)挠推?，以車用汽油、車用柴油（以下簡稱汽油、柴油）這兩種油品為主，性質(zhì)如表1。

危險(xiǎn)類別名稱 狀態(tài) 沸點(diǎn)℃ 閃點(diǎn)℃ 自燃點(diǎn)℃ 爆炸極限% 主要危險(xiǎn)性火災(zāi)分類級別 組別汽油 液態(tài) 50-150 -46 415-530 1.4-7.6ⅡA T3 甲B柴油 液態(tài) 280-370 ≥55 330-370 1.5-4.5 ⅡA T3 乙B火災(zāi)、爆炸

汽油具有易揮發(fā)性的特點(diǎn)，在常溫下，汽油液體容易汽化生成汽油蒸氣。汽油蒸氣遇到熱量較高的物質(zhì)，或者氧化物會(huì)發(fā)生火災(zāi)、爆炸。柴油如果遇到熱量較高的物質(zhì)、火源或者氧化物質(zhì)，會(huì)發(fā)生燃燒、爆炸。當(dāng)成品油管道周圍的溫度升高，管道內(nèi)部的壓力會(huì)逐漸增大，強(qiáng)壓能使管道裂開、油品泄露而爆炸。

2.1.2 閥室

如果閥室的施工出現(xiàn)質(zhì)量問題、設(shè)計(jì)不合規(guī)范、遭到人為破壞或者設(shè)備腐蝕等要素，造成造成儀器、儀表、截?cái)嚅y門等設(shè)備設(shè)施及連接部位泄漏，漏出的成品油，遇到火源，會(huì)引發(fā)火災(zāi)、爆炸。

閥室內(nèi)的設(shè)備，例如閥門、照明系統(tǒng)，如果出現(xiàn)過負(fù)荷、過電流等故障時(shí)，都會(huì)引發(fā)著火、爆炸等事故。

2.1.3 管道本體

①管道本身存在的危險(xiǎn)要素，就有應(yīng)力開裂、自身腐蝕及敷設(shè)缺陷、漏油漏氣從而產(chǎn)生的燃燒、爆炸等。

②管型選用材質(zhì)，要與原有管材材質(zhì)一致，從而基本消除了管材內(nèi)部的殘余應(yīng)力。

③管材等級與原有管道材質(zhì)一致，達(dá)到壓力與管材合理匹配。

④管道長度的計(jì)算，依照工程可研或基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

⑤鋼管制造如果存在下列問題，都會(huì)影響鋼管的使用性能，嚴(yán)重者會(huì)存在鋼管破裂的隱患：

1）對應(yīng)管徑的最小管子壁厚不符合要求；

2）管材不符合指標(biāo)要求的有硫的含量指標(biāo)、碳的含量指標(biāo)、磷的含量指標(biāo)、屈強(qiáng)比等；

3）鋼板公差不符合要求；

4）制造過程中產(chǎn)生焊接錯(cuò)邊、橢圓度過大、焊縫未經(jīng)熱處理消除焊接殘余應(yīng)力等缺陷；

5）對焊縫焊接質(zhì)量的無損檢測，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，在鋼管制造過程中，例如用超聲波和在線渦流探傷等方法來無損檢測，不全面；

6）出廠鋼管試壓不符合要求。

2.2 人為的要素

2.2.1 施工過程危險(xiǎn)有害要素分析

在成品油管道遷改建設(shè)過程中，會(huì)出現(xiàn)各類危險(xiǎn)要素。

在管材裝卸過程中，工人將管材綁定在吊鉤上，吊車在司索工的指揮下，將鋼管從汽車上吊裝至地面。如果現(xiàn)場管理有漏洞，在鋼管吊起來后，司索工指揮錯(cuò)誤，或者吊繩脫落，鋼管從高處落下，就會(huì)發(fā)生物體打擊、起重傷害、機(jī)械傷害等事故。

在管道組對、焊接時(shí)，現(xiàn)場用電、電焊機(jī)如果使用不當(dāng)，也會(huì)發(fā)生燙傷、機(jī)械傷害。在切割鋼管時(shí)，如果使用氧氣乙炔瓶操作不當(dāng)，就會(huì)發(fā)生燙傷、火災(zāi)、爆炸等事故。

在管道下溝、回填時(shí)，施工現(xiàn)場工作人員的作業(yè)環(huán)境狹小、環(huán)境惡劣等，也存在高處墜落、機(jī)械傷害的危險(xiǎn)要素。

在管道動(dòng)火連頭時(shí)，如果油品發(fā)生泄漏，作業(yè)點(diǎn)未經(jīng)過可燃?xì)怏w檢測儀檢測，舊管道內(nèi)流出油氣混合物，遇到焊接高溫發(fā)生閃燃、閃爆。此時(shí)，就會(huì)發(fā)生燙傷、火災(zāi)、爆炸等事故。

2.2.2 管道投產(chǎn)試運(yùn)行中的危險(xiǎn)要素分析

成品油管道遷改工程投產(chǎn)試運(yùn)行后，輸送油品的距離遠(yuǎn)、輸送的油品量大、管道輸送的壓力較高，且成品油在常溫下，具有易燃、易爆或者易揮發(fā)等性質(zhì)。在管道輸送時(shí)，可能存在違章操作、防護(hù)不當(dāng)，或因管道壁腐蝕、疲勞等要素造成燙傷、火災(zāi)、爆炸、物體打擊、起重傷害、觸電、中毒窒息、車輛傷害等事故。

在管道運(yùn)行過程中，如果工作人員違反工藝規(guī)程、不按規(guī)定穿戴齊全防護(hù)用品、亂扔勞動(dòng)工具或者零件，可能會(huì)發(fā)生物體打擊事故。這項(xiàng)工程可能存在物體打擊的主要地點(diǎn)為操作、檢維修時(shí)易被設(shè)備零部件擊中的位置。

在檢修使用起重設(shè)備時(shí)，由于未嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程或安全防范措施不到位，可能會(huì)發(fā)生墜落或大幅度擺動(dòng)，從而導(dǎo)致設(shè)備損壞、人員受傷甚至死亡。這項(xiàng)工程可能存在起重傷害的主要地點(diǎn)為檢維修使用起重設(shè)備的位置。

2.3 環(huán)境要素

2.3.1 路由走向危險(xiǎn)性分析

成品油管道部分路由需要經(jīng)過河流、水塘等水系，穿越水系的危險(xiǎn)要素，主要有以下幾個(gè)方面：

①若管道破裂，大量的油品會(huì)泄入河中并順?biāo)?，造成水流污染，遇到明火還會(huì)發(fā)生爆炸、燃燒。

②穿越河流的管道，若埋設(shè)的深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，長期遭受河水水流的沖刷，會(huì)使管道露出河床，管道遭受水流沖擊，產(chǎn)生振動(dòng)值大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成管道開裂、斷開，油品泄露。

③當(dāng)沿著河岸邊鋪設(shè)管道時(shí)，由于岸坡的斜度大、泥土松散等不穩(wěn)定條件，在管道附近的凹岸容易被河流沖擊，造成管道在河流或者河岸上懸空、露管。

④在斜度較大的坎、坡、沖溝地段，管道周圍的土壤是回填的泥土，比較松散，遭到雨水沖刷后，容易流失。雨水將管道上方的泥土沖走，如果不及時(shí)保護(hù)，或水工保護(hù)設(shè)施失效，會(huì)使管道架空，甚至露管。

⑤管道沿線經(jīng)過水域，每年汛期常發(fā)生水位上漲、或者洪水，其水流速度與強(qiáng)度是難以預(yù)測的，如果管道的水工保護(hù)措施被毀壞，管道可能被沖斷的后果。

2.3.2 自然災(zāi)害

影響成品油管道遷改建設(shè)的自然災(zāi)害，主要有地質(zhì)災(zāi)害、氣候?yàn)?zāi)害等。

地質(zhì)災(zāi)害包括地震、不良地質(zhì)地段等。氣候?yàn)?zāi)害包括雷電、暴雨、洪水等。

2.3.3 社會(huì)環(huán)境

在成品油管道遷改建設(shè)工程中，如果管道周圍發(fā)生人為沿線采集砂石、采礦等活動(dòng)時(shí)，會(huì)破壞管道周圍土壤，導(dǎo)致?lián)p壞防腐層，或者出現(xiàn)露管等現(xiàn)象。也可能會(huì)遇到第三方施工、管道占壓、打孔盜油等第三方破壞活動(dòng)。

2.3.4 管道腐蝕危險(xiǎn)性分析

管道內(nèi)部的要素，主要是管道內(nèi)部的油品質(zhì)量和微量含水。在管道外面存在的有害要素，主要有管道周圍泥土的可溶鹽含量、散雜的電流干擾、泥土中存在的微生物、泥土的含水量、泥土的電阻率、泥土的質(zhì)地、泥土的pH值等。管道的保護(hù)層失去防腐性，是造成管道損壞的重要要素。

成品油遷改工程管道可能發(fā)生的腐蝕為全面腐蝕、局部腐蝕、焊縫處腐蝕。盡管設(shè)計(jì)針對管道防腐采取了多種措施，在一般狀態(tài)下，能使管材得到保護(hù)。但是，如果防腐層質(zhì)量有缺陷、陰極保護(hù)的距離不足，管道施工時(shí)造成防腐層機(jī)械損傷都會(huì)造成管道腐蝕，嚴(yán)重的造成管道穿孔，引發(fā)油品泄漏事故。

2.4 管理要素

如果工作人員在現(xiàn)場，使用非防爆工具，在施工時(shí)遇到油氣泄露，會(huì)引起靜電火花，產(chǎn)生燃燒、閃爆。

工作人員誤將火源帶入，穿釘子鞋進(jìn)入閥室內(nèi)，遇到油氣泄漏達(dá)到爆炸極限，會(huì)發(fā)生火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

施工人員吊裝作業(yè)，如果精力不集中，會(huì)有物體打擊的危險(xiǎn)。監(jiān)理在現(xiàn)場如果不嚴(yán)加管理，則會(huì)出現(xiàn)人員受傷、死亡等事故。

動(dòng)火連頭作業(yè)時(shí)，現(xiàn)場人員操作程序混亂，也會(huì)引起油品泄露、焊接時(shí)發(fā)生閃燃、爆炸。

2.5 主要危險(xiǎn)有害要素分析結(jié)果

因此，成品油管道遷改建設(shè)項(xiàng)目在施工、運(yùn)行等過程中，主要受到以下幾種要素的影響：物體打擊、火災(zāi)、爆炸、窒息、淹溺等。在營運(yùn)過程的不同階段和不同崗位的主要、危險(xiǎn)要素可能有所不同，發(fā)生事故的后果也有區(qū)別，但發(fā)生事故的危險(xiǎn)性是始終存在的。

序號(hào) 項(xiàng)目名稱 安全預(yù)評價(jià)方法1234杭埠改線引江濟(jì)淮改線運(yùn)河新城改線勇進(jìn)路改線安全檢查表評價(jià)法安全檢查表評價(jià)法安全檢查表評價(jià)法安全檢查表評價(jià)法預(yù)先危險(xiǎn)性分析評價(jià)預(yù)先危險(xiǎn)性分析評價(jià)預(yù)先危險(xiǎn)性分析評價(jià)預(yù)先危險(xiǎn)性分析評價(jià)事故樹分析評價(jià)事故樹分析評價(jià)事故樹分析評價(jià)事故后果模擬分析

序號(hào) 名稱 主要危險(xiǎn)有害因素施工 運(yùn)行管道 機(jī)械傷害、物體打擊、車輛傷害 火災(zāi)、爆炸閥室 機(jī)械傷害、物體打擊、車輛傷害 火災(zāi)、爆炸、雷擊自然環(huán)境 其他事故 火災(zāi)、爆炸、窒息2 站場 輸油工藝、設(shè)施 機(jī)械傷害、物體打擊、車輛傷害 火災(zāi)、爆炸、窒息、觸電1 線路3 公用工程自控 機(jī)械傷害、物體打擊 觸電通信 物體打擊 /供配電 觸電 觸電防腐與保溫 機(jī)械傷害 /給排水 / /消防 物體打擊 /采暖通風(fēng) 機(jī)械傷害 機(jī)械傷害、觸電建筑物 機(jī)械傷害、物體打擊、車輛傷害 高處墜落

3 危險(xiǎn)要素的分析

成品油管道遷改建設(shè)的危險(xiǎn)要素，可以通過不同的安全評價(jià)方法來分析[1]，從各個(gè)環(huán)節(jié)存在的不同要素去研究，從而總結(jié)出重要的影響要素。

4 成品油管道遷改建設(shè)危險(xiǎn)要素的安全評價(jià)方法

成品油管道遷改建設(shè)對于危險(xiǎn)要素的分析，大多會(huì)選擇安全檢查表[2]、預(yù)先危險(xiǎn)性分析等評價(jià)方法，以安徽二期管道四處改線工程為例，如表2。

由表2中可以看出，前三個(gè)成品油管道遷改工程都選用了安全檢查表、預(yù)先危險(xiǎn)性分析，除了勇進(jìn)路改線選用事故后果模擬分析，其余三處成品油管道遷改工程都用了事故樹分析評價(jià)法。

4.1 安全檢查表評價(jià)法

運(yùn)用安全檢查表評價(jià)法來評價(jià)成品油管道改線工程，從基本安全條件、線路單元等內(nèi)容來列表檢查，對基本安全條件、線路單元進(jìn)行分解，從企業(yè)資質(zhì)、證書、閥室、線路路由、管道標(biāo)識(shí)等危險(xiǎn)要素逐項(xiàng)檢查，全面地分析了工程的各項(xiàng)條件，評價(jià)了工程安全方面的符合性。以安亳管道四處改線工程為例，如表3。

4.2 預(yù)先危險(xiǎn)性分析的評價(jià)方法

運(yùn)用預(yù)先危險(xiǎn)性方法，對成品油管道改線工程中輸油管線、閥室、儀表控制系統(tǒng)等五個(gè)關(guān)鍵子單元存在的各種危險(xiǎn)有害要素進(jìn)行詳細(xì)、全方位的分辨、研究和定性評價(jià)。通過此方法，分析出危險(xiǎn)指數(shù)最低的內(nèi)容，是當(dāng)成品油管道在投產(chǎn)或試運(yùn)行階段，由于管道材料的選型不合適、施工質(zhì)量不合格、陰極保護(hù)無效、第三方破壞、環(huán)境破壞影響等要素，造成管道開裂，成品油發(fā)生泄漏，遇火源會(huì)發(fā)生火災(zāi)、爆炸的事故。

4.3 事故樹分析的評價(jià)方法

應(yīng)用事故樹的分析評價(jià)方法，來評價(jià)安徽二期管道杭埠改線、引江濟(jì)淮改線和運(yùn)河新城改線工程的危險(xiǎn)要素。將管道漏油作為頂上的事件，把工程質(zhì)量、第三方破壞、違章操作、設(shè)備設(shè)施故障、管道腐蝕等要素作為中間事件，編制出管道油品漏油的一棵事故樹和事故樹的成功樹。例如安徽二期管道改線中的事故樹圖1和成功樹圖2[3]。

由故障樹分析評價(jià)方法可知，在成品油管道遷改建設(shè)中，第三方施工等人為破壞、工作人員的違章操作、工程質(zhì)量不合格、設(shè)備發(fā)生故障，都會(huì)造成管線油品泄漏。此外，成品油管道漏出油品，主要原因是管道的外部防腐層失效、管材壁發(fā)生穿孔。

4.4 事故后果模擬的分析評價(jià)法

事故后果模擬方法，主要是根據(jù)事故的不同類型，例如物體打擊、觸電、爆炸等，分別從各個(gè)場景，采用模型類比，用數(shù)學(xué)分析數(shù)據(jù)，對事故產(chǎn)生的后果，進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，用計(jì)算的結(jié)果來進(jìn)行安全評價(jià)。

運(yùn)用事故后果模擬分析評價(jià)法，對成品油管道遷改建設(shè)工程進(jìn)行池火災(zāi)模型模擬，假設(shè)管道出現(xiàn)漏油、引起火災(zāi)、爆炸的等事故，根據(jù)油品泄露速度、燃燒熱、預(yù)測時(shí)間來計(jì)算，得出死亡半徑的距離。針對模擬結(jié)果，可以從數(shù)據(jù)上有效采取防范措施，有針對性地制定應(yīng)急預(yù)案，來預(yù)防事故的發(fā)生。

5 結(jié)語

①影響成品油管道遷改建設(shè)的危險(xiǎn)要素有運(yùn)行介質(zhì)、管道本體、路由走向、自然災(zāi)害、社會(huì)環(huán)境等要素。

②影響成品油管道遷改建設(shè)的危險(xiǎn)要素，通過安全評價(jià)方法分析出:在成品油管道遷改建設(shè)中，第三方施工等人為破壞、違章作業(yè)、工程質(zhì)量不合格、設(shè)備發(fā)生故障，都會(huì)造成管線油品泄漏。另外，管道油品泄露，主要原因是管道的外部防腐層失效、管材壁穿孔。

通過成品油管道遷改建設(shè)中的的危險(xiǎn)要素分析，對日后的成品油管道建設(shè)，編制有針對性的安全對策，預(yù)防安全事故的發(fā)生，起著重要的指導(dǎo)意義。