长输管线和设备安装缺陷与故障处理

王燕燕

摘 要：管道运输行业发展这些年来，事故发生率较高，其中不乏恶性事故，后果严重，包括经济损失以及人员伤亡，引起了社会的强烈反响。因此，管道系统的后期管理，可靠性分析及维护和抢修也引起来自各方面的重视。发展和完善这些技术刻不容缓。

关键词：长输管道 隐患 风险评价

截至目前，我国长输管道的总长度已经超过2000000km，

占不到世界总长度的1%。我国的管道运输起步晚，且管道运行管理目前情况亦是如此，甚至还相对落后。因此管道的建设与我国经济发展相比，并不能适应经济发展的要求，还有很大的发展空间。输送危险介质的油气管线失效可能造成严重的危害，可燃或有毒物质泄漏是引起许多悲惨意外事故的开始事件。尽管危险事件在全世界屡屡发生，但跟铁路，公路运输相比，管线输送仍然被认为是输送大量危险物质的最安全模态之一。

一、运行现状

我国石油天然气管道的生产和使用是随着石油工业的兴起而逐步发展起来的。我国第一条长输管道是1958年建于克拉玛依——独山子炼油厂的双线输油管道。随着石油天然气的开发，我国迎来一个长输管道快速发展的时期，从20世纪90年代中期逐渐进入高潮，目前我国正处在长距离输送油（气）管道建设的高峰期，在今后的几年里将形成东西南北相互贯通的管道网络。长期以来，由于管理分散、法规不健全，技术水平落后等原因，管道普遍缺陷严重，带“病”运行，每年因第三方破坏、腐蚀、误操作等原因造成泄漏与爆炸事故也时有发生.据不完全统计，仅输油管道在近30年内共发生大小事故上千次;天然气管道也发生事故几百起。

二、长输管道的隐患

已经被石油工程行业识别的几种事故原因。类型通常被分为以下六种：外部的干扰（主要指第三方破坏）;腐蚀; 构造缺陷和机械或材料失效;基础移动或自然灾害;误操作;其他的或未知的因素。

外部干扰，多指使用机械并与干扰有关的第三方活动。这已经在油气工业管道里被认为是主要的故障机理。在保证管道精确埋深记录及时提供給任何一个地区的承包商的前提下，外部干扰已被管道工业清楚鉴定为事故因素，事件的触发与操作者或建造者的活动并不不相关。除此之外所有的其他类型的事件都与操作者是否遵循安全管理规范有某种联系。

腐蚀，包括所有形式的腐蚀。腐蚀成为另一主要事故因素的原因是管线的老化，由结构和材料缺陷（在加工或制造期间引起），并时常与关联的设备有关系。腐蚀已被广泛地研究，是很多文章的主题。针对腐蚀，许多管道缺陷检测方法现在被普遍应用，相信在一个完整的维护程序的框架内，相关的方法和工具被使用时，可能防止事故发生。然而，管网巨大和老化仍旧是个难以解决的问题。

事故分析中，最基本的是收集较长期间内的大量数据样本，这也是为了获得代表性的频率数据并且衡量事故引起因素的权重。采用美国运输部（DOT）的使用的分类可以把这些数据分为两个主要方面：天然气管道事件，危险的液态油管事件（主要是原油和油产品）。

三、故障树分析法

（一）故障树分析法

故障树分析（FTA）是适合用于大型复杂系统的可靠性和安全分析的一种技术。它是一种图形演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。确定系统故障原因的各种组合方式和发生概率，并采取相应的改进措施，提高系统的可靠性。

据对油气管道故障树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.第三方破坏。第三方破坏表示非管道职工所作的对管道系统的任何损坏或活动，是外部干扰的主要形式。尤其近几年来，在油气管道上打孔偷油偷气的事件屡有发生，有些造成重大事故。究其原因，与法律的健全和实施力度、人们对管道法规和管道安全的了解、周边经济水平、以及政府的干预等因素都有很大关系。

2.腐蚀，腐蚀包括外腐蚀和内腐蚀两个方面。外腐蚀主要影响因素是土壤腐蚀、防腐绝缘涂层失效、阴极保护失效、管材抗蚀性差等。内腐蚀主要由天然气中的硫化物酸性介质引起。严重腐蚀将导致防腐绝缘涂层失效、管壁减薄、管线穿孔、甚至发生管线开裂。

3.管材缺陷，包括管材初始缺陷和安装缺陷。初始缺陷主要是由于管材制造加工、运输不当造成的，如管道薄厚不均、椭圆度差等。而安装缺陷是在管段的安装施工过程中形成，如防腐绝缘涂层质量差、特别是焊接水平和焊接质量差。

4.自然灾害，自然灾害的发生均直接对管道的破坏基本上都是毁坏性的。因此要加强对自然灾害的预测，并做好防备。

四、总结

1.建立长输油气管线普遍意义的故障树，进行定性分析，求出最小割集，识别了引起管道失效的主要风险因素。

2.对长输油气管线主要风险因素故障树进行定量分析，引入三角模糊数和灰色关联度分别进行计算分析和对比，给出相关步骤。提供了基于故障树分析模型的两种定量分析思路和方法。

3.认为在进行管道的定量可靠性分析中，应该首先根据分类对比，结合实际特殊情况，找出所面临的主要事故类型，搞清楚事故可能会造成的后果。再根据这些选择相应的地理环境，人文环境，土壤类型等标准对管线进行分段划分。在管段分析中，将普遍意义的长输管线故障树根据以上分析进行删减，建立每个管段的独立故障树，进行定性定量分析。找出薄弱管段，危险因素，以及提高系统可靠性需要注意的基本事件危险程度大小和排序，为管道的管理运行提供具体的数据理论基础，以期提高管道运行的安全性。