成品油管道迁改建设危险要素的分析

肖丽婧XIAO Li-jing

（国家石油天然气管网集团有限公司华中分公司，合肥 231200）

0 引言

随着国内经济的飞速发展，华中地区在湖南、湖北、江西和安徽都建设了成品油管道。成品油管道主要以航煤、汽油、柴油为运输介质，介质属于易燃易爆液体，运行里程长，影响因素复杂。

成品油管道初始建设在远离居民密集的地方，随着城市日益扩大范围的发展，部分居住区、工程建设、公用工程等与成品油管道有所接近、交叉，影响了管道的运行安全，按照当地政府与相关企业的要求，成品油管线路由需要部分或者整体迁改。在成品油管道迁改建设中，研究与分析影响安全的有害要素，对建设施工、投产运行起着指导作用。

1 要素分类

影响成品油管道迁改建设的要素主要有以下几类，主要是管道及设施、人为影响、周围环境和安全管理等要素。

2 要素分析

2.1 管道及设施的影响

2.1.1 运行介质

目前，成品油管道运输的油品，以车用汽油、车用柴油（以下简称汽油、柴油）这两种油品为主，性质如表1。

危险类别名称 状态 沸点℃ 闪点℃ 自燃点℃ 爆炸极限% 主要危险性火灾分类级别 组别汽油 液态 50-150 -46 415-530 1.4-7.6ⅡA T3 甲B柴油 液态 280-370 ≥55 330-370 1.5-4.5 ⅡA T3 乙B火灾、爆炸

汽油具有易挥发性的特点，在常温下，汽油液体容易汽化生成汽油蒸气。汽油蒸气遇到热量较高的物质，或者氧化物会发生火灾、爆炸。柴油如果遇到热量较高的物质、火源或者氧化物质，会发生燃烧、爆炸。当成品油管道周围的温度升高，管道内部的压力会逐渐增大，强压能使管道裂开、油品泄露而爆炸。

2.1.2 阀室

如果阀室的施工出现质量问题、设计不合规范、遭到人为破坏或者设备腐蚀等要素，造成造成仪器、仪表、截断阀门等设备设施及连接部位泄漏，漏出的成品油，遇到火源，会引发火灾、爆炸。

阀室内的设备，例如阀门、照明系统，如果出现过负荷、过电流等故障时，都会引发着火、爆炸等事故。

2.1.3 管道本体

①管道本身存在的危险要素，就有应力开裂、自身腐蚀及敷设缺陷、漏油漏气从而产生的燃烧、爆炸等。

②管型选用材质，要与原有管材材质一致，从而基本消除了管材内部的残余应力。

③管材等级与原有管道材质一致，达到压力与管材合理匹配。

④管道长度的计算，依照工程可研或基础设计的标准。

⑤钢管制造如果存在下列问题，都会影响钢管的使用性能，严重者会存在钢管破裂的隐患：

1）对应管径的最小管子壁厚不符合要求；

2）管材不符合指标要求的有硫的含量指标、碳的含量指标、磷的含量指标、屈强比等；

3）钢板公差不符合要求；

4）制造过程中产生焊接错边、椭圆度过大、焊缝未经热处理消除焊接残余应力等缺陷；

5）对焊缝焊接质量的无损检测，缺乏严谨性，在钢管制造过程中，例如用超声波和在线涡流探伤等方法来无损检测，不全面；

6）出厂钢管试压不符合要求。

2.2 人为的要素

2.2.1 施工过程危险有害要素分析

在成品油管道迁改建设过程中，会出现各类危险要素。

在管材装卸过程中，工人将管材绑定在吊钩上，吊车在司索工的指挥下，将钢管从汽车上吊装至地面。如果现场管理有漏洞，在钢管吊起来后，司索工指挥错误，或者吊绳脱落，钢管从高处落下，就会发生物体打击、起重伤害、机械伤害等事故。

在管道组对、焊接时，现场用电、电焊机如果使用不当，也会发生烫伤、机械伤害。在切割钢管时，如果使用氧气乙炔瓶操作不当，就会发生烫伤、火灾、爆炸等事故。

在管道下沟、回填时，施工现场工作人员的作业环境狭小、环境恶劣等，也存在高处坠落、机械伤害的危险要素。

在管道动火连头时，如果油品发生泄漏，作业点未经过可燃气体检测仪检测，旧管道内流出油气混合物，遇到焊接高温发生闪燃、闪爆。此时，就会发生烫伤、火灾、爆炸等事故。

2.2.2 管道投产试运行中的危险要素分析

成品油管道迁改工程投产试运行后，输送油品的距离远、输送的油品量大、管道输送的压力较高，且成品油在常温下，具有易燃、易爆或者易挥发等性质。在管道输送时，可能存在违章操作、防护不当，或因管道壁腐蚀、疲劳等要素造成烫伤、火灾、爆炸、物体打击、起重伤害、触电、中毒窒息、车辆伤害等事故。

在管道运行过程中，如果工作人员违反工艺规程、不按规定穿戴齐全防护用品、乱扔劳动工具或者零件，可能会发生物体打击事故。这项工程可能存在物体打击的主要地点为操作、检维修时易被设备零部件击中的位置。

在检修使用起重设备时，由于未严格执行操作规程或安全防范措施不到位，可能会发生坠落或大幅度摆动，从而导致设备损坏、人员受伤甚至死亡。这项工程可能存在起重伤害的主要地点为检维修使用起重设备的位置。

2.3 环境要素

2.3.1 路由走向危险性分析

成品油管道部分路由需要经过河流、水塘等水系，穿越水系的危险要素，主要有以下几个方面：

①若管道破裂，大量的油品会泄入河中并顺水而下，造成水流污染，遇到明火还会发生爆炸、燃烧。

②穿越河流的管道，若埋设的深度达不到设计要求，长期遭受河水水流的冲刷，会使管道露出河床，管道遭受水流冲击，产生振动值大，严重时会造成管道开裂、断开，油品泄露。

③当沿着河岸边铺设管道时，由于岸坡的斜度大、泥土松散等不稳定条件，在管道附近的凹岸容易被河流冲击，造成管道在河流或者河岸上悬空、露管。

④在斜度较大的坎、坡、冲沟地段，管道周围的土壤是回填的泥土，比较松散，遭到雨水冲刷后，容易流失。雨水将管道上方的泥土冲走，如果不及时保护，或水工保护设施失效，会使管道架空，甚至露管。

⑤管道沿线经过水域，每年汛期常发生水位上涨、或者洪水，其水流速度与强度是难以预测的，如果管道的水工保护措施被毁坏，管道可能被冲断的后果。

2.3.2 自然灾害

影响成品油管道迁改建设的自然灾害，主要有地质灾害、气候灾害等。

地质灾害包括地震、不良地质地段等。气候灾害包括雷电、暴雨、洪水等。

2.3.3 社会环境

在成品油管道迁改建设工程中，如果管道周围发生人为沿线采集砂石、采矿等活动时，会破坏管道周围土壤，导致损坏防腐层，或者出现露管等现象。也可能会遇到第三方施工、管道占压、打孔盗油等第三方破坏活动。

2.3.4 管道腐蚀危险性分析

管道内部的要素，主要是管道内部的油品质量和微量含水。在管道外面存在的有害要素，主要有管道周围泥土的可溶盐含量、散杂的电流干扰、泥土中存在的微生物、泥土的含水量、泥土的电阻率、泥土的质地、泥土的pH值等。管道的保护层失去防腐性，是造成管道损坏的重要要素。

成品油迁改工程管道可能发生的腐蚀为全面腐蚀、局部腐蚀、焊缝处腐蚀。尽管设计针对管道防腐采取了多种措施，在一般状态下，能使管材得到保护。但是，如果防腐层质量有缺陷、阴极保护的距离不足，管道施工时造成防腐层机械损伤都会造成管道腐蚀，严重的造成管道穿孔，引发油品泄漏事故。

2.4 管理要素

如果工作人员在现场，使用非防爆工具，在施工时遇到油气泄露，会引起静电火花，产生燃烧、闪爆。

工作人员误将火源带入，穿钉子鞋进入阀室内，遇到油气泄漏达到爆炸极限，会发生火灾爆炸的风险。

施工人员吊装作业，如果精力不集中，会有物体打击的危险。监理在现场如果不严加管理，则会出现人员受伤、死亡等事故。

动火连头作业时，现场人员操作程序混乱，也会引起油品泄露、焊接时发生闪燃、爆炸。

2.5 主要危险有害要素分析结果

因此，成品油管道迁改建设项目在施工、运行等过程中，主要受到以下几种要素的影响：物体打击、火灾、爆炸、窒息、淹溺等。在营运过程的不同阶段和不同岗位的主要、危险要素可能有所不同，发生事故的后果也有区别，但发生事故的危险性是始终存在的。

序号 项目名称 安全预评价方法1234杭埠改线引江济淮改线运河新城改线勇进路改线安全检查表评价法安全检查表评价法安全检查表评价法安全检查表评价法预先危险性分析评价预先危险性分析评价预先危险性分析评价预先危险性分析评价事故树分析评价事故树分析评价事故树分析评价事故后果模拟分析

序号 名称 主要危险有害因素施工 运行管道 机械伤害、物体打击、车辆伤害 火灾、爆炸阀室 机械伤害、物体打击、车辆伤害 火灾、爆炸、雷击自然环境 其他事故 火灾、爆炸、窒息2 站场 输油工艺、设施 机械伤害、物体打击、车辆伤害 火灾、爆炸、窒息、触电1 线路3 公用工程自控 机械伤害、物体打击 触电通信 物体打击 /供配电 触电 触电防腐与保温 机械伤害 /给排水 / /消防 物体打击 /采暖通风 机械伤害 机械伤害、触电建筑物 机械伤害、物体打击、车辆伤害 高处坠落

3 危险要素的分析

成品油管道迁改建设的危险要素，可以通过不同的安全评价方法来分析[1]，从各个环节存在的不同要素去研究，从而总结出重要的影响要素。

4 成品油管道迁改建设危险要素的安全评价方法

成品油管道迁改建设对于危险要素的分析，大多会选择安全检查表[2]、预先危险性分析等评价方法，以安徽二期管道四处改线工程为例，如表2。

由表2中可以看出，前三个成品油管道迁改工程都选用了安全检查表、预先危险性分析，除了勇进路改线选用事故后果模拟分析，其余三处成品油管道迁改工程都用了事故树分析评价法。

4.1 安全检查表评价法

运用安全检查表评价法来评价成品油管道改线工程，从基本安全条件、线路单元等内容来列表检查，对基本安全条件、线路单元进行分解，从企业资质、证书、阀室、线路路由、管道标识等危险要素逐项检查，全面地分析了工程的各项条件，评价了工程安全方面的符合性。以安亳管道四处改线工程为例，如表3。

4.2 预先危险性分析的评价方法

运用预先危险性方法，对成品油管道改线工程中输油管线、阀室、仪表控制系统等五个关键子单元存在的各种危险有害要素进行详细、全方位的分辨、研究和定性评价。通过此方法，分析出危险指数最低的内容，是当成品油管道在投产或试运行阶段，由于管道材料的选型不合适、施工质量不合格、阴极保护无效、第三方破坏、环境破坏影响等要素，造成管道开裂，成品油发生泄漏，遇火源会发生火灾、爆炸的事故。

4.3 事故树分析的评价方法

应用事故树的分析评价方法，来评价安徽二期管道杭埠改线、引江济淮改线和运河新城改线工程的危险要素。将管道漏油作为顶上的事件，把工程质量、第三方破坏、违章操作、设备设施故障、管道腐蚀等要素作为中间事件，编制出管道油品漏油的一棵事故树和事故树的成功树。例如安徽二期管道改线中的事故树图1和成功树图2[3]。

由故障树分析评价方法可知，在成品油管道迁改建设中，第三方施工等人为破坏、工作人员的违章操作、工程质量不合格、设备发生故障，都会造成管线油品泄漏。此外，成品油管道漏出油品，主要原因是管道的外部防腐层失效、管材壁发生穿孔。

4.4 事故后果模拟的分析评价法

事故后果模拟方法，主要是根据事故的不同类型，例如物体打击、触电、爆炸等，分别从各个场景，采用模型类比，用数学分析数据，对事故产生的后果，进行数学计算，用计算的结果来进行安全评价。

运用事故后果模拟分析评价法，对成品油管道迁改建设工程进行池火灾模型模拟，假设管道出现漏油、引起火灾、爆炸的等事故，根据油品泄露速度、燃烧热、预测时间来计算，得出死亡半径的距离。针对模拟结果，可以从数据上有效采取防范措施，有针对性地制定应急预案，来预防事故的发生。

5 结语

①影响成品油管道迁改建设的危险要素有运行介质、管道本体、路由走向、自然灾害、社会环境等要素。

②影响成品油管道迁改建设的危险要素，通过安全评价方法分析出:在成品油管道迁改建设中，第三方施工等人为破坏、违章作业、工程质量不合格、设备发生故障，都会造成管线油品泄漏。另外，管道油品泄露，主要原因是管道的外部防腐层失效、管材壁穿孔。

通过成品油管道迁改建设中的的危险要素分析，对日后的成品油管道建设，编制有针对性的安全对策，预防安全事故的发生，起着重要的指导意义。