输油管道风险分析与辨识

摘要：应用系统安全工程原理，全面、系统的分析了目前我国输油管道存在的风险，油气输送企业可以以此为借鉴，提高企业安全管理水平。

关键词：输油管道  风险  分析  辨识

近年来我国输油管线发生了较多的事故，究其原因：一方面输油管道由于多年连续、高强度的输油作业，导致了腐蚀、设备及管件老化，且更新难度大;另一方面，随着我国经济社会发展，尤其是与之相伴城镇化、工业化进程，使得各线面临着部分输油管道段人口越来越密集，甚至是输油管道被厂房、住户等建筑占压的问题，输油管道面临的社会环境严峻。输油管线不仅在正常输油作业时可能在薄弱环节出现泄漏，若不及时处理或处置不当会导致火灾、爆炸及对人体的毒害作用;而且，输油管线易遭受沿线建设、占压及人类其他社会活动的破坏，引起泄漏、火灾、爆炸、毒害等危险因素。具体风险分析和辨识如下：

1 油品火灾、爆炸事故

火灾是油品失去控制的燃烧，爆炸是油气和空气在极短时间内释放大量能量，在周围介质中造成高压。油品火灾、爆炸事故不仅会造成管道、设备损坏、抢修人员伤亡，在人口密集区还会造成重大的恶性事故，产生恶劣的社会影响。而在边远的农田、山区，往往因消防力量不足或水源较远等条件限制，还会造成灭火困难。

输送中油品是甲B类火灾危险性物质，在空气具有易燃性，其挥发的油气与空气具有易爆性。当原油或油气暴露在空气中，遇激发能量点燃或引爆油品，会火灾、爆炸事故。

油品具有的易燃、易爆性是其发生火灾、爆炸的根本原因。在正常情况下，原油是在密闭系统中输送的，不具备发生着火和爆炸的条件。但一旦发生泄漏，处置不当会造成火灾爆炸事故。输油管线应注意防止油品泄漏，进而形成着火和爆炸的客观条件如油气在有限空间的积聚达到爆炸极限。因此，有效控制油品的泄漏是防止油品火灾、爆炸的关键。

原油、油气等油品发生火灾、爆炸的激发能量可能是油品与管道、设备相对运动造成的静电积累的静电火花，或者是检修、抢修过程的明火，或者是工程机械、抢修设备动作过程的产生的火花，或者是强热辐射、或者是其他火灾产生的明火或强热辐射。激发能量是油品发生火灾、爆炸的外界诱发因素，也是控制油品发生火灾、爆炸的重点环节。

值得重视的是，在对输油管线检、维修作业时，由于管理不善、“三违操作”等原因，也会导致火灾爆炸事故发生。

2 油品泄漏

相对于铁路、公路、船舶运输等方式，长距离输油管道具有密闭性好、自动化程度高等特点，其安全性更优。但输油管道在输送过程中发生泄漏也具有隐蔽性高、不易处理的特点。一旦发生输油管道泄漏，不仅会污染环境、造成经济损失，若处置不当还会造成火灾、爆炸事故。而且大量泄漏的油品对水源、土壤，会对公众健康和环境造成长期的不良影响。

输油管道大量泄漏的主要原因是输油管道开裂。按管道开裂孔径的尺寸从小到大的一般排序是，针孔、裂缝、漏口、裂口、断裂等。输油管道开裂孔径、面积越大，平均泄漏量越大。输油管线油品泄漏的原因分析如下。

2.1 管道缺陷。输油管道有裂纹，或管道材质质量差，或管道焊接时由于焊接不严密、焊接厚度不够、焊缝中有气体等管道缺陷，会造成输油管道在带压输送中破裂。若焊缝质量差，输油管道过程中在热应力和时效应力下也会出现焊缝裂。以上管道缺陷会导致油品泄漏。

2.2 管件问题。由于法兰间垫片不匹配、老化等原因会导致管道泄漏;输油管线由于受疲劳、热应力等影响管道弯头等处出现变形、裂纹等不仅会导致该处泄漏，还会降低管道本体的强度。

2.3 管道腐蚀。管道常具有防腐层和外加设置阴极保护系统，以保护管道免受外界腐蚀性物质的侵害。但防腐层在管道施工中可能会破损或开裂，或与管线本体剥离，或防腐材料质量差、涂层施工质量差，加之土壤中的水、盐、碱及杂散电流的作用，防腐层会失去防护作用。而阴极保护系统由于电位不足或出现过保护、自身材料电位差异，也会失去防护作用。防腐层或阴极保护系统长期失去保护作用，严重时会造成管道管壁穿孔或破裂，导致漏油甚至发生火灾、爆炸事故。

2.4 应力腐蚀。应力腐蚀开裂是指金属管道在固定作用力和特定介质的共同作用下引起的破裂，这种破裂形式往往表现为脆性断裂，而且没有预兆，对管道具有很大的破坏性和危险性。导致管道应力破裂的原因主要包括三个方面：环境因素、材料因素、拉应力。

①环境因素：包括土壤电导率、Cl-含量及含水量;环境温度及土壤温度;管道防腐层若粘结性差剥离，而在剥离区产生土壤应力腐蚀破裂;在防腐层剥离区易产生阴极保护屏蔽区，此处易发生应力腐蚀破裂。②材料因素：材料因素分成内部因素和表面因素。内部因素与钢材种类、成分、杂质含量及管材制造方法、管材强度和塑性变形特性有关;表面因素是指管道的表面条件对管道产生裂纹、腐蚀起重要作用，光滑的表面不易产生裂纹和腐蚀。③拉应力：存在于管道制造中的残留应力、管道工作中产生的工作应力、负荷应力等。

2.5 人类活动。输油管道上部及附近道路修建及运输、城市扩建、居民建房、水库、水坝建设、开矿、山体或河床开采建筑材料、毁林开荒及电气化铁路、高铁等人类活动，一方面会给输油管道的安全运行带来直接的不利影响，如压管直接带来管线下沉变形、应力集中等影响，不同管线并行带来杂散电流干扰，采沙带来河道河床下切后洪水冲刷管线，露管和悬空后直接受到洪水冲刷的危险;另一方面给管道的运行、维护及事故抢险等均带来不利的影响，如巡检、清障、抢修、电流电位测试、防腐层性能测试和检修等。

3 非法占压

非法占压会给管道的安全运行及维抢修带来严重危害：一是增加了管道上方的荷载，容易使管道下沉，造成管道开裂;二是使日常维修无法进行，如电流电位测试等;三是出现险情不容易发现，维抢修时无法通过车辆、机具设备，维抢修时土方无处堆放;四是无法排水、排油;五是一旦发生着火、爆炸，将出现重大人身伤害和财产损失;六是一些厂矿由于自身工藝、运行的危险性出现严重的火灾爆炸事故可能直接引发管道受损后出现严重的火灾爆炸事故。此外，占压的建筑还容易成为盗气不法分子隐蔽的场所。

4 打孔盗油

近年来，针对输油管道的打孔盗油现象较为频繁，打孔盗油活动不仅给国家带来财产流失，还会破坏管道的整体性及其防腐等，给输油管道的安全运行带来严重的不利影响。

5 城市规划不合理

随着经济高速发展及城市快速扩张，有些输油管道所在的城郊和农田被发展为新的城区或开发区，这不仅恶化了输油管道存在的环境，而且与城市扩展配套的管网规划建设不合理时，会造成管道并行或交叉，进而产生更大的危害。城市规划不合理的危害主要体现在以下方面。

①在建设期，运输车辆、工程机械会对管道造成挤压，甚至是施工机械的直接破坏。②无序建设会造成输油管道占压情况。③城市管网规划建设不合理时，如城市管网距现有的输油管道过近或交叉。在宏观上，一方面会增加输油管道的检修、维护难度，另一方面，邻近的城市管网检修维护会增加破坏输油管道的风险。微观上，可能加剧输油管道的腐蚀。④当输油管道漏泄时，泄漏的油品可能进入城市管网敷设通道内，甚至是管网内部如暗渠、污水排水渠等，从而扩大事故危害范围、严重程度和事故后的波及范围。

6 输油工艺不合理

若输油工艺不合理会造成输油管道压力和温度波动。压力波动不但会造成水击事故破坏管道强度，还可能造成输送泵、管道、阀门、计量设施等损坏。温度过低会造成凝管。水击、凝管等由不良工艺条件造成的事故后果，会对管道安全运行带来不利影响。

综上，通过对输油管道的风险分析和辨识，可以看出输油管道发生泄漏后，火灾、爆炸是输油管线最主要的危险因素。建议油气输送企业可以依照本文提供的输油管道风险分析，更好的完善安全管理，从而做到防患于未然。

参考文献：

[1]范县位，张勇，田宏.输油管道的风险识别及其评价方法的研究[J].工业安全与环保，2010，36（3）：54-55.

[2]陈宝智.系统安全评价与预测[M].冶金工业出版社，2011.

[3]刘晓燕，刘扬，孙建刚，贾永英.输油管道运行优化研究[J].工程热物理学报，2004（04）.

作者简介：朱微（1987-），女，毕业于沈阳化工大学化学工程与工艺专业，学士，主要从事工业风险评估技术研究。

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