下载文档原格式
国内外石油天然气长输管道事故分析综述目录国内外石油天然气长输管道事故分析综述 (1)1.1欧洲石油天然气管道事故原因分析 (1)（1）油品管道 (1)（2）天然气管道 (2)1.2 加拿大石油天然气管道事故原因分析 (3)1.3 英国石油天然气管道事故原因分析 (4)1.4 我国石油天然气管道事故原因分析 (5)1.1欧洲石油天然气管道事故原因分析（1）油品管道Concawe是由数家欧洲主要石油公司于1963年成立的。
它最新的事故统计了从上世纪七十年代年到2013年间的所有油品管道事故【6】。
Concawe汇总了过去43年中欧洲管道泄漏事故的统计数据，并总结了管道故障泄漏的原因。
如图2.3显示了1971年至2013年各种事故的成因。
【7】图2.3 油品管道主要泄露原因由图2.3得知，导致管道泄漏的各类是事故原因及所占比例如下表所示图2.4 年各类事故原因平均总泄漏量（1971—2013）（2）天然气管道欧洲天然气管道事故数据库组织（EGIG）收集了1970年至2013年间欧洲发生的1309【2】起管道事故的数据资料。
该报告可知，在过去的43年中，欧洲的管道事故发生率逐渐下降，1970—2013年的事故发生率为0.33次/（10³·km·a）【3】，1994年到2013年间的事故发生率为0.18次/（10³·km·a）【4】，2009年到2013年的事故发生率为0.16次/（10³·km·a）。
同一时间，EGIG还分析了导致管道故障的主要因素。
表2.5显示了2004年至2013年以及2009年至2013年欧洲管道故障的主要原因以及各种原因的比例[5]。
【5】。
表2.5 事故原因所占比例事故原因所占比例2004—2013 2009—2013外部造成的干扰36% 28%腐蚀因素23% 27%施工缺陷/材料缺陷15% 15%地面的运动14% 16%紧急维修失效失效5% 7%其他/未知原因7% 7%从表2.5可以看出，欧洲天然气管道故障的主要原因可以粗略地分为以下几个方面，分别是外部造成的干扰、材料缺陷以及施工缺陷，腐蚀，地面的运动和紧急维修失效等，从上世纪七十年代到如今，外部造成的干扰一直是造成事故率最高的首要原因，紧接着是建筑材料和腐蚀。
俄罗斯油气管道运营状况及事故统计分析作者：赵永涛前苏联在20世纪60年代至90年代创建的天然气、原油和成品油管道系统在长度和运输能力上无疑是20世纪最大的工程之一，它们是俄罗斯的经济命脉。
如今，经过多年运营，俄罗斯的油气管道系统已趋于老化，隐患增多。
俄罗斯对约2000km西伯利亚原油管道进行检查后发现，管道内壁上存在6000多个缺陷。
管道隐患不仅危及运营安全，更有损经济效益。
俄罗斯政府和各油气公司已经意识到问题的严重性，正在从技术手段和管理制度上采取综合措施加以解决。
考虑到油气管道系统对于国家的重要意义，保证管道系统的可靠性和生态安全作为首先解决的问题，已被俄罗斯提到了国家的议事日程。
一、危及俄罗斯管道系统的三大问题原苏联建设的油气管道，其主干线仅在俄罗斯境内就长达20.8万km，而且以高压力，大口径（1220～1420mm）管道为主，是国家的经济大动脉，为俄罗斯带来滚滚财源。
而如今，约有50％的管线在使用了20～25年后已接近其使用寿命。
存在的诸多问题对管道的安全高效运输构成了威胁。
主要问题集中在三个方面。
1、管道老化严重，隐患增加大部分的油管道于上世纪60～70年代投入生产，2000年时使用超过20年的油管道比例为73％，其中超过30年的为41％；30％的天然气管道运营已超过20年，其中约15％的运营年龄在30年左右；在1970～1990年建成的气管道中（长度为15.5万km），已有4万km的管道目前已接近使用年限；成品油管道也呈老化趋势，以50～60年代建设投产的管道居多。
目前这些管道都磨损得相当厉害。
对管道事故和故障的大量统计数字进行分析，可以非常客观地评价管道的可靠性。
俄罗斯连续3年对管道进行抽选，结果显示出管道老化对事故的影响力：超过30％的故障发生在使用超过20年的管道上，可见管道老化必然会加大管道的运营风险。
管道老化是因为钢管属于易老化材料，老化后工作性能会产生一些不良变化，如金属的可塑性和粘性降低，脆性增加等。
摘要近４０年国内外油气长输管道事故统计分析结果表明：外部影响、腐蚀、材料缺陷等是油气管道发生失效的主要原因。
提出了基于我国国情的油气管道安全保障措施：建立健全法规、制定管道完整性管理计划、加强有关科研及应用等。
关键词油气管道事故分析完整性管理油气管道具有管径大、运距长、压力高和输量大等特点［１］。
管道系统包括管道、站场、通信系统等，是一项巨大而复杂的工程［２］。
油气管道一旦发生泄漏，会对环境和人员产生严重的后果［３］。
因此，管道的安全运行日益受到人们的重视。
目前，我国油气长输管道总长已超过４×１０４ｋｍ。
运行期超过２０年的油气管道约占６２％，而１０年以上的管道接近８５％。
我国东部油气管网随其服役期的延长，管道腐蚀、破坏等问题颇为严重；西部油气管道因服役环境自然条件恶劣等问题也面临着严峻的考验。
由此可见，我国油气长输管道的安全运行形势不容乐观，开展油气管道事故分析与防护措施的研究工作具有重要意义。
１国内外油气输送管道事故的统计分析１．１国外油气管道事故１９７０—１９９６年，欧洲油气长输管道每１０００ｋｍ的年事故发生率平均为０．５７５次。
由于在管理、施工和技术措施等方面的改进和提高，管道事故发生率逐年下降，１９８８年至２００１年间每１０００ｋｍ的年事故发生率降为０．２９７次。
表１中的统计结果表明，外部影响是管道事故的主要原因，占４８．５％；其次是腐蚀因素占１９％；第３个主要因素是施工和材料缺陷，占１８％［４］。
表１１９７０—１９９６年欧洲燃气管道事故统计前苏联的输气管道干线总长在１９８１年至１９９０年间增加了８３×１０３ｋｍ，至１９９０年初达到２０７×１０３ｋｍ，这期间前苏联共发生管道事故７５２起。
表２给出了各种失效因素所占的比例，其中，腐蚀、外部影响分别为３９．９％、１６．９％，在油气管道事故因素中占主导地位。
通过加强管理，前苏联每１０００ｋｍ的年事故发生率由１９８１年的０．７１次逐年下降到１９９０年的０．２６次［４］。
1概述国际上通常将管道失效率作为衡量管网运行管理水平的重要指标，也作为管道风险评估和完整性管理的基础性数据［1-2］。
管道失效率的基础数据来源于管网运行管理部门的记录，原则上管网运行管理部门应及时登记管道在运行过程中发生事故的起因、地点、时间、程度、影响等相关信息。
然而，我国城市燃气企业的实际管理水平决定了可获得的管道失效率基础数据很有限，并且数据的有效性也不高［3］。
本文对国内外燃气管道失效率统计情况及失效原因进行对比与归纳。
2失效率类型及计算方法①整体平均失效率。
整体的含义为涵盖所有失效原因导致的燃气管道事故。
整体平均失效率为统计时间内燃气管道事故数（包含所有失效原因导致的燃气事故）与总风险暴露数之比，用于反映统计时间内在单位管长单位时间发生的燃气管道事故数。
②5年移动整体平均失效率。
若统计时间取某年（包含该年）的前5年的时间，此时的整体平均失效率称为5年移动整体平均失效率，用于反映5 a内在单位管长单位时间发生的燃气管道事故数。
③分类平均失效率。
分类平均失效率与整体平均失效率的计算方法基本一致，只是将统计时间内由某一种失效原因导致的燃气管道事故数除以总风险暴露数，用于反映统计时间内在单位管长单位时间由某一种失效原因导致的燃气管道事故数。
由上述定义可知，无论整体平均失效率、5年移动整体平均失效率还是分类平均失效率均涉及总风险暴露数，因此总风险暴露数的计算成为关键。
以某一区域一段统计时间为例，说明总风险暴露数的计算方法。
设定第1年的燃气管道长度为L1，第2年新增燃气管道长度为L2，第i年新增燃气管道长度为L i，第n年新增燃气管道长度为L n。
则统计时间内总风险暴露数β的计算式为：由式（1）、（2）可知，整体平均失效率可计算任意统计时间（大于或等于1 a）的燃气管道失效率。
当式（1）中n取5 a时，由式（1）、（2）计算得到的整体平均失效率即5年移动整体平均失效率。
3国外燃气管道失效率与失效原因3.1欧洲EGIG1982年，由6个欧洲燃气管道运营商组织成立了欧洲燃气管道事故数据组织（Europe Gas pipeline Incident data Group，EGIG），记录燃气管道信息和失效数据。
阿布扎比油田管道3LPP防腐层失效事故调查FAILURE ANALYSIS OF THREE LAYERPOLYPROPYLENE PIPELINE COATINGS 阿布扎比陆上石油公司Ali N. Moosavi等著王向农译摘要：阿拉伯联合酋长国阿布扎比油田的三层聚丙烯（3LPP）管道防腐层过早发生失效事故。
为此，对3LPP防腐层失效事故进行了调查分析。
发现两种主要的失效事故类型：（1）干线管道防腐层和现场管道焊缝防腐层补口的聚丙烯开裂；（2）3LPP防腐层系统的熔结环氧粉末（FBE）底漆与钢管表面发生剥离。
聚丙烯开裂归因于热氧化降解作用以及聚丙烯材料中很高的残余应力。
发现由于水分侵入或者由于熔结环氧粉末（FBE）底漆受到热氧化降解，在高残余应力集中影响下，防腐层失去附着力而发生了剥离。
这些失效事故的调查分析有助于我们今后管道外防腐层的选择。
新的高温输气管道的外防腐层或者可以选择单层熔结环氧粉末（FBE）、多层熔结环氧粉末（FBE）或者3LPP。
但是，任何一种备选的防腐材料必须能够耐受阿拉伯联合酋长国萨布哈（Sabkha）的特殊使用环境，必须证实具有可靠的热稳定性和持久的附着力。
我们希望熔结环氧粉末（FBE）和聚丙烯（PP）防腐材料的制造商研究改进配方，消除聚丙烯（PP）开裂问题，在萨布哈高温潮湿干燥的砂土环境中改善熔结环氧粉末（FBE）的热稳定性和持久的附着力。
关键词：3LPP、聚丙烯、熔结环氧粉末（FBE）、热稳定性、残余应力、附着力、萨布哈（Sabkha）一、引言本项工作调查了阿拉伯联合酋长国阿布扎比油田许多过早发生的三层聚丙烯（3LPP）管道防腐层失效事故。
受影响的有输气管道，也有输油管道，而输气管道的问题更严重，发生的范围也更大。
主要的失效事故类型包括聚丙烯开裂和防腐层与钢管底材发生剥离。
聚丙烯开裂事故既发生在干线管道上，也发生在现场管道焊缝防腐层补口上。
失效的现场管道焊缝防腐材料包括塑料焊接的共挤压成型的聚丙烯补口片和热喷涂成型的聚丙烯粉末涂层。
从美国油气管道事故看我国管道运输安全聚煤网7月8日讯：管道是油气资源配送的主要方式,在国民经济中占有重要地位。
近年来,随着西气东输0等一批重要的油气长输管道陆续建成与投产,我国已形成遍布全国并连接国外的油气输送管网,极大地促进了社会经济的发展,改善了人民生活。
由于输送介质的易燃、易爆特性,油气管道一旦失效,可能引发人员伤亡和环境污染等灾难性事故,如2006年1月20日四川仁寿的天然气管道爆炸事故、2009年12月30日陕西渭南的成品油管道泄漏污染事故以及2010年5月2日山东胶州原油管道泄漏事故等。
在我国社会发展对能源需求日益增加、油气管道系统急剧扩张之际,管道安全更加受到重视。
了解国外油气管道事故及其原因,吸取其经验教训,有利于提升国内管道安全管理水平。
作为国际管道运输业最为发达的国家,美国非常重视管道安全立法。
1968年首次出台了与管道安全有关的法案,2002年通过了管道安全改进法案,2006年又通过了管道检测、保护、强制执行和安全法案,这些管道安全法案的通过,与美国历史上发生的重大管道事故有密切关系。
以下介绍的美国近年来的3起影响较大的油气管道事故,暴露出美国管道安全管理和监管方面存在的问题,可供国内油气管道在安全管理中借鉴。
1.华盛顿州汽油管道爆炸事故1999年6月10日下午3:00左右,华盛顿州Bellingham 的1条406mm汽油管道发生断裂,约89.7@104L汽油泄漏并流入1条小溪,扩散长度约850m,30min后,小溪中的汽油因被点燃而发生爆炸,两名约10岁的儿童和1名18岁的年轻人死亡,8人受伤,1户居民住宅以及1座城市水处理工厂严重损坏,直接财产损失45@106美元。
管道泄漏的直接原因是:在1处管道划痕处产生了69mm长的裂口,事故后检查包括管道断裂部位在内的5.5m 长的管道,发现33处划痕,裂口起源于其中之一。
实验室检查表明:这些划痕的外表面残留有高铬合金,这是一种典型用于挖掘机械铲斗齿上的合金材料,可见这些划痕是挖掘活动所致。
国外输气管道失效事故调查分析
国外输气管道失效事故调查分析
一、前言
管道的安全性是一个非常重要的问题，日益受到人们的重视。
随着管道的大量敷设和运行时间延长，管道事故时有发生。
由于管道所输送的物质一般为有害物质，一旦发生泄漏或断裂，就会对其周围的环境和人员产生严重的后果。
输气管道，尤其是高压输气管道，一旦破裂，压缩气体迅速膨胀，释放大量的能量，引起爆炸、火灾，会造成巨大的损失。
例如，１９６０年美国Transwestern公司的一条Ｘ５６钢级的、直径为７６２毫米的输气管道破裂，破裂长度达１３公里。
１９８９年６月苏联拉乌尔山隧道附近由于对天然气管道维护不当，造成天然气泄漏，随后引起大爆炸，烧毁了两列铁路列车，死伤８００多人，成为１９８９年震惊世界的灾难性事故。
国外对于长输管道失效事故的调查分析工作十分重视，如美国运输部（DOT）的管道运输安全办公室OPSO （OfficeofPipelineSafetybytheOperators）及研究与专门项目委员会RSPA （ResearchandSpecialProgransAdministration）、欧洲输气管道事故数据组织EGIG （EuropeanGaspipelineIncidentdataGroup）、加拿大的国
家能源委员会NEB（NationalEnergyBoard）及加拿大能源管道协会CEPA（CanadianEnergyPipelineAssociation）、加拿大运输安全委员会TSB （theTransportationSafetyBoardofCanada）、英国天然气协会、俄罗斯天然气监督机构以及全苏天然气科学研究院等机构，均进行了大量的管道失效事故调查分析与研究工作。
加拿大、美国和欧洲等国家还建立了相应的管道事故数据库，以进行现役管道的安全评价，减少事故发生的可能性。
对以往的管道失效事故进行调查分析，对管道安全设计与运行管理有以下重要作用。
（１）建立风险评价模型；
（２）管道修复和替换决策；
（３）进行安全评价；
（４）检查管道失效倾向；
（５）成本效益分析；
（６）为管道的设计、施工及运行管理提供技术支持。
通过对国外主要国家和地区输气管道失效事故的调查分析，可掌握国外长距离天然气输送管道失效的主要原因，对国内输气管道建设具有重要的参考价值。
二、输气管道的失效原因
造成管道失效的原因很多，常见的有材料缺陷、机械损伤、各种腐蚀、焊缝缺陷、外力破坏等。
将各种失效原因进行归纳，划分为以下五大类。
（１）机械损伤；
（２）腐蚀；
（３）焊接和材料缺陷；
（４）设备和操作；
（５）其他原因。
三、输气管道事故调查
１．欧洲
１９８２年，６家欧洲气体输送公司发起了一项收集管道输送系统意外事故数据的活动。
１９９２年，８家西欧主要气体输送管道系统的公司参与了这项活动。
欧洲输气管道事故数据组织（ＥＧＩＧ）还建立了失效管道数据库，为提高管道安全性提供了相当有价值的信息资源。
１９７０～１９９２年欧洲管道事故频率平均为０．５７５／１０００公里·年，由于在防止气体泄漏事故的管理、监督、施工和技术措施等方面所取得的成就，事故频率逐年下降，１９８８～１９９２年为０．３８１／１０００公里·年。
管道总长度为９２８５３公里，其中５０％的管道直径在１２７～４０６毫米之间，２０％的管道直径超过７６２毫
米，７０％的管道建于１９６４～１９８３年间。
事故原因分为以下几项：
（１）外部影响；
（２）施工和材料缺陷；
（３）腐蚀；
（４）地面运动；
（５）误操作；
（６）其它原因。
其中，外部影响是导致气体泄漏的主要原因，而且大多数为“孔洞”类型。
１９７０～１９９２年外部影响造成的事故频率平均为０．２９５／１０００公里·年，１９８８～１９９２年降到０．２２６／１０００公里·年。
其次是施工和材料缺陷，这与管道建设年代有关。
１９６３年以前建设的管道，因施工和材料缺陷的事故频率相对较高。
由于提高了建设标准以及严格的检测和试压，以后的失效频率逐渐降低。
第三个主要因素是腐蚀。
２．苏联
（１）１９８１～１９９０年输气管道事故。
苏联的干线输气管道总长度在１９８１～１９９０年间增加了８３×１０３公里，主要是若干条直径为１４２０毫米的特大干线输气管道，至１９９０年初达到２０７×１０３公里，管道的年平均增长量为８．３×１０３公里。
这期间共发生管道事故７５
２起，内腐蚀和外腐蚀、焊接和管材缺陷、外部干扰是排在前三位的失效原因。
而且，每千公里年的失效频率由１９８１年的０．７１逐年下降到１９９０年的０．２６，这主要归功于敷设了大管径、厚壁厚的管道使得管道腐蚀事故减少了。
（２）１９７１～１９９０年水下输气管道事故。
从苏联地区水下输气管道的失效频率随年份变化的情况中可以看出，腐蚀、焊接和管材缺陷是主要的失效原因。
与陆上管道所不同的是，水下管道由于悬跨振动引起的疲劳应力而造成的管子完全破裂事故占有较大比例，这通常是由于管沟深度不够或重量不够造成的。
水下输气管道的事故频率一般较陆上管道高。
１９７１～１９８０年事故频率下降幅度较大，这主要是由于制订了新的严格的水下穿越规程和标准；从１９８１年起事故数开始上升，这主要是由制造缺陷、焊接和施工缺陷及腐蚀造成的，还与管道运行时间长有关（１５～２０年）；随后又有所下降。
３．美国
（１）１９７０～１９８４年天然气长输及集输管道事故。
在１９７０～１９８４年间，美国天然气长输及集输管道共发生了５８７２次事故，年平均事故４０４次。
可见，外力是造成天然气管道损坏的主要原因。
（２）１９８５～１９９３年天然气长输及集输管道事故。
自１９８４年７月１日起，美国运输部（ＤＯＴ）研究与
特殊项目委员会（ＲＳＰＡ）将各种失效原因分为五大类，分别是ａ．外力；ｂ．腐蚀；ｃ．焊接和材料缺陷；ｄ．设备和操作；ｅ．其他。
从１９８５～１９９３年间美国输气管道共发生７８９起失效事故，外力、腐蚀、设备和操作是造成失效的主要原因。
外力是第一位的，约占失效总数的４３．６％；其次是腐蚀，占２２．２％；设备和操作原因居第三位，占１５．３％；焊接和材料缺陷引起的失效事故较少，约占８．５％。
在７８９起事故中，有６７３起发生在陆上，１１６起发生在海上，对于海底管道，腐蚀，尤其是内腐蚀造成的失效事故引人注目。
４．加拿大
加拿大约有５４００００公里的油气输送管道，直径从２５毫米到１２１９毫米不等。
据加拿大国家能源委员会（ＮＥＢ）统计，加拿大平均每年约发生管道失效事故３０～４０起，其中大部分为泄漏，断裂事故发生较少。
１９７５～１９８２年，加拿大输气管道的事故率为２次／１０００公里·年；１９８５～１９９５年间的管道失效事故统计，其中６８％是输气管道失效事故；１９９６年发生管道事故６９起，１９９７年８８起，１９９８年５４起，其中大部分为气管道事故。
四、结论
根据上述调查统计的结果，可以得出以下结论：
（１）欧洲输气管道事故原因主要有外部影响、施工和材料缺陷及腐蚀，其中，外部影响的事故频率与管径、壁厚及管子埋深有关，施工和材料缺陷的事故频率与管道建设年代有关，腐蚀失效频率与管龄有关。
（２）在苏联，外部腐蚀、外部干扰和管材缺陷是排在前三位的失效原因；对于水下输气管道，外部腐蚀、工厂制造缺陷、施工缺陷和焊接缺陷是主要的失效原因。
（３）１９７０～１９８４年，美国天然气长输及集输管道失效的主要原因是外力、材料损坏及腐蚀，１９８５～１９９３年失效的主要原因是外力、腐蚀及材料和焊接缺陷。
（４）腐蚀及应力腐蚀在加拿大输气管道失效事故中占有很大比例，其次是地层滑动和建造因素。
（５）总体来看，造成国外大多数天然气管道失效的主要原因是机械损伤、腐蚀及焊接和材料缺陷，其中机械损伤是造成欧美天然气管道失效的主要原因，在加拿大和苏联腐蚀是管道失效的主要原因。
（６）国外输气管道每千公里年的事故率随时间呈下降趋势。
