燃气管道泄漏原因分析及对策

燃气管道泄漏原因分析及对策燃气管道泄漏原因分析及对策 一 前言 燃气管网是城市必不可少的基础设施之一 武汉市的燃气管道建设于上世纪 80 年代改革开放初期 20 多年来 燃气管网不断延伸 拓展 尤其是 2004 年天 然气进入我市以来 管网建设有了飞速发展 武汉市现有燃气管网长度约 4000 多公里 管网纵横交错 高 中 低压管道俱全 已覆盖武汉市主城区和 6 个 远程区 城市燃气对净化城市空气环境 提高人民生活水平做出了很大的贡献 然而城市燃气易燃 易爆和有毒的特性 也决定其一旦发生泄漏 极易造成中 毒 火灾 爆炸等恶性事故 造成人员及财产损失 城市管网的安全如此重要 主要是由于 第一 城市是人类高度聚集的地方 一旦出现问题 传播速度之 快 关联程度之强 是其他任何地方都不能比拟的 第二 城市是一个地区的 中心 其影响力 辐射力 带动力都是巨大的 同时 城市是一个地区的神经 中枢 一旦出现问题 其杀伤力 破坏力也是致命的 第三 现代城市对城市 燃气的依赖度越来越强 一旦大面积和长时间停气 必然影响人们的正常生活 和生产 现代科学技术的发展运用在造就城市的同时 也形成了城市的高风险 为了落实科学发展观 构建社会主义和谐社会 必须高度重视城市燃气管网安 全 努力做好防范与应对工作 因此 对燃气管网泄漏原因进行定性分析 并采取相应的对策来及时预防和控 制事故发生 一直是燃气企业和燃气管理部门追求的目标 城市燃气管网的安全运行对于城市公共安全有着至关重要的地位 更是燃气运 营企业的首要工作重心 管网运行的安全状况会直接影响企业的社会效益和经 济效益 我国的管道燃气事业经过几十年的发展现已形成一定的规模 并随着 现代城市建设而进入高速发展的时期 如何增强燃气管道安全性这个课题 巳 越来越迫切地需要破解 近年来 风险管理这一概念的引入 使众多企业从传 统的安全管理正在向科学的风险管理方向过渡 从盲目被动的抢维修向有预知 性的主动维修过渡 在燃气运营的风险管理中 燃气管道的风险评估是一项重要的核心管理技术 风险评估的目的是风险评价和决策 根据分析潜在危险发生的概率来确定风险 的可接受度 进而决定是否采取相关措施 对于合理调配有限的投入 最大限 度的增强燃气管道的安全性有着重要的技术指导价值 二 燃气管网泄漏事故主要成因 据市燃气热力管理办公室对 2007 年全市燃气管网泄露数据统计表明 全市去年 共发生各类管网泄漏事故 2301 起 其中 高压管网 4 起 中压管网 523 起 低 压管网 1774 起 泄露主要由以下原因造成 1 外力因素 施工破坏 地基勘探破坏管道 挖掘机挖断管道 推土机推断凝水缸 放散管 路面打夯机震断管道 破坏管道地基 导致基础下沉 管道发生不均匀沉降断 裂 2 重车碾压 路口的中低压管线 交通路口的流动载荷经土体传递作 用在燃气管道 使管道受力 同时流动载荷的作用也导致道路 的回填土的不均匀沉降 致使管道基础不均匀沉降 在双向受 力的作用下 使燃气管道承受不住诸载荷的组合应力而断裂泄 漏 庭院管线 住宅小区内部的庭院管线在建设时传统上是 不考虑承受巨大的载荷的 但由于小区后期建设的需要 垃圾 等统一处理的要求 不少载重车也进入小区 造成部分便道上 的庭院管线因载荷过重而被压断 发生泄漏 3 违章建筑物压占管线 管线间安全距离不够 因垂直距离不够搭建在燃气管道 上 使燃气管道承载 在长期向下作用力的作用下发生断裂 导致泄漏 要么行净距不够 对燃气管线形成侧向推力 发生 位移造成管道焊口撕裂 发生泄漏 违章建筑物压占管线 市场门面房等违章建筑物 固定 物长期压占管线 使燃气管道长期在载荷的作用下 因受力产 生缓慢沉陷 引发断裂 2 管理因素 施工质量差 未严格执行规范要求 造成管道先天性 缺陷 运行中发生腐蚀 断裂 形成漏气 管材质量差 运行中因强度 厚度等不足而导致管道 漏气发生 3 设施老化或维护不及时 设施老化或维护不及时造成泄漏事故 如接头 漏气等 4 违章操作 作业现场管理不善 导致混合气形成 引发燃爆 三 管道事故概率分析 20 世纪 70 年代 美国率先开始借鉴经济学和其它工业领域中的风险分析技术 来评价油气管道的风险性 美国 prci 针对美国和欧洲的输气管道事故数据进行 了分析和分类 归纳总结出 22 种引起管道失效的 基本因素 其中只有 1 种 因素的本质原因是 未知的 即不能确定它的本质特性 其余的 21 种失效因 素则按照其本质和发展特性分为 9 种 进而又按照它们与时间的关系分为 3 类 见表 1 表表 1prci1prci 针对输气管道总结出的失效针对输气管道总结出的失效 基本因素基本因素 1 外腐蚀 2 内腐蚀 一 发生变化且与时间 关系密切的因素 3 应力腐蚀 4 与生产制造有关的 缺陷 焊缝缺陷 管材缺陷 5 与焊接 装配有关 的缺陷 管道周向焊接缺陷 管道焊接装配有缺陷 起皱或翘曲 螺栓脱落 管道破裂 接头失效 二 稳定存在的失效因 素 6 与设备有关的失效 衬垫或密封圈失效 控制 排放设备故障 密封 捆扎失效 装备混杂 7 第三方 机械破坏 由第一方 第二方 或第三方引起的破坏 瞬间 随后失效 管道先前曾遭受破坏 延时失效模式 蓄意破坏 8 误操作错误的操作程序 三 发生变化但变化规 律与时间无关的失效因 素 9 与自然和外力有关 的失效因素 严寒 闪电 暴雨或洪水 地层运动 半定量分析法是以风险的数量指标为基础 对识别到的事故就为事故损失后果 分配一个指标和以事故发生频率分配另一个指标 然后用加和除将两个对应事 故概率和严重程度的指标进行组合 从而形成一个相对风险指标 该方法将造 成燃气管道事故的原因分成四个大类 即 第三方破坏 腐蚀因素 设计因素 误操作因素 这四类的总数最高为 400 分 每一种 100 分 指数和在 0 400 之 间 泄漏冲击指数有两个方面 一是输送介质的特性 二是事故可能影响面及 事故扩散和波及的特点 各风险因素的评分标准 第三方破坏第三方破坏腐蚀原因腐蚀原因 最小埋深 非可变 0 20 分 活动水平 非可变 0 20 分 管道地上设施 非可变 0 10 分 公众教育 可变 0 30 分 线路状况 可变 0 5 分 巡线频率 可变 0 15 分 内腐蚀 介质腐蚀 非可变 0 10 分 内保护层及其它措施 可变 0 10 分 外腐蚀 阴极保护 可变 0 20 分 管道外涂层 非可变 0 30 分 土壤的腐蚀性 非可变 0 12 分 使用年限 非可变 0 3 分 其它金属埋设物 非可变 0 3 分 电流干扰 非可变 0 3 分 应力腐蚀 非可变 0 4 分 腐蚀防漏检测 外检测 可变 0 4 分 内检测 可变 0 1 分 设计原因设计原因误操作原因误操作原因 钢管安全因素 非可变 0 25 分 系统安全因素 可变 0 20 分 疲劳因素 可变 0 15 分 水击可能性 可变 0 10 分 水压实验情况 可变 0 25 分 土壤移动情况 非可变 0 5 分 设计误操作 可变 0 30 分 施工误操作 可变 0 20 分 运营误操作 可变 0 35 分 维护误操作 可变 0 15 分 从燃气管道事故的原因分析和管道的实际运行情况来看 管道运行期一般可分 为 3 个阶段 投产初期 稳定工作期和老龄期 在管道投产初期首先暴露的是 管道系统的内在问题 如设计 施工 管材 设备等方面的问题 事故率较高 随着时间的延续 工程的不断完善和调整 事故率会逐渐下降至较低的水平 这一阶段的时间通常为 0 5 3 年 以后就进入一般可持续 20 年的稳定工作期 事故率一直保持在低水平 主要为第三方责任事故 之后由于设施老化 系统 腐蚀及磨损加剧等原因 会进入管道的老龄期 事故率逐渐增加 呈上升态势 也就是说管道随运行年代的推移 事故发生概率呈浴盆状分布 但若在稳定工 作期加强管道的检测和维护 就可以适当延长管道的使用寿命 四 可采取的对策 1 定期对燃气管网进行的安全评估 根据建设部 cjj51 2006 城镇燃气设施运行 维护和抢修安全技术规程 3 2 5 5 条款 钢制管道埋设 20 年 应对其进行评估 确定继续使用年限 制 定检测周期 之规定 结合各地燃气公司管道运行抢修的实际经验 管道使用 20 年后已进入老龄期 需采取相应的措施来延长使用寿命 这需要有科学的手 段和数据来保障实施 必须对管道进行安全可靠评价 结合建设部行业标准 cjj95 2003 城镇燃气管道埋地钢质管道腐蚀控制技术规程 在役管道的检 测 高压 次高压管道 3 年进行一次 中压管道 5 年进行一次 低压管道 8 年 进行一次 检测工作内容包括管道防腐层的绝缘电阻或防腐层缺陷检查及管道 阴极保护电位等 的规定 管道燃气企业应定期对燃气管网进行安全可靠评价 安全可靠评价主要是用防腐层质量检测仪 c 扫描埋地管道 检测系统 pcm 管中电流测绘仪 多频管道定位仪 地下管道 防腐检漏仪等 检查防腐层质量状态 管材的腐蚀或老化情况 对防腐层检查发现的漏点必须进行开挖防腐 对有严重腐蚀或 老化的管段应进行更换 2 加大技术投入 提高科技含量 全面提升燃气企业风 险控制能力 风险管理的观念古而有之 如 左传 居安思危 思则有备 有备无患 原则 孔子 凡事预则立 不预则废 应急管理 元史 有不 尽者 亦宜防微杜渐而禁于未然 防范 战国策 亡羊补牢 未为迟 也 事故处理等等 现代风险管理是一门新兴的管理学科 在企业管理中广泛而迅速地得到推广和 应用 风险管理首先是鉴别显露的和潜在的风险 处置并控制风险以期预防损 失 其次是损失发生后提供尽可能的补偿 减小损失的危害性 保证企业安全 生产和各项活动的顺利进行 1 事前预防对策 工艺本质安全 预评价 三同时 监督检查 消除隐患 安全教育 科学管理等 2 事中应急救援对策 应急救援预案 应急技术系统 事故救援装备 消防 急救体系等 3 事后补救对策 工伤保险 商业保险 责任追究与处罚 整改措施 四 不放过 等 风险是指特定危害事件发生的概率和后果的结合 安全是指免除了不可接受的 损害风险的状态 控制风险是为了防范事故 防范事故是为了达到安全的目的 没有任何一种事物是绝对安全的 任何事物中都潜伏着危险因素 通常所说的 安全或危险只不过是一种主观的判断 风险控制的原则如下 风险水平措 施 可忽略的勿需采取措施且不必保持记录 可承受的不需另外的控制措施 需要监测来确保控制措施的有效性得以维持 中度的努力降低风险 但要符合成本 有效性原则 重大的紧急行动降低风险 不可承受的 只有当风险已降低时 才能开始或继续工作 为降低风险不限成本 若即使以无限资源投入亦不能降低风险 必须禁止工作 燃气经营企业是经营易燃易爆介质的高危行业 安全管理和风险预控都是企业 管理的重点 燃气企业的安全因其特殊性 复杂性 技术性成为企业的一项重 要和综合的工作 为了安全而安全的独立于技术 管理之外的安全管理是不存 在的 只有靠企业全面 良好的工作状态和工作质量才能保持燃气企业无事故 运行的动态状态连续 3 健全安全管理制度 重点强化制度 基础管理以及各项措施的落实 形成 一套科学 完善 合理的运行 监督考核机制 细化 供气抢 险预案 使抢险工作责任清晰 分工明确 步骤详实 具有 更切合实际的操作性 不定期举行抢险实战演习 在职工中营 造了浓厚的安全氛围 提高职工的快速反映和处理事故能力 变被动抢险为主动预防 城市燃气管网的 主动预防 简单地说 就是 巡查计划 巡查队伍 多种仪器综合使用 探 管仪 钻孔机 检漏仪 要配备一支专职的巡查队伍 分片管 理 年初要根据各处管网的运行时间 作好检漏计划 规定每 天主动巡检的管道 变出事后被动抢险为事前主动预防 巡线工作是一种特定范围的风险管理 通过各种方法 手段辨识管网运行中的 风险 发现 监护 报告隐患 及时采取措施 或处置 减小损失和危害 从而保障管网的运行安全 保障企业的安全生产 保障公众和自身的安全 具 体而言 管网巡查的周期应根据管材 工作压力 防腐等级 连接形式 使用 年限和周围环境 如人口密度 道路情况 季节变化等 等因素综合考虑 当 遇到下列情况之一时 应加强巡查 发现异常情况及时报告 防范风险 l 新投入运行的燃气管道和设备 l 建 构 筑物施工频繁地区 l 人口密集区内的燃气管道和设备 l 重要的燃气管道和设备 l 异常的自然条件变化期间 如地震 大洪水等 l 道路回填后的地面下沉迹象 巡线员在进行管网巡查时须检查及记录任何路 面破裂 地陷及迹象 以及有大型车辆经过之路线和存在不寻常负荷的工地 如工地有货车辗过行人路或草地 l 受路面重修或修复工程影响的阀井 凝水缸 阴极保护井 地下调压器井 管道深度不足警告井及其井盖 l 有地陷或隆凸迹象的沟槽 表明该处可能已长期下陷 l 藏着燃气主管的混凝土 尤其是灰口铸铁管 l 埋深不够的中 低燃气管 l 密闭场所内的燃气管 l 有地下设施如污水管 水管等可能与现存的燃气主管有冲突 对担任抢险的管线所的作业班组 实行半军事化管理 严 格 24 小时值班制度 为了有效地应对突发事件 公司制定了 企业紧急应变预案 并逐步建立公 司 部门 现场应急体系 旨在应付以公司本身的资源 已足够应付的紧急事 故 一旦发生突发事件 第一位到达现场的员工应首先向所属服务站或调度中心报 告 报告内容应包括 发生事故的时间 地点 伤亡情况 初步分析的事故原 因等 同时采取相应的安全措施 泄漏源控制 如切断气源 堵漏 控制泄漏范围 火灾现场无法堵漏时 保持 燃烧 控制火势等 泄漏物处理 天然气泄漏采取稀释疏散 液化石油气采取围堤堵截 稀释覆盖 废弃控制引燃 进行现场监护 组织抢救受伤人员 疏散人群 禁止明火 保护现场等 自我保护 如加强个人防护 站在上风口等 切忌蛮干 当抢修人员到达时 应向现场指挥讲明情况和已采取的措施 协助抢修人员正 确判断 处置险情 对在日常维修和管网安全评价中发现的具有安全隐患 的管道要多方筹集资金 尽快予以改造 在政府行政执法 规划 工商 质监等部门的配合下 对违章压占管网建筑要依据相关法律 法规进行集中拆除和限 期治理 定期对职工进行岗位培训和燃气培训 我们每个人都具有风险意识 只是意识的强弱不同 风险意识的提高首先要提 高员工对事件危害发生的可能性和严重性的识别与判断能力 即风险辨识 其次是采取针对性的预防和处理措施 以避免人员伤亡或财产损失 即风险控 制 员工在进入生产活动之前需要进行一系列的培训 如三级安全教育 管理制度 操作规程 企业文化等等 其目的是为了提高员工的安全意识和安全操作技能 这些安全意识的培训 重要在于提高员工的自我保护意识 关键在于引导员工 在进行作业活动时潜意识中应考虑 存在什么危害 伤害源 谁 什么 受到危害 伤害怎样发生 只有在工作中具有防范风险的意识和安全操作的技能 才能真正做到保障公司 公众 客户和自身的安全 认识风险就是为了让平安