输气管道系统完整性管理标准

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'输气管道系统完整性管理标准'
2 引言 美国国会于2002年11月通过了专门的H.R.3609号法案,该 法案于2002年12月17日经总统签署后生效。 该法案的英文全称为:“H.R.3609:The Pipeline Safety Improvement Act of 2002” 中文译为“增进管道安全性法案”,在该法案的第十四章中,明确要求管道运营商要在后果严重地区实施管道完整性管理计划。这是美国法律对开展完整性管理的强制性要求。 为什么? 3 美国目前运行的输气管道情况 据有关文献,美国100×104km的在用管道中,超过50%已使用了40年以上。这些管道在使用中会出现大量的问题。 使用多年的在用老管道可能存在的问题 (1)使用材料一般强度低、韧性差、缺陷多。 (2)当年施工技术水平低、质量保证体系不完善、焊缝缺陷 多。 (3)防腐涂层因时间长而老化。 (4)产品质量水平波动较大,有些缺陷会导致产生腐蚀。 (5)质量文件不全或遗失,事故发生后无法追溯。 (6)缺少维护检修记录。 4油气长输管道事故统计:Ø 欧洲输气管道事故数据组织(EGIG): 1970-2004年,管线平均失效概率以及每前五年的管线平均失效概率总体上呈逐年下降趋势; 管线失效频率从1970年的0.87次/1000km-yr逐年下降至2004年的0.41次/1000km-yr; 欧洲输气管道失效因素有:外部影响、施工和材料缺陷、腐蚀、地层运动、带压维修失误及其它未知原因,分别占49.7%、16.7%、15.1%、7.1%、4.6%、6.7%,外部影响是导致气体泄漏的主要原因,其次为施工或材料缺陷。 56Ø 前苏 联: 每 1 0 0 0 公 里 年 的 失 效 频 率 由 1 9 8 1 年 的 0 . 7 1 次/1000km-yr逐年下降到1990年的0.26次/1000km-yr ; 腐蚀、焊接和管材缺陷、外部干扰是排在前三位的失效原因,分别占总数的39.9%、16.9%、10.8%。 7美国运输部(DOT):Ø 各种失效原因分为五大类,分别是:外力、腐蚀、焊接和材料缺陷、设备和操作及其它;Ø 外力是第一位的,约占失效总数的43.6%;其次是腐蚀,占22.2%;设备和操作居第三位,占15.3%;焊接和材料缺陷引起的失效较少,约占8.5%。加拿大:Ø 1975~1982年事故率为2次/1000公里·年;Ø 大部分为泄漏,断裂事故发生较少。 89油气管道的主要失效模式 脆性断裂:低温脆断、应力腐蚀、氢致开裂 断裂 韧性断裂 油气 疲劳断裂:应力疲劳、应变疲劳、腐蚀疲劳等 管道 主要 过载引起的鼓胀、屈曲、伸长,外力引起的压扁、弯曲等 失效 过量变形 模式 机械损伤:表面划伤、凹坑等 表面损伤 腐蚀:内腐蚀(输送介质引起)、外腐蚀(外部环境引起) 10 典型失效案例Ø 迄今为止,破裂裂缝最长的管道失效事故是1960年美国的Trans-Western公司的一起输气管道脆性破裂事故,这条管道管径30in,钢级X56,裂缝长度达13km;Ø 损失最惨重的是1989年前苏联乌拉尔山隧道附近的输气管道爆炸事故,烧毁两列列车,伤亡1024人(其中约800人死亡);Ø 1965年美国路易斯安纳州发生一起严重的输气管道爆裂事故,当场炸死17人,钢管爆裂8m;Ø 1995年7月29日,加拿大TransCanada公司的一条干线输气管道,在Manitoba附近发生爆炸,造成三条天然气管道输气中断,爆炸产生的火球在30英里以外都可看见。 111994年美国新泽西州发生了天然气管道破裂泄漏着火事故,400-500英尺高的火焰毁坏了8幢建筑。破裂处曾发生过机械损伤,壁厚减薄。 121999年美国华盛顿发生一起汽油管道破裂事故,25万加仑汽油流入河中并着火燃烧,导致3人死亡。破裂是从有机械损伤处开始的。内检测曾检测出此缺陷,但未及时处理。 事故前 事故后 132000年8月美国新墨西哥州发生天然气管道爆炸着火事故,造成12人死亡。这段管线于1950年建造,在破裂处可以发现明显的内腐蚀缺陷。 142004年7月30日,比利时布鲁塞尔以南40公里处发生一起天然气管道爆炸着火事故,造成21人伤亡。管道钢级为X70,管径36inch,壁厚10mm。系第三方损伤引起。损伤尺寸为长280mm、深7mm,损伤处剩余壁厚3mm。(管道周边工程意外施工导致管线大量泄漏30分钟左右,进而导致大规模的火灾和爆炸事故 ) 15针对管道事故统计情况所得到的结论 由上述管道事故统计情况可以看出,由外力和内外腐蚀引起的管道事故所占的比例是最大的。 而外力和内外腐蚀引起的管道事故可以通过加强管理消除或减少。 所以西方国家很早就开始了管道的完整性管理。 16西方国家完整性管理发展情况 管道完整性管理始于美国20世纪70年代,到90年代初期美国的许多油气管道就已应用了完整性管理技术。管道完整性技术在事件中降低了管道事故的发生率,避免了不必要的管道维修和更换,取得了显著的经济效益。 随后,加拿大和墨西哥等国也先后在90年代开始研究管道完整性技术。 欧洲国家,例如,英国油气管网公司也于90年代初对管道进行了完整性管理。 2001年,美国发生了“911”事件后,美国政府和民众对管道的管理提出了更高的要求。于是,美国便在2002年通过了中文译为“增进管道安全性法案”的法案。 17我国实施管道完整性管理的必要性 1.我国东部油气管网自上个世纪70年代建设以来, 至今已有三十多年了,大部分在役管道已老龄化,随着 时间的延长,这些管道会出现越来越多的问题。 2.随着我国城镇化的加快,管道占压、施工造成的 第三方破坏也越来越多,给管道造成了许多隐患。 3.我国特有的“盗油盗气的现象”特别严重。 综上所述,我国急需加强对油气管道的管理。 18 我国发生的燃气管道事故 1、2010年7月28日上午10时左右,南京栖霞区一家工厂发生爆炸,有300多人受伤。此次爆炸是因为乙炔管道泄露而引起。2、四川泸州天 然气爆炸事故 1920 四川天然气管道爆裂事故 四川天然气管道曾经发生多起硫化物应力腐蚀引起的爆裂事故,其中一起发生在1995年底,泄漏的天然气引起了火灾。管道为720×8.16 mm 螺旋焊管,工厂压力1.9~2.5MPa。 事故管段已经运行16年。爆口长度1440mm,沿焊缝扩展。管道内壁腐蚀轻微,断口无明显减薄现象。经过试验分析,结论为硫化物应力腐蚀引起,与天然气中含有H2S及补焊工艺不合理使焊缝产生了马氏体组织和高的残余应力有关。 21偷盗气事故频发 22我国的油气管道完整性管理情况? 负责管理“陕京天然气管道”的北京华油 天然气管理公司,于2001年最先从国外引 进“管道完整性技术”,并实施于陕京管 道上。? 2009年1月,中国石油发布了我国首套《管 道完整性管理规范》,成为我国第一套自 主研发编制的管道完整性管理企业标准。 23? 所谓完整,就是一事物保持其应有的各个部分, 没有缺损。? 管道完整性则是指管道系统的各个部分在结构 和功能上没有缺损,保持其整体性。? 所谓管道完整性管理,简言之,就是为使管道 保持其完整性而进行的系统的管理活动。 24 数据采集 效能评价 HCA识别 632541 维修与维护 风险评价 完整性评价 HCA:后果严重地区 High Consequence Area完整性管理 6 步循环 25 1 引言1.1 范围 本标准适用于陆上钢铁类输气管道系统。 管道系统是指气体输送过程中所涉及到的 所有部件。 26
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