2007--油气管道运行安全与完整性管理--李鹤林

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1、专家论坛油气管道运行安全与完整性管理中国石油天然气集团公司咨询中心□李鹤林中国工程院院士摘要：随着世界油气工业的发展，油气管道运输业迅速兴起，管道越铺越长，管径越来越大，但相伴而生的管道破裂、爆炸、起火等等事故也屡屡发生，这类事故往往造成巨大的经济损失、人身伤亡和环境破坏。因此，世界各国对油气运输管道的运行安全问题都特别重视，为防不测，研究开发了许多预测、检测、预防、分析、诊断等方法和技术，对降低事故发生频率起了很大的作用。油气管道的完整性和完整性管理是最近几年在以往方法和技术的基础上提出的一种新概念、新方法、新技术，也是管道工程

2、技术领域研究的热点，本文结合国内外大量的实际情况对此进行了系统介绍，提出了加强这方面研究工作的重要意见和建议。关键词：油气管道失效分析完整性管理管道运输是石油、天然气最经济、最合理的一种运输究与实践认为，通过油气管道完整性管理不仅可以大大方式。由于石油、天然气的易燃、易爆和具有毒性等特降低管道事故发生率，而且能够避免不必要和无计划的点，管道的安全运行非常重要。管道维修和更换，从而获得巨大的经济效益和社会效益。油气输送管道长时间服役后，往往因外部干扰、腐蚀、管材和施工质量等原因发生失效事故，引起火灾、爆一、油气管道失效模式、原因与后

3、果炸和周围人畜中毒，造成重大经济损失、人员伤亡和环20世纪50年代以来，随着油气管道的大量铺设，管境污染。在油气管道失效事故发生后，及时对失效模式、道事故屡屡发生，并造成了一系列灾难性后果。据统计，机理和原因进行分析和诊断，对于减少管道失效事故、防迄今为止管道破裂裂缝最长的事故是1960年美国Trans-止类似事故的重演具有重要的意义。近年来，国外在继Western公司的一起输气管道脆性破裂事故。这条管道管续重视油气管道失效分析工作的同时，提出了管道完整径30in（762mm），钢级X56，裂缝长度达13km［1］；损性管理的理念

4、，并制定了相关的标准和规范。国外的研失最惨重的一起事故是1989年前苏联乌拉尔山隧道附近18石油科技论坛2007.2的输气管道爆炸事故，烧毁两列列车，伤亡1024人（其通常，油气管道的失效原因可划分为：外部干扰、腐蚀、中死亡约800人）［2］。焊接和材料缺陷、设备和操作以及其他原因，如图2所示。根据美国OPSO(OfficeofPipelineSafetybythe油气管道失效原因Operators)的统计结果[3～6]，自1985年至2003年，美国共外部干扰设备和操作其他原因发生天然气管道失效事故6300起，其中2300起有人

5、身伤腐蚀焊接和害，400起有人员伤亡。近20年来，加拿大平均每年发材料缺陷生油气管道失效事故30～40起，欧洲每年发生13.8起。在我国，油气输送管线失效事故也屡有发生[1，3，5]。第三方地面交自然灾外内焊材设违混未造成的通因素害（如腐腐接料备章合知1971年至1976年间，东北曾发生过3次输油管道破裂事人为机引起的地震、蚀蚀缺缺故操型原故；1992年，轮库输油管道在试压时发生爆裂事故14次；械损伤疲劳失地质灾陷陷障作原因1999年，采石输油管道在试压时发生爆裂事故12次；效害）引因起的管1971年至1990年的20年间，四川输

6、气管网南干线发生道损坏失效事故108起，每次事故停输处理时间超过24h；1971埋弧焊：未熔电阻焊：沟状裂现场环焊缝：年，威成线先后发生2次爆管事故（局部减薄）；1979年合、未焊透、纹、焊缝夹杂、未焊透、未熔8月至1987年3月，佛纳线共发生12次爆管事故；1979气孔和夹渣、冷焊、接触烧合、气孔和夹焊接裂纹伤、过大毛刺渣、焊接裂纹年1月至1989年1月，佛两线共发生18次爆管事故；1970年12月至1995年1月，泸威线共发生14次爆管事故；图2油气管道的失效原因1986年10月至1996年12月，达卧线共发生30次爆管事对管

7、道工业较发达的欧洲、前苏联、美国和加拿大的故（其中27次发生于环焊缝）。油气管道失效事故进行统计分析表明，在欧洲，外部干油气输送管道的服役条件往往是导致管道失效、破扰、施工和材料缺陷及腐蚀是管道失效的主要原因，其裂的直接原因。管道的服役条件，除正常的内压和外压中外部干扰的事故频率与管径、壁厚及管道埋深有关，施载荷外，还可能有非正常的外部干扰，例如第三方的人工和材料缺陷导致的事故频率与管道建设年代有关，腐为机械损伤，地面交通因素引起的交变载荷，地震、地蚀失效频率与管道服役时间有关。在前苏联，陆上管线质灾害引起的管道损伤等，除此之外，

8、环境温度（服役失效以腐蚀、外部干扰和管材缺陷为主，水下管线以腐温度）和腐蚀介质也是重要的条件。蚀、工厂制造缺陷及施工和焊接缺陷为主。在美国，1970失效模式是失效的表现形式。根据已进行的失效分年至1984年间主要是外部干扰、材料缺陷及腐蚀，1985