冶金工業(yè)管道失效案例分析

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1冶金工業(yè)管道失效案例分析及其預(yù)防方法探究的意義

管道是一種新型運(yùn)輸?shù)囊环N手段，它的性質(zhì)和公路、鐵路、航空、水運(yùn)的性質(zhì)是一樣的，都是運(yùn)輸?shù)姆绞街?。相?duì)于對(duì)液體、氣體以及流體的運(yùn)輸，管道運(yùn)輸主要有三大優(yōu)勢(shì)，即：安全性高、效率快、消耗低。隨著我國(guó)的石油工業(yè)等業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，管道的使用越來(lái)越多，使用的范圍也越來(lái)越廣，在近幾年來(lái)，我國(guó)管道的發(fā)展掀起了高潮，尤其是在西氣東輸策略的提出后表現(xiàn)的更為明顯。在2005年的時(shí)候，我國(guó)的油氣管道的長(zhǎng)度高達(dá)4700公里左右，管道的覆蓋基本上形成了橫貫東西、縱貫?zāi)媳钡母窬帧＞湍壳皝?lái)看，我國(guó)的油氣管道達(dá)到了11300多公里。管道所受到的影響因素主要有人文影響、氣候影響、自然災(zāi)害以及交通影響，在管道管理的過(guò)程中，所需要的人力物力的投入比較的大，管理難度增加了不少，技術(shù)水平、管理水平還需要提高和改善。管道運(yùn)輸是一種特殊的運(yùn)輸手段，通過(guò)管道可以把資源生產(chǎn)地和煉化的企業(yè)以及需求客戶連接在一起，在管道工作的時(shí)候，會(huì)存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在地里、人文環(huán)境以及氣候比較復(fù)雜的地方，管道所存在的危險(xiǎn)系數(shù)更加的大。管道的安全系數(shù)不僅影響企業(yè)是否正常的運(yùn)行，還影響社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的狀況，對(duì)周邊的人群的安全造成很大的威脅，對(duì)環(huán)境也有一定的威脅。所以，對(duì)于管道失效所產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，對(duì)改進(jìn)管道，提高管道的安全性的研究有這重大的意義。

2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

自從管道運(yùn)輸?shù)氖褂靡詠?lái)，各個(gè)國(guó)家及其相關(guān)的政府對(duì)于管道安全的問(wèn)題越來(lái)越重視，國(guó)外對(duì)于管道失效的評(píng)價(jià)和預(yù)防的問(wèn)題已經(jīng)有了40多年的研究史，對(duì)于管道的失效原因進(jìn)行了調(diào)查，對(duì)于管道的失效模式進(jìn)行了分析，對(duì)于管道事故的預(yù)防措施進(jìn)行了研究。就目前而言，許多的發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于管道的建設(shè)和運(yùn)行的過(guò)程有了相對(duì)有效的管理和監(jiān)督，我國(guó)也在不對(duì)的對(duì)管道安全體系進(jìn)行研究，在一定的程度上，也有了相對(duì)的措施。我國(guó)對(duì)于管道安全的研究比較的晚，在1995年的時(shí)候，我國(guó)一些相關(guān)的專家在西方專家研究的經(jīng)驗(yàn)上才開(kāi)始進(jìn)行研究與探討，主要是對(duì)管道運(yùn)行中所存在的危險(xiǎn)的管理、管道失效事故所發(fā)生的原因以及相應(yīng)的改進(jìn)措施進(jìn)行研究。

3管道失效模式常用的診斷方法

對(duì)于管道失效模式常用的診斷方法主要有六種方法，這六種方法主要是故障樹(shù)分析法、模糊評(píng)價(jià)法、模式識(shí)別法、指數(shù)法、風(fēng)險(xiǎn)概率分析法、專家系統(tǒng)評(píng)價(jià)法。下面，將對(duì)這六種方法分別進(jìn)行闡明。

3.1故障樹(shù)分析法

這種方法主要是從事故的故障開(kāi)始的，一層一層的分析事故所發(fā)生的原因，一直分析到不可以再分解才結(jié)束，而在分析的過(guò)程中，就形成了樹(shù)狀的邏輯結(jié)構(gòu)圖。這種分析法主要是計(jì)算失效的事件所發(fā)生的概率。

3.2模糊評(píng)價(jià)法

這種分析法是在綜合評(píng)判的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的，在管道失效事故發(fā)生后，工作人員首先要對(duì)管道失效所受到的所有因素的影響做出一個(gè)總的評(píng)價(jià)。一般情況下，事故的評(píng)價(jià)主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行的，即：定量和定性，所以評(píng)價(jià)就具有不確定性和模糊性。

3.3模式識(shí)別法

對(duì)于事物或者現(xiàn)象的信息進(jìn)行處理、分析，從而對(duì)事故進(jìn)行描述、辨認(rèn)和解釋，這個(gè)過(guò)程就是所謂的模式識(shí)別法。在是識(shí)別的時(shí)候，主要是對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行分析。

3.4指數(shù)法

它是基于概率的一種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。對(duì)于影響事故所發(fā)生的因素進(jìn)行假設(shè)，設(shè)想狀況是最壞的，這個(gè)分析存在主觀性和相對(duì)性。就目前而言，我們可以把事故的原因歸為第三方破壞、設(shè)計(jì)缺陷和腐蝕以及操作過(guò)程中存在失誤。

3.5風(fēng)險(xiǎn)概率分析法

使用這種分析法，可以考慮管道在設(shè)計(jì)時(shí)的各種因素，并且對(duì)其進(jìn)行防御措施，從而避免失效事故發(fā)生。

3.6專家系統(tǒng)分析法

這種分析方法是相關(guān)的專家有一定的知識(shí)儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)，從而對(duì)這個(gè)領(lǐng)域作出決策。

4國(guó)內(nèi)外管道失效案例分析

4.1埋地鋼質(zhì)管道失效原因的分類

美國(guó)將管道運(yùn)輸所發(fā)生的事故的原因主要分為七種，這七種原因主要是第三方破壞、人為誤操作、腐蝕、自然災(zāi)害以及材料失效、其他外力損傷和不明原因。下面就對(duì)這七種原因進(jìn)行說(shuō)明。（1）第三方破壞。這個(gè)原因主要是工作人員在挖管道時(shí)不小心挖壞或者損壞了，還有別的外力損傷。而這種破壞主要是打孔盜竊、管道占?jí)?、在管道上方或者旁邊施工、雨水及流水長(zhǎng)期的對(duì)管道沖刷。（2）人為誤操作。這個(gè)原因主要是工作人員在操作的過(guò)程中操作不當(dāng)或者出現(xiàn)失誤而造成事故發(fā)生，它主要是工作人員在工作時(shí)出現(xiàn)疏忽，或者工作人員的操作方法不當(dāng)以及技術(shù)存在缺陷。（3）腐蝕。對(duì)于管道的腐蝕，一般情況下可大致分為兩種，即內(nèi)腐蝕和外腐蝕。外腐蝕主要表現(xiàn)為人為的保護(hù)不當(dāng)、土壤腐蝕、防腐的絕緣層失去效果等；內(nèi)腐蝕主要是管道在運(yùn)輸時(shí)運(yùn)送的液體（氣體或者流體）的溫度、流速以及物體本身就具有腐蝕性，從而造成管道腐蝕。（4）自然災(zāi)害。對(duì)于自言災(zāi)害對(duì)于管道所造成的威脅是不可避免的，自然災(zāi)害一旦發(fā)生，就會(huì)導(dǎo)致管道破裂。從而引起火災(zāi)等重大事故，這種自然災(zāi)害主要有山體滑坡、洪水和地震等。（5）材料失效。有的管道材料在生產(chǎn)時(shí)不合格，材料不合格，在加工的過(guò)程中加工不當(dāng)，或者是在運(yùn)輸材料、安裝時(shí)出現(xiàn)紕漏或誤差。（6）其他外力損傷及不明原因。

4.2國(guó)外埋地鋼質(zhì)管道失效的原因及其分析

在美國(guó)，有一種長(zhǎng)達(dá)47.5*104千米的配氣管道，這種配氣管道主要是用來(lái)輸送天然氣的，這種管道對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于我國(guó)質(zhì)量監(jiān)督總局所規(guī)定的GB1級(jí)燃?xì)夤艿?。?duì)于重大事故的定義，美國(guó)理解為：造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到50000美元以上（包括50000美元）；有人員受傷或者導(dǎo)致人員傷亡；濃度高的液體的泄露達(dá)到了5桶以上（包含5桶）；引起火災(zāi)、爆炸或者環(huán)境污染。PHMSA對(duì)于美國(guó)從1998-2008年，這二十年間的重大的管道運(yùn)輸過(guò)程中所發(fā)生的重大事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并且對(duì)于管道失效的原因進(jìn)行了具體的分析。我們可以看出，不同管道所發(fā)生事故的原因是有所不同的。不同的國(guó)家，不同的地區(qū)，管道所發(fā)生的事故的原因是不盡相同的，加拿大管道事故發(fā)橫的主要原因是由于腐蝕所造成的，而歐洲管道事故所發(fā)生的原因主要是由于外部原因所造成的。

4.3我國(guó)管道失效案例及其分析

4.3.1管道失效案例一

2009年的時(shí)候，我國(guó)某鋼廠的蒸汽管道發(fā)生了一場(chǎng)重大事故，蒸汽管道在運(yùn)行的時(shí)候，管道的一個(gè)焊接處發(fā)生了斷裂，導(dǎo)致管道完全的斷開(kāi)了，并且管道還給發(fā)生了變形，管道附近的支架也受到了影響。工作人員在事故發(fā)生后對(duì)管道進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)焊接處在拉斷后，發(fā)生斷裂處的距離比較的大，還可以發(fā)現(xiàn)管道的焊接處工作做得不到位，有的地方?jīng)]有焊接，從而說(shuō)明焊接工作不合格。通過(guò)對(duì)管道失效的原因進(jìn)行了分析，工作人員得出：造成這次管道失效事故的主要原因是管道在焊接時(shí)焊接工作不合格，從而導(dǎo)致管道焊接處發(fā)生破裂。

4.3.2管道失效事故案例二

在2007年10月的時(shí)候，某鋼廠的氧化管道經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、安裝后就開(kāi)始使用了。這個(gè)管道的彎管段的材質(zhì)是25鋼，直管段的材質(zhì)是20鋼，管道在使用的時(shí)候是在常溫下進(jìn)行操作的，而這個(gè)管道所能承受的壓力是1.9MPa。在2008年5月的時(shí)候，工作人員發(fā)現(xiàn)這個(gè)管道的一個(gè)焊接處有破裂的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了氧氣的泄露。幸虧工作人員發(fā)現(xiàn)的比較早，并且及時(shí)的做了補(bǔ)救措施，從而才避免了一場(chǎng)重大事故的發(fā)生。之后，工作人員便進(jìn)行了一系列的分析，發(fā)現(xiàn)管道焊接處的內(nèi)壁焊縫的余高比較的高。

作者：楊扣華 楊在國(guó) 楊進(jìn) 單位：江蘇泰康安全環(huán)境科技有限公司