輸油管道是油田的動脈,在輸油管道管理過程中,人為因素和自然因素都可以給管道造成事故隱患。如:穿孔泄漏、火災、凝管等事故的發(fā)生。
目前國內輸油管線大部分為埋地敷設,埋深均在凍土層以下,發(fā)生腐蝕、裂縫等事故時,不易被發(fā)現:輸油管道某處發(fā)生事故以后,就必須全線停輸,進行搶修。如果停輸時間較長,又可能造成凝管事故。輸油管線多在野外,在跨越河流、穿越農田時出現穿孔會造成嚴重環(huán)境污染和經濟損失,嚴重時可能導致火災、爆炸等事故,破壞輸油設施正常運行。
比起汽車、火車等運輸方式,管道輸送具有經濟、對環(huán)境污染小、安全等許多優(yōu)點。輸油管道由油管及其他附件組成,根據不同的工藝流程,配備油泵機組,完成油品輸轉、接卸等任務。輸油管道腐蝕、穿孔或者破裂,都會造成油料泄漏,進而影響周圍環(huán)境,甚至發(fā)生火災、爆炸等嚴重后果。
一、輸油管道的事故原因
1輸油管道腐蝕和穿孔
由于輸油管道埋設在復雜的土壤中,極易發(fā)生腐蝕。輸油管道腐蝕根據不同性質分為電化學腐蝕、應力腐蝕和均勻腐蝕等。
輸油管道通常都有防腐絕緣層和陰極保護聯合保護管材,避免由于管道腐蝕造成破壞。輸油管道的使用時間越長 ,陰極保護和防腐絕緣層的保護作用越低。防腐絕緣層質量較差,輸油管道施工時由于疏忽對防腐絕緣層造成機械損傷,土壤中的鹽、堿、水、地下雜散電流,都會造成輸油管道腐蝕,腐蝕嚴重的還會造成輸油管道穿孔,油品泄漏。
2輸油管道破裂
導致輸油管道破裂的原因主要有兩點,當輸油管道木材或焊縫存有較大缺陷時,輸油管道會破裂;當輸油溫度和管道施工溫度溫差較大時,輸油管道會沿著軸方向產生較大的熱應力,管道壁也會拉伸、變薄,從而導致輸油管道破裂。
電焊焊接時的焊縫缺陷有氣孔、裂紋、夾渣、未焊透等,氣焊焊接連接管道時焊縫也有可能出現夾渣、過熱、裂紋、咬邊等缺陷。輸油管道出現裂紋缺陷是最危險的,裂紋缺陷降低了輸油管道的承載能力,熱應力集中在裂紋尖端,使裂紋不斷拉伸、擴展。當裂紋達到最大深度時,輸油管道的封閉性就會遭到破壞,油品會沿著裂紋泄漏。
3輸油管道凝管
造成輸油管道凝管的原因有5種:
(1)輸油管道投入生產初期,由于油源不足,管道又缺乏反輸能力,就會造成凝管。
(2)輸油管道輸油量不足時采用正反輸油交替,運行時沒有及時監(jiān)測、跟蹤各項參數的變化,沒有根據變化采取措施,導致凝管。
?。?)輸油管道輸油量不足時采用降量輸油,輸油時溫度過低就會引起凝管事故。
?。?)管線停輸時間過長也會造成管線凍凝。
(5)長期未清管的輸油管道,清管中可能會發(fā)生凝管。
4輸油管道漏油、憋壓
輸油管道漏油、憋壓是由于工作人員不嚴格遵守操作流程造成的事故。
5輸油管道設備問題
在輸油管理過程中設備管理是輸油企業(yè)的一項重要工作。在輸油站和油庫,易發(fā)生事故的設備有:閥門、泵和熱爐。如閥門誤操作或閥門限位開關失靈會導致閥門板卡死、頂裂閥體,從而造成跑油事故;輸油泵的點機事故主要是泵抽空,燒壞機械密封;電機或泵的潤滑油壓過低或供油不足,會燒壞軸瓦。加熱爐事故主要有:爐管偏流造成爐管局部過熱,將管燒穿,引起大火;燃料氣閥門關閉不嚴,爐膛內有余氣,重新點爐是未按規(guī)定通風,造成爐膛爆炸;加熱爐結構不合理,是爐管局部過熱,將爐管燒穿。加熱爐發(fā)生事故后,若情況判斷失誤、指揮不力,容易造成爆炸、火災等惡性事故。
6自然災害
泥石流、山體滑坡、洪水、地震等自然災害會破壞輸油管道,使油品泄漏,油品順水漂流會造成嚴重的環(huán)境污染。
二、輸油管道事故處理策略
1粘接密封法
粘接密封法是通過外力作用或頂壓工具在泄漏處,建立新的密封結構,止住管道泄漏。密封結構由密封劑和粘合劑構成,密封劑起加強密縫作用,粘合劑又叫修補劑和堵漏膠,選擇粘合劑時應選擇流動性較好、固化速度較快、適用范圍較廣的。粘接密封法又分為引流粘補、頂壓粘接、緊固粘補和堵塞止漏等。
引流粘補前,應當用粘合劑將引流器粘在管道泄漏處,在固化的過程中,油料會通過排出孔和引流通道排出,避開作業(yè)點,大大降低了粘合劑的承受力。當固化結束后,用螺釘將引流螺孔封閉。引流器應當根據泄漏油料的溫度、壓力、物化參數,選擇木材、塑料、橡膠或金屬等不同材料,做好的引流器應當和泄漏部位充分吻合。
頂壓粘接是借助外力作用止住泄漏,再用膠接劑粘接泄漏部位,重新密封。外力作用可以是高于泄漏壓力的人為外力。頂壓工具主要有粘接式頂壓工具和U型管道頂壓工具。U型管道頂壓工具由支承板、頂壓螺旋和U型螺栓組成。使用U型管道頂壓工具進行粘接時,應先將頂壓工具安裝在無泄漏現象的管段上,調整位置,然后移至泄漏處,將頂壓螺旋的軸線和泄漏處對準,對準后迅速旋轉頂壓螺桿,使頂壓螺桿的鋁鉚釘壓在泄漏處上,止住泄漏;用膠粘劑膠泥把軟性填料或鋁鉚釘粘在泄漏處,待固化后拆除頂壓工具,鋸掉多余的鋁鉚釘。用粘接式頂壓工具進行粘接時,需要用膠粘劑將 粘接在泄漏處,然后再止住泄漏。
緊固粘接法是根據泄漏處的形狀制作特制結構,通過螺栓的緊固作用產生環(huán)向壓力,螺栓卡子和止漏材料止住泄漏。泄漏止住后再使用粘合劑對泄漏處周圍的管道補強加固。緊固粘接時采用的緊固工具有管箍、鋼帶拉緊器和夾具式緊固工具。使用鋼帶拉緊器時,將鋼帶捆扎在泄漏處的密封膠或密封墊上,止住泄漏,捆扎要緊密。鋼帶分為冷軋鋼帶和不銹鋼扁鋼帶,厚度約為1.2mm~1.5mm。密封墊可以選用聚四氟乙烯板、橡膠石棉板和膨脹石墨板。鋼帶拉緊器可用于堵塞噴射狀泄漏或連續(xù)狀滴狀泄漏,可以用來處理軸向裂紋缺陷和環(huán)向裂紋缺陷。夾具式緊固工具是一種兩分式的夾具,寬度應當能覆蓋住泄漏處,夾具制的鋼板厚度約為1.2mm~5mm。
2密封助劑式帶壓密封法
密封注劑式帶壓密封法用于處理泄漏油量較大的、壓力較高的輸油管道事故,利用外力作用將注劑注射到泄漏處與夾具形成的密縫空間里。使用的密縫助劑壓力明顯大于泄漏油料的壓力,可以在短時間內形成一個堅硬的密封結構。密封注劑主要包括兩類,非熱固化密封注劑和熱固化密縫助劑。使用密封助劑式帶壓密封法時應當根據泄漏油品的溫度和物化性質選擇密封助劑。
3引流焊接法和逆向焊接法
直接動火焊接法主要用于處理變形較大或受力復雜的泄漏處。直接動火焊接主要包括引流焊接法和逆向焊接法兩種。
采用引流焊接法處理時首先要制作符合泄漏處形狀的、裝閘板閥的引流器,將引流器焊接在泄漏處上,泄漏油品會通過閘板閥和引流通道流出,引流器焊接牢固后,關閉閘板閥,達到止漏目的。
采用逆向焊接法處理泄漏事故時,要保證焊接人員的操作技術熟練。焊接過程中,焊縫和焊縫周圍的金屬會受到極大的熱應力,輸油管道裂紋在低溫環(huán)境下受到壓縮應力會發(fā)生收嚴現象,焊接人員對收嚴部位進行補焊,反復補焊后,全部泄漏缺陷處就會焊合。焊接人員在補焊時,應能正確的判斷收嚴裂紋長度。
三、重大輸油管道事故案例:
2013年11月22日凌晨3點,位于黃島區(qū)秦皇島路與齋堂島路交匯處,中石化輸油儲運公司濰坊分公司輸油管線破裂,事故發(fā)現后,約3點15分關閉輸油,齋堂島約1000平方米路面被原油污染,部分原油沿著雨水管線進入膠州灣,海面過油面積約3000平方米。黃島區(qū)立即組織在海面布設兩道圍油欄。處置過程中,當日上午10點30分許,黃島區(qū)沿海河路和齋堂島路交匯處發(fā)生爆燃,同時在入??诒挥臀廴竞C嫔习l(fā)生爆燃。初步原因分析是管線油進入市政管網導致爆燃發(fā)生,事故排除恐怖破壞原因。
此次事故共造成62人遇難,醫(yī)院共收治傷員136人。
事故原因:
泄漏原油進入市政排水暗渠
隱患排查整治不徹底
應急處置不力
規(guī)劃建設混亂
與墨西哥類似,石油盜竊同樣困擾著尼日利亞。據《今日美國》(US Today)報道, 2006年尼日利亞靠近埃爾拉多(Ilado)村一處國有輸油管道發(fā)生爆炸事故,造成200人死亡。事故地點距離尼日利亞大城市拉格斯(Lagos)僅30公里。泄漏和爆炸的具體原因尚不明確,但發(fā)生泄漏后附近村民瘋搶石油造成了隨后爆炸的高死亡率。據《今日美國》消息,在此之前尼日利亞曾發(fā)生過兩起重大爆炸事故。1998年南部地區(qū)的輸油管爆炸造成700多人死亡,而2004年在拉格斯附近由于原油盜竊也發(fā)生過一起爆炸事故。
5. 加拿大本拿比市石油泄漏事故
2007年夏天,加拿大本拿比市的建筑工人在施工時無意中鏟漏了金德摩根(Kinder Morgan,NYSE:KMP)公司的輸油管道,致使50戶居民被疏散。據加拿大廣播公司新聞(CBC News)稱,金德摩根公司認為施工人員應負主要責任,而施工方則認為在其項目開始時得到的管道標記是錯誤的。當地居民擔憂泄漏會對環(huán)境造成長期的負面影響。目前,本拿比市正全力反對金德摩根公司在該地區(qū)另一處跨山(Tras Mountain)管道的建設。
輸油管道由于長期埋于地下,土壤中的堿、鹽、電流等會使管道產生腐蝕穿孔等現象。一旦管道出現類似現象,搶修人員應當及時采取對應措施處理,盡量減少油料損失。搶修人員在第一時間應當控制泄漏油料的流向,防止流向火源、耕地、民房等造成更嚴重的后果,根據泄漏事故類型及原因制定切實可行的搶修方案和備用方案,強化搶修人員應付各類突發(fā)事件的能力。輸油站還應當成立后勤服務部,為搶修人員提供后勤保障。
標簽:輸油管道
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