基于事故樹的長輸油氣管道腐蝕失效分析

基于事故樹的長輸油氣管道腐蝕失效分析

中國有近2.14公里的油氣管道。由于廣泛的穿越地形和復(fù)雜的地形，這些管道在運(yùn)行過程中受到腐蝕的影響，管道失敗是不可避免的，也可能導(dǎo)致普遍預(yù)測的經(jīng)濟(jì)損失。不僅影響國家的能源供應(yīng),而且可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒等。一旦發(fā)生事故將會(huì)涉及多個(gè)不同的領(lǐng)域,給人民生命和財(cái)產(chǎn)造成損失,有的甚至?xí)o社會(huì)帶來災(zāi)難性的破壞,給企業(yè)聲譽(yù)造成不可挽回的損失。因此,找出可能導(dǎo)致事故發(fā)生的初始因素,對各因素間的邏輯關(guān)系做出描述,發(fā)現(xiàn)并查明系統(tǒng)內(nèi)各種固有的或潛在的危險(xiǎn)因素,就變得十分迫切和重要。具體針對長輸油氣管道,就是查明其安全薄弱環(huán)節(jié)、并以此為依據(jù)分析管道事故原因和制定預(yù)防措施。事故樹分析利用分析與統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來預(yù)測頂上事件的發(fā)生概率,提供關(guān)于失效發(fā)生的可能性及失效如何發(fā)生的有用信息。1定性分析和定量分析事故樹分析法(FTA)又稱故障樹分析,它是一種演繹的系統(tǒng)安全分析方法,是從結(jié)果到原因發(fā)現(xiàn)與失效或?yàn)?zāi)害事故有關(guān)的各種因素之間因果關(guān)系和邏輯關(guān)系的分析法。它可用于定性分析也可以用于定量分析。通過事故樹分析法可以確定油氣管道系統(tǒng)腐蝕故障原因的各種組合方式和發(fā)生概率,并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施,提高管道系統(tǒng)的可靠性。它能對管道系統(tǒng)的各種危險(xiǎn)性進(jìn)行分析識(shí)別,可進(jìn)行定性分析或者定量分析。它以系統(tǒng)工程的方法研究管道系統(tǒng)安全問題,具有系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測性。2運(yùn)行事故樹分析事故樹分析法流程,如圖1。3腐蝕事故樹的構(gòu)建對于長輸油氣管道,根據(jù)腐蝕事故樹建立時(shí)頂事件的確定原則,選擇“腐蝕使管道失效”作為頂上事件,腐蝕因素、防腐失效為次頂事件,設(shè)計(jì)缺陷等為基本事件,以此構(gòu)建腐蝕事故樹,如圖2。4定性分析4.1計(jì)算最小切分組求出最小割集,確認(rèn)發(fā)生頂上事件的最低限度的基本事件的集合數(shù)。利用布爾代數(shù)化簡法,歸并、化簡。4.2結(jié)構(gòu)重要度分析為了尋找系統(tǒng)安全性,依據(jù)結(jié)構(gòu)重要度判定原則,判斷出結(jié)構(gòu)重要度為4.3定量分析4.3.1頂事件發(fā)生概率的計(jì)算故障樹定量分析的目的在于計(jì)算頂上事件發(fā)生的概率,以它來評價(jià)系統(tǒng)的安全可靠性(將計(jì)算頂上事件發(fā)生的概率與預(yù)定目標(biāo)值進(jìn)行比較,如果超出目標(biāo)值,就應(yīng)采取必要的系統(tǒng)改進(jìn)措施,使其降至目標(biāo)值以下)。利用最小割集計(jì)算頂上事件發(fā)生概率,可按下式計(jì)算:式中:I-基本事件的序數(shù)k—z最小割集的個(gè)數(shù);r—最小割集的序數(shù);xЦ—求概率和?！恰蟾怕屎汀?.3.2計(jì)算的概率重要性如果進(jìn)一步考慮各基本事件發(fā)生概率的變化會(huì)給頂上事件發(fā)生概率以多大的影響,就要分析基本事件的概率重要度。4.3.3邊界效應(yīng)分析臨界重要度系數(shù)CIg(i)是從敏感度和自身發(fā)生的雙重角度衡量各基本事件的重要度標(biāo)準(zhǔn)。4.4輸氣管道失效的預(yù)防由事故最小割集和結(jié)構(gòu)重要度順序可以發(fā)現(xiàn)引起輸氣管道失效的主要原因是腐蝕因素(主要包括管內(nèi)腐蝕和土壤腐蝕,即管道內(nèi)外腐蝕),由此采取相應(yīng)預(yù)防措施。4.4.1管道內(nèi)的腐蝕措施主要從以下幾方面加以防腐:內(nèi)壁涂層;陰極保護(hù);使用阻蝕劑。4.4.2先進(jìn)檢測手段+組合的管理主要方法有:防腐絕緣層;陰極保護(hù)。結(jié)構(gòu)重要度大的說明最重要,但是從基本事件可以看出,一階割集中的基本條件,屬于設(shè)計(jì)、施工方面,如果在設(shè)計(jì)、施工中把好關(guān),而在運(yùn)行管理中,不斷加強(qiáng)人員管理,依靠先進(jìn)檢測手段,就可以使管道失效的概率大為降低。事實(shí)上,當(dāng)管道發(fā)生失產(chǎn)效,就意味著本來密閉的管道發(fā)生天然氣泄漏,當(dāng)泄漏量達(dá)到爆炸極限時(shí),若周圍有火源,就會(huì)發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故,造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。5結(jié)構(gòu)重要度分析方法在管道定量分析的設(shè)計(jì)通過建立長輸