Обеспечение безопасности прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации 2 (стр. 3 из 33)
Экологические аспекты: экологическая опасность ЧС, вызванных авариями с разливом нефти, связана с испарением легких фракций придельных углеводородов, сероуглерода и других ядовитых веществ. При пожарах пролива в окружающую среду поступает продукты горения нефти и нефтепродуктов, которые обладают ещё большим токсическим эффектом.
Этические аспекты: по-прежнему недостаточными темпами решается проблема организации защиты населения и территорий от последствий ЧС. Не всегда своевременно и качественно осуществляются прогнозирование и оценка возможной инженерной обстановки, оповещение населения и экстренное реагирование при возникновении угрозы ЧС.
Социально-политические аспекты: при социально-политической нестабильности, сложившейся на территории нашей страны, существует угроза террористических акций, направленных на потенциально опасные объекты с целью увеличения последствий нападения. Такие действия чаще всего влекут за собой ЧС, в которых участвует большая часть пожаро- и взрывоопасных веществ.
Аспекты нарушения устойчивого развития: снижения доверия к государственным институтам, рост социальной напряженности в обществе.
Аспекты безопасности труда: остается нерешенным вопрос повышения степени защищенности населения, проживающего вблизи пролегания магистральных нефтепроводов. Существующие на МНП защитные сооружения не обеспечивают защиту населения, проживающего в зонах риска.
Для повышения экологической и промышленной безопасности магистральных нефтепроводов необходимо внедрение новых технологий диагностирования состояния трубопроводов. С этой целью в работе одной из задач является проработка патентной литературы в области технической диагностики МНП.
Теоретическое обосновании работы по прогнозированию, предотвращению и ликвидации ЧС, вызванной аварией с разливом нефти, позволяет по литературным источникам установить закономерности возникновения ЧС, выявить их основные причины и способы снижения негативных последствий ЧС на магистральных нефтепроводах. Для достижения поставленной цели необходимо рассмотреть основные составные части сооружений магистральных нефтепроводов (МНП), входящих в трубопроводный транспорт.
1.1 Состав сооружений магистральных нефтепроводов
Магистральный нефтепровод представляет собой сложное инженерное сооружение, содержащее целый комплекс технических систем: линейную часть, головные и промежуточные перекачивающие станции, резервуарные парки и др. Линейная часть магистрального нефтепровода – система линейно-протяженных объектов, предназначенных для обеспечения процесса перекачки нефти. Она включает: собственно трубопровод с отводами, лупингами и арматурными узлами; защитные противопожарные сооружения; линейные службы эксплуатации; устройства энергоснабжения и дистанционного управления запорной арматурой и установками электрохимзащиты; линии электропередачи и технологической связи; вдольтрассовые дороги и проезды, переходы через естественные и искусственные препятствия; устройства пуска и приема очистных устройств и приборов диагностики. Назначение линейных сооружений – обеспечение заданных режимов перекачки нефти. В отличие от других линейных сооружений, таких, как автодороги, железные дороги, МНП в течение всего срока эксплуатации находится в сложном напряженном состоянии под воздействием внутреннего давления перекачиваемого продукта и работает как сосуд высокого давления [5]. По нему перекачивается нефть, и это делает его к тому же чрезвычайно энергонасыщенным сооружением. МНП включает следующие группы сооружений, приведенные на рисунке 1.1. Головные сооружения, состоящие из головной перекачивающей станции (ГПС) и подводящих трубопроводов, по которым нефть поступает в резервуарный парк ГПС, где имеются основная и подпорная насосные, внутри площадочные трубопроводы, установка счетчиков, площадка запуска шаровых разделителей, помещение фильтров тонкой очистки, системы общего и оборотного водоснабжения, канализация, электроснабжения, здания административно-бытового и эксплуатационно-хозяйственного назначения, включая лабораторию, ремонтно – механическую мастерскую, склад горюче-смазочных материалов. Резервуарный парк предназначается для приёмки и сдачи нефти и нефтепродуктов, разделения нефтепродуктов по сортам, а также для их приёмки в случае аварийной остановки трубопровода.
1– промысел; 2– пункт переработки нефти; 3– подводящие трубопроводы; 4– головные сооружения; 5– колодец пуска скребка (шара, диагностирующего устройства); 6– линейный колодец; 7– переход под железной дорогой; 8– переход через реку; 9– переход через овраг; 10– конечный распределительный пункт
Рисунок 1.1 – Схема магистрального нефтепровода
Промежуточные перекачивающие станции (ППС) принимают и направляют нефть по трубопроводу до следующей станции, к конечной и промежуточным распределительным станциям. Линейная часть трубопровода сооружается по трем конструктивным схемам: подземной, наземной и надземной. Подземная схема составляется около 98% от общей длины всех построенных трубопроводов [5]. По этой схеме трубы укладывают ниже естественной поверхности грунта. На освоенных территориях глубина заложения обычно не менее 1 м над верхней образующей труб. Наземная схема предусматривает укладку труб на поверхности спланированного грунта или на грунтовое сплошное основание, устраиваемое из привозного грунта. При надземной схеме трубопровод укладывают на опоры, размещаемые на определенном расстоянии друг от друга. При подземной укладке трубопровод и транспортируемый по нему продукт не повергаются резким перепадам температур, что имеет немаловажное значение для обеспечения технологической надёжности трубопровода. Необходимость в наземной и надземной схемах прокладки магистральных трубопроводов возникает при строительстве в неблагоприятных грунтовых условиях. Хотя магистральный трубопровод и представляет собой непрерывную нитку, однако он имеет устройства, позволяющие отсекать отдельные его участки в случае возникновения аварийных ситуаций с целью ограничения объема потерь транспортируемого продукта и уменьшения ущерба, наносимого природе при вытекании продукта из разрушенного участка. На нефтепроводах устанавливают задвижки [5].
1.2 Анализ причин возникновения аварий на магистральных нефтепроводах
Повреждения магистральных нефтепроводов вызываются действием двух групп факторов. Первая группа связана со снижением несущей способности нефтепровода, вторая - с увеличением нагрузок и воздействий. Снижение несущей способности нефтепровода происходит из-за наличия дефектов в стенке труб и старения металла. Факторы второй группы появляются при эксплуатации действующего нефтепровода (давление, напряжения от воздействий температур перекачиваемой нефти и окружающего трубу грунта, давление слоя грунта над трубой, различные статические и подвижные нагрузки, деформация земной поверхности на подрабатываемых территориях, сейсмические воздействия)[18]. Классификация причин аварий и повреждений на нефтепроводах представлена на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Причины аварий и повреждений на нефтепроводах
Для детального анализа причин аварий и повреждений на нефтепроводах рассмотрим каждую причину отдельно.
1.2.1 Внешние воздействия на нефтепровод
К внешним воздействиям на подземные трубопроводы относят возможные нагрузки при производстве различных работ вблизи нефтепровода, наезды тяжелого транспорта, оползни, землетрясения, взрывы и др. Результаты анализа отказов свидетельствуют о том, что одной из основных причин повреждений подземных трубопроводов является воздействие внешних сил, приводящее к образованию поверхностных вмятин, трещин, трещин во вмятинах, разрывов в сварных швах и по телу трубы. [18]. Наиболее распространены повреждения, возникающие в результате проведения ремонтных или строительных работ в непосредственной близости от действующего трубопровода; они относятся к числу потенциально наиболее опасных. Необходимо своевременно оценивать опасность таких повреждений и возможность дальнейшей эксплуатации поврежденного участка трубопровода. Из-за внешних воздействий на отечественных нефтепроводах происходит более 5 % аварий от общего их числа, а по наносимому ущербу они занимают первое место.
1.2.2 Коррозионные повреждения нефтепровода
Коррозионные повреждения нефтепроводов – это разрушение металлических поверхностей под влиянием химического или электрохимического воздействия окружающей среды. Подземные нефтепроводы могут подвергаться коррозии под воздействием почвы, блуждающих токов и переменного тока электрифицированного транспорта [80]. Почвенная коррозия подразделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия обусловлена действием на металл различных газов и жидких неэлектролитов. Эти химические соединения, действуя на металл, образуют на его поверхности пленку, состоящую из продуктов коррозии. При химической коррозии толщина стенки нефтепровода уменьшается равномерно,т.е. практически не возникают сквозные повреждения труб. Химической коррозии в большей степени подвергаются внутренние стенки нефтепровода [80].
а, б – химическая коррозия; в, г – электрохимическая коррозия.
Рисунок 1.3 – Коррозионные повреждения
Электрохимическая коррозия обусловлена взаимодействием металла трубы с агрессивными растворами грунта. При этом металл выполняет роль электродов, а агрессивные растворы электролитов. Под действием электрохимической коррозии в теле трубы образуются местные каверны и сквозные отверстия. Поэтому этот вид коррозии является более опасным, чем химическая коррозия.