Обеспечение безопасности прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации 2 (стр. 4 из 33)

Еще более опасна электрическая коррозия. Она возникает под действием на нефтепровод электрических токов. Эти токи называют блуждающими, так как они проникают в грунт обычно из рельсов электрифицированного транспорта и попадают на нефтепровод в тех местах, где он оголен или имеет поврежденную изоляцию. Двигаясь по трубопроводу, токи выходят из него близ тяговых подстанций. Участки входа тока в нефтепровод называют катодными, а участки выхода – анодными.

Наиболее опасны анодные зоны, так как токи выходят из нефтепровода в виде положительных ионов, что сопровождается интенсивным выносом частичек металла и образованием сквозных отверстий. Для питания электрифицированного транспорта применяется постоянный ток, причем вторым проводом служат рельсы. Хотя рельсы являются хорошим проводником, тем не менее, часть тока, особенно в местах соединений рельсов, попадает в грунт. Двигаясь в грунте, токи имеют тенденцию возвращаться к своим источникам по путям наименьшего сопротивления. Один из таких путей – подземные трубопроводы, имеющие поврежденную изоляцию. В местах повреждения изоляции блуждающие токи попадают на нефтепровод и выходят из него вблизи тяговой подстанции в виде положительных ионов металла. Таким образом, начинается электролиз металла. Анализ отказов отечественных МН показывает, что отказы нефтепроводов из-за наружной коррозии составляют 30 – 35 % от общего их числа.

1.2.3 Дефекты труб

Дефекты труб - любое несоответствие контролируемого параметра качества материалов и изделий регламентированным нормам. Дефекты труб можно классифицировать по двум видам: металлургические и чисто внешние (механические) дефекты стенки трубы. К металлургическим относятся следующие [18]:

а) дефекты металла трубы: неметаллические шлаковые, флюсовые включения; плены, закаты, коррозия (атмосферная кристаллитная, атмосферная поверхностная, газовая высокотемпературная и т.д.); ликвация, науглероживание, перегрев, пережог, пузыри газовые, разнотолщинность листов, разрывы внутренние, раковины усадочные, трещины (водородные, горячие, термические, усталостные и т.д.), флоксны и др.;

б) дефекты стенки трубы: царапины, риски, задиры, забоины, вмятины с различными геометрическими характеристиками (глубина, радиус кривизны, длина, расположение на трубе и т.д.); эрозионные разрушения внутренней поверхности трубы; трещины, возникающие при нарушениях технологии проката; вмятины (в отличие от вмятин механического происхождения), образовавшиеся от вдавливания валками неудаленной окалины, металлической крошки или случайных ударов.

К дефектам сварных швов относятся наплавы (натеки), непостоянные по длине, ширине и высоте швы, грубая чешуйчатость шва, подрезы, трещины, непровары, поры, шлаковые включения, прожоги и др.

Наплавы чаще всего образуются при сварке горизонтальными швами вертикальных поверхностей в результате натекания жидкого металла на кромки холодного основного металла. Причины возникновения наплавов – большая сила сварочного тока, длинная дуга, неправильное положение электрода, большой угол наклона изделия при сварке на подъем и спуск. Подрезы представляют собой углубления (канавки), образующиеся в основном металле вдоль края шва при большой силе сварочного тока и длинной дуге. Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и могут явиться причиной разрушения сварного соединения [18].

1.2.4 Нарушения правил технической эксплуатации нефтепроводов

Анализ причин отказов магистральных нефтепроводов показывает, что на долю отказов, происшедших из-за нарушения правил технической эксплуатации магистральных нефтепроводов, приходится от 2 до 7 %. Сюда входят отказы по вине эксплуатационного персонала в связи с нарушением сроков и качества технического обслуживания и ремонта, несоблюдением правил техники безопасности при обслуживании и ремонте нефтепроводов и т.д. К дополнительным внешним нагрузкам, возникающим вследствие нарушения правил эксплуатации и вызывающим разрушение трубопровода, относятся гидравлические удары. Они представляют большую опасность для трубопроводов.

Гидравлические удары являются следствием внезапного отключения перекачивающих станций или неправильного переключения задвижек, а также образования в трубопроводе воздушных пробок, которые в ряде случаев могут вызвать толчки давления, подобные гидравлическому удару [18].

1.2.5 Эксплуатационные нагрузки и воздействия

Основными эксплуатационными нагрузками и воздействиями являются внутреннее давление продукта в трубопроводе и температурный перепад (разность между температурами металла труб при укладке и в процессе эксплуатации). При нормальной эксплуатации магистральных нефтепроводов в соответствии с правилами технической эксплуатации внутреннее давление существенно не меняется. Достаточно полно отработаны методы выбора материалов, оборудования и конструкций магистральных нефтепроводов с учетом внутреннего давления. Несколько сложнее учет температурного перепада. Влияние этого параметра на напряженно-деформированное состояние трубопровода зависит от многих факторов [18].

В результате приведенных причин возникают аварии, приводящие к ЧС, классификация которых приведена ниже.

1.3 Классификация ЧС, вызванных авариями на магистральных нефтепроводах

Аварии, возникающие на МНП, приводят к ЧС, так как в результате разлива нефти возможен пожар, разрушения сооружений, гибель людей, значительные потери материальных ценностей, загрязнение окружающей среды.

Классификация ЧС, вызванных авариями на МНП, отображена на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 – ЧС, вызванные авариями на магистральных нефтепроводах

ЧС, вызванные авариями на МНП, могут сопровождаться одним или несколькими следующими событиями:– смертельным(и) случаем(ями);– травмированием с потерей трудоспособности или групповым травматизмом;– воспламенением нефти или взрывом его паров;– утечкой транспортируемой нефти в количестве более 1 т.Нарушение исправного состояния МНП, приведшее к безвозвратным потерям нефти в окружающей природной среде (ОПС) в количестве 1 т и менее, классифицируется как повреждение.Последствия аварий в зависимости от тяжести разделяются на I, II, III категории.К последствиям I категории относятся аварии, приведшие к одному из следующих событий:– смертельному(ым) случаю(ям); травмированию с потерей трудоспособности или групповому травматизму;– воспламенению нефти или взрыву его паров;– безвозвратным потерям нефти, равным 100 т и более.К последствиям II категории относятся аварии, приведшие к безвозвратным потерям нефти, равным 10 т и более.

К последствиям III категории относятся аварии, приведшие к безвозвратным потерям нефти более 1 т [9, 61].

ЧС на объектах транспорта и хранения нефтимогут проходить по одному из сценариев, описанных в таблице 1.1.

Пожары на объектах возможны при наличии одновременно горючего материала, окислителя и источника зажигания. На объектах хранения и транспортировки нефти горючим веществом является разлившаяся в результате аварии нефть.

Таблица 1.1 – Сценарии развития ЧС и их проявления

Сценарий ЧС	Последствия (проявления) ЧС
Загазованность	Образование зон загазованности горючим или токсичным продуктом, распространение и рассеяние облака парогазовоздушной смеси. Токсическое воздействие на персонал.
Пожар пролива	Устойчивое горение паров пролива над поверхностью жидкости, сопровождающееся мощным тепловым излучением, которое воздействует на соседние аппараты, здания, сооружение и на персонал.
Взрыв паров нефти	Быстропротекающий процесс физических и химических превращений, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, сопровождающееся мощным тепловым излучением, которое воздействует на соседние аппараты, здания, сооружение и на персонал.

В результате причин, приведенных в пункте 1.2, происходят ЧС на МНП, сопровождающиеся поражающими факторами, которые приведены на рисунке 1.5 [15].

Рисунок 1.5 – Поражающие факторы ЧС и параметры их воздействия на МНП

ЧС с пожарами и взрывами на объектах с наличием горючих жидкостей и газов являются, как правило, следствием ситуаций, развивающихся по следующей типовой схеме, представленной на рисунке 1.6 [79].

Рисунок 1.6 – Типовая схема развития аварийной ситуации, связанной с разрушением трубопровода

Таким образом, можно сделать вывод, что ЧС, вызванные авариями на магистральных нефтепроводах, сопровождаются загрязнением окружающей среды, пожарами, гибелью людей, а так же значительным материальным ущербом, поэтому проведем причинно-следственный анализ таких ЧС [9, 79].

1.4 Причинно-следственный анализ ЧС, вызванных авариями на нефтепроводах

Трубопроводный транспорт эксплуатируется достаточно долгое время и причины, по которым возникают ЧС, в течение времени изменяются, поэтому проанализируем причины ЧС в динамике начиная с 1951 года по 2007 год.

В эксплуатировавшихся МНП за период 1951-1965гг. повреждения возникали в основном из-за невыполнения в процессе строительства "Технических условий на производство строительно – монтажных работ по сооружению магистральных трубопроводов", а также из–за отступлений и нарушений "Правил технической эксплуатации магистральных трубопроводов".