Аварийные ситуации на линейных участках магистральных газопроводах

 

Остаётся неопределенным размер опасной  зоны, реально возникающей при  аварийных ситуациях на газопроводе, связанных с его разрывом и  сопровождающихся выбросом газа, взрывом, пожаром и разлетом осколков. Алгоритм расчета опасной зоны при возникновении  аварийной ситуации представлен  на рисунке 2.

Данные комплексной диагностики  газотранспортной  ПТС

Методика  учета влияния опасных природных  и природно-техногенных процессов  на аварийность МГ

Определение параметров

выбросов газа при аварийном  разрыве газопровода

Определение зон термического поражения

Оценка зон поражения  при взрывах на МГ

Выбор максимальной опасной зоны, построение защитной зоны газопровода и выдача рекомендаций 

Геоинформационная система

Выполнение мероприятий

Оценка зоны геологической опасности

Рисунок 2

На базе полученных материалов о состоянии газотранспортной ПТС  вычисляется вероятность частоты аварии на данном участке газопровода. Для этого анализируются факторы, которые могут повлиять на частоту аварийных процессов. Прямой учет всех  факторов влияния невозможен, поэтому наиболее перспективным подходом является выявление основных, наиболее значимых групп опасных факторов: механические повреждения, качество производства труб и оборудования, уровень эксплуатации, природные и природно-техногенные воздействия ( коррозия, карст, сели, оползни, эрозия и др.), которые являются «угрожающими» при эксплуатации газопровода.

 

 

Глава №3. Основные причины и примеры реальных аварий на объектах магистральных трубопроводов.

Причины аварий на объектах магистральных трубопроводов:

• внешние физические (силовые) воздействия на трубопроводы, включая криминальные врезки, повлекшие утечки, а также диверсии и подрывы;

В качестве примера внешнего физического (силового) воздействия на трубопровод  можно привести аварию на газопроводе  « Аксай-Гудермес-Грозный» произошедшую 25 декабря 2000 года. В сентябре-октябре 2000 года на газопроводе  проводилась  ликвидация незаконных врезок. Газопровод работал в установившемся режиме, 25 декабря 2000 поступило сообщение, что  на 15 км газопровода произошел взрыв  с возгоранием. В результате взрыва и горения, труба длиной 13 м изогнулась под углом 90 ⁰ к оси газопровода. Причиной аварийного разрушения участка газопровода явился результат активного внешнего механического воздействия на нижнюю образующую подземной части газопровода (взрывное устройство).

 

• нарушения норм и правил производства работ при строительстве и ремонте, отступления от проектных решений;

Примером нарушения норм и правил производства работ при строительстве  может стать авария 28 марта 1996 года на магистральном газопроводе «Петровск- Елецк». В процессе эксплуатации магистрального газопровода произошло разрушение газопровода с возгоранием газа. Причиной аварии явился разрыв газопровода в результате потери прочностных характеристик из-за механических повреждений, нанесенных в период строительства.

 

• коррозионные повреждения труб, запорной и регулирующей арматуры;

Авария из-за коррозионного повреждения  труб произошла например 11 апреля 1996 года на магистральном газопроводе «Уренгой-Центр 1». В 18:00 бригада службы ГРС обнаружила пламя над трассой газопровода. В 19:50 на место прибыла аварийная бригада. На месте разрушения газопровода образовался котлован размером 15 на 25 м, с глубиной около 5 м. Концы труб поднимались кверху, факел пламени поднимался до 10 м. Земля вокруг котлована была выжжена в радиусе 20-25 м. Справа по ходу газа лежал вырванный кусок трубы в виде сложенного и закрученного листа металла. Причиной аварии явились наличие стресс-коррозионных трещин и напряженное состояние трубы из-за укладки трубопровода в насыпном грунте в результате срезки полок оврага.

• нарушения технических условий при изготовлении труб и оборудования;

23 ноября 1996 года на магистральном  газопроводе «Уренгой-Новопсков», произошла  авария. В процессе эксплуатации  произошел разрыв газопровода  с воспламенением газа. Установлено, что при разрыве было повреждено около 17 м трубы диаметром 1220 на 15,мм, с выбросом двух фрагментов труб на расстояние 150 м и 250 м. Осмотром поверхности поврежденных труб после ее зачистки, а также обследованием поверхности фрагментов с использованием дефектоскопа каких-либо трещин или признаков коррозионного поражения поверхности не обнаружено. Причиной аварии является неудовлетворительное качество заводского продольного шва трубы, определившее место расположения очага разрушения, и возможность разрыва трубы, при допустимом рабочем давлении в месте разрыва.

• ошибочные действия эксплуатационного и ремонтного персонала.

 

8 мая 1996 года  на участке магистрального газопровода  «СРТО – Урал – 2» произошла  авария, разрыв газопровода с  возгоранием, причиной которой послужила некачественно выполненная нестандартная «заплата» на газопроводе.

Основной  причиной аварий на действующих газопроводах за предыдущие годы является стресс-коррозия (табл.2). Отмечается тенденция роста аварий по этой причине. Если за период с 1990 по 2000 годы средний показатель аварий из-за коррозии под напряжением составил 22,5% от числа общих аварий, то 2000 году - 37,8%.

Таблица №2.

Причины аварий	% от общего числа
Наружная коррозия	28,9
в т.ч. по КРН	22,5
Механич. повреждения	19
Брак строит.-монтаж. работ	21,9
в т.ч. брак сварки	13
Дефекты труб	11,4
Стихийные бедствия	9,5

 

К причинам роста числа аварий на объектах нефтегазового  профиля можно отнести: переход в нашей стране к рыночным принципам хозяйствования, появление новых видов и форм собственности, резкое ухудшение на данном этапе развития материально-финансового положения большинства промышленных предприятий, значительное физическое и моральное старение оборудования и другие факторы привели в конечном итоге к значительному росту числа крупных аварий с социальными и экономическими последствиями и, в первую очередь, на объектах нефтегазового профиля.

Перечисленные причины повышения аварийности  были очевидны для специалистов, и  пять, и десять лет назад. Тем не менее, на протяжении этих лет ситуация оставалась качественно неизменной, а по количественным параметрам ухудшалась. В связи с этим необходимо задаваться вопросом: почему сложившаяся ситуация воспроизводится. Это несмотря на то, что в период 1996 - 2002 гг. в отрасли был реализован целый комплекс мероприятий по внедрению достижений научно-технического прогресса.

Можно выделить основные проблемы, решение которых  позволит в некоторой степени  уменьшить аварийность объектов газового профиля.

Во-первых, основной упор делается на противодействие видимым (актуальным на сегодня) опасностям в  ущерб деятельности по профилактике опасностей на стадии проектирования и ранних стадиях жизненного цикла  объекта.

Во-вторых, происходит многократное повторение и тиражирование  однотипных ЧС, по причине отсутствия механизмов учета опыта расследования инцидентов, отказов и аварий в профилактике ЧС на стадиях проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации объекта.

Кроме того, можно отметить недостаточную эффективность  действующих служб мониторинга. Службы отслеживания фактической обстановки на предприятиях, как правило, ограничиваются фиксацией "физических" явлений  и процессов, они не встроены в  системы, обеспечивающие синтез и анализ наблюдений, принятие управленческих решений и корректировку собственной  деятельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава №4. Воздействия на окружающую среду.

Специфика строительства  трубопроводных объектов в газовой  промышленности в экологическом  плане характеризуется особыми  факторами: значительной линейной протяженностью магистральных трубопроводных систем, пожаро- и взрывоопасностью транспортируемых по трубопроводам продуктов, высоким уровнем энергонапряженности сооружаемых объектов, разнохарактерностью природных ландшафтов, в которых ведется строительство, географическими, геолого-минералогическими и другими факторами. Современный магистральный газопровод диаметром 1400 мм с рабочим давлением 7,5 МПа и протяженностью 1000 км представляет собой по существу взрывоопасный сосуд, разрушение которого даже на ограниченном участке связано с крупномасштабными экологическими потерями, связанными, в первую очередь, с механическими и тепловыми повреждениями природного ландшафта. Иные экологические последствия имеет аварийная ситуация на газопроводах. В этом случае доминирующую роль играет фактор глобального загрязнения водоемов и почв. Экологическое загрязнение в рамках понятия, определенного ЮНЕСКО, включает не только прямое, непосредственное введение сторонних веществ или энергии в окружающую среду, но и косвенное нарушение экологической целостности природного ландшафта, которое приводит к быстро или медленно проявляющемуся отрицательному последствию в отношении человека, и различных популяций флоры и фауны.

Характерной особенностью техногенного воздействия  газопровода на окружающую среду  является наличие термического влияния, связанного с возгоранием газа, а  также значительное нарушение целостности  почвенно-растительного покрова.

По своему характеру техногенное воздействие  на все компоненты природы является комплексным, поскольку затрагивает  биохимические процессы, происходящие в атмосфере, земле и водоемах. Например, загрязнение атмосферы  обусловлено сжиганием попутного  газа на факелах, выбросом газопродуктов в результате аварий и другими причинами.

Загрязнение рек и водоемов отрицательно сказывается  и на рыбных запасах региона.

Имеются также  просчеты в долгосрочном планировании. Из-за несовершенства или нарушений  природоохранной технологии разрушается  растительный покров, выгорает лес, ягельники  и т.д. К сожалению, система государственной (и тем более, ведомственной) природоохранной  службы не соответствует масштабам  нового хозяйственного освоения территории.

Самостоятельный вид техногенного воздействия на окружающую среду представляет работа компрессорных станций. По данным ВНИИ-газа основным загрязняющим веществом от КС являются окислы азота. Как показывает анализ, содержание этих выбросов в  зоне КС превышает максимально допустимые концентрации в атмосферном воздухе. Для ряда КС уровень загрязнения  составляет 40-60 ПДК на расстоянии от источника в среднем до 500 м.

При строительстве  и эксплуатации магистральных газопроводов возникают достаточно мощные такие  источники шума, как компрессорные  станции, аэропорты, вертолетные площадки, транспортные магистрали и т.д.

Для всех перечисленных  источников характерен высокий уровень  шума, значительно превышающий санитарные нормы, что создает неблагоприятные  условия для обслуживающего персонала  и для жителей близлежащих  районов, а также для обитания диких животных, рыб и птиц.

Исследования, проведенные на современных компрессорных  станциях, показали, что длительное воздействие шума вызывает различные  нарушения в организме человека, что приводит к профессиональным заболеваниям, общей и профессиональной нетрудоспособности. В частности, практически  невозможно разговаривать, когда уровень  шума на КС превышает 100 дБ.

Распугивая  диких зверей и заставляя их покидать место обитания, шум отрицательно влияет на структуру популяций, являясь  одной из причин переуплотнения новых  мест обитания и снижения продуктивности охотоугодий.

Оценка состояния  рек и ручьев, пересекаемых трассами газопроводов, указывает на следующие  виды воздействия газопроводов на русло  и поймы рек:

- чрезмерное  захламление русел остатками  строительных материалов (трубами,  пригрузами и др.);

- захламление  древесными остатками, заносимость, заиление и зарастание русел;

- разрушение  берегов и последующий размыв  траншей и прибрежной полосы;

- перекрытие (полное или частичное) русел  рек трубами газопровода (частично  вместе с пригрузами);

- перекрытие  русел рек временными притрассовыми дорогами;

- захламленность  пойм остатками строительных  материалов и древесными остатками;

- изрытость пойм;

- нарушение  задернованности прибрежной полосы и поверхности пойм;

Указанные воздействия, вызванные серьезными нарушениями  при строительстве трубопроводов, отступлениями от проектов и частично упущениями самого проекта, приводят к  стеснению руслового потока, нарушению  водного режима, повышению мутности воды, снижению рыбохозяйства иного значения рек.

К числу важнейших  факторов, отрицательно влияющих на рост и воспроизводство рыб в пределах региона относятся следующие:

- залповые  сбросы загрязняющих веществ  в результате аварийных ситуаций;

- сброс в  рыбохозяйственные водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод;

- заготовка  леса по берегам рек и сплав  его плотами;

- дноуглубительные  работы и заготовка песчано-гравийных  смесей в руслах рек, вызывающие  сильное замутнение воды;