油气输送管道失效事故及典型案例.doc

焊管· 第28卷第4期· 2005年7月 油气输送管道失效事故及典型案例 李平全 (中国石油天然气集团公司管材研究所，西安710065) 摘 要：简要介绍了油气输送管道的失效及预防、国外失效事故报告规定。着重介绍了油气 输送管道失效事故的类型及国内外典型案例。建议加强油气输送管道的安全管理和事故报告 规程。 关键词：油气输送管道；失效原因；失效类型；典型案例 · 博 中图分类号：TE973文献标识码：B文章编号：1001— 3938(2005)04一(D76— 09 0前言 长度达13 km。我国已发生的管道断裂事故，多 属脆性断裂。迄今为止，我国最大的一次输油管 道脆性断裂事故是1974年冬在大庆至铁岭输油 油气输送管道是五大运输产业之一。我国现 有油气长输管道3万多千米，油田内部集输管网 管道复线进行气压试验时发生的，当时大气温度 10万多千米。未来五年，我国油气长输管道尤其 为一25一一30℃，钢管材料为16Mn，爆破时环向 是天然气管道和城市输气管网将会有很大的发 应力接近sMYs，断口几乎全部为脆性断口，裂缝 展。化工危险流体管道、工艺管道，矿浆管道，汽、 长度约2 km。另据四川石油管理局统计，四川气 水管道等也是输送管道重要的组成部分。管道输 田1970— 1990年间共发生100余次输气管道断 送已成为一种不可替代的运输方式。 裂事故，大都是焊缝处脆性开裂。 美国运输安全委员会和管线安全办公室对历 脆性断裂的产生是由于在承压状态下，管道 史上运输事故的资料统计表明，在42986起运输 工作温度低于钢管材料的韧脆转变温度(FATr) 事故中，高速公路事故41611起，占95％；其他事 所致。随着冶金技术的进步，管线钢的FArITI’大 故占5％，其中包括航空事故691起，海上事故 幅度下降。近年来，脆性断裂事故逐渐减少。 853起，铁路事故805起，管道输送事故26起(其 1．2韧性断裂 中输气管线事故2起)。可见管道输送方式是五 由于管径增加，输送压力提高，引发了一系列 大运输产业中最安全的。 延性断裂事故，促使了这一领域研究工作的开展， 研究的重点是延性断裂的启裂、扩展和止裂。由 1油气输送管道的失效及预防 于钢管制造、施工等方面的原因，以及可能存在的 腐蚀坑、应力腐蚀、腐蚀疲劳裂纹，大大增加了启 1．1脆性断裂 裂(Initiation of fracture)的可能性。因此，在研究 随着管道的大量敷设，管道事故也屡有发生， 材料韧性与临界裂纹尺寸相关性的同时，人们更 往往造成灾难性后果。因此现代管道工程把安全 加重视裂纹失稳扩展的防止。 性和可靠性摆到首位。最早有文献记载的管道事 1．3失效事故报告规定 故是1950年美国一条直径为762 mm的管道在 为加强管道运行的安全管理，美国运输部规 试气时发生破裂。在这之后又发生过许多管道断 定下述任一后果的事故要向管理部门报告：①有 裂事故。1960年，美国Trans— Western公司一条 人员死亡；②有需要住院治疗的人身伤害；③评估 X56钢级的妒62 mlTl输气管道在低于屈服应力 财产损失大于50000美元。 下(为最低屈服极限的63％)发生脆性破裂，破裂 欧洲油公司环境、健康、安全组织则规定任何 万方数据  第28卷第4期 李平全：油气输送管道失效事故及典型案例 泄漏量超过1 m3的事故(1990～1995年平均泄 断裂破坏。按其断裂机制分为脆性断裂、延性断 漏量为200 m3)均应报告。 裂、失稳变形破坏；按失效先后分为服役前试压 我国正在强化和完善管道安全法规，建立制 失效和在役失效；按失效原因分为机械损伤、材料 定一个比较适合我国国情的事故报告规定，对于 缺陷和焊接缺陷引起失效、环境引起的腐蚀开 加强安全管理和事故的统计分析和预防是一项重 裂、自然灾害引起失效、失稳变形破坏、第3方活 要的基础性工作。 动引起失效等。综合这些分类方法，以失效原因 分类为主，油气输送管道失效分类如下。 2失效事故原因 3．1管道服役前试压失效 (1)机械损伤一管体缺陷； 美国管道安全办公室数据表明，美国管线总 (2)运输途中产生的疲劳裂纹； 长度为320 x 104 km。1985— 2003年，共发生了 (3)材料缺陷一管体缺陷； 6300起事故，其中400起有死亡事故，2200起有 (4)焊接缺陷～埋弧焊焊接区裂纹、未完全 人身伤害事故。1985年至1996年管道事故原因 熔合、未焊透、气孔、夹渣、焊缝外表面裂纹，电焊 分析见表1。 管(ERW、HFW)焊线夹杂冷焊、接触烧伤、毛刺过 表1美国1985— 1996年管道失效事故原因 大、硬块，现场施工焊缝未焊透、未完全熔合、焊缝 裂纹、热影响区裂纹。 3．2管道在役失效 (1)机械损伤造成管体缺陷：