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油气输送管道失效事故及典型案例 ? 76?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●— 一 ( 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 中图分类号:TE973文献标识码:B文章编号:1001—3938(2005)04—0076—09 O前言 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 l0万多千米.未来五年,我国油气长输管道尤其 是天然气管道和城市输气管网将会有很大的发 展.化工危险流体管道,工艺管道,矿浆管道,汽, 水管道等也是输送管道重要的组成部分.管道输 送已成为一种不可替代的运输方式. 美国运输安全委员会和管 安全办公室对历 史上运输事故的资料统计表明,在42986起运输 事故中,高速公路事故4l611起, 占95%;其他事 故占5%,其中包括航空事故691起,海上事故 853起,铁路事故805起,管道输送事故26起(其 中输气管 事故2起).可见管道输送方式是五 大运输产业中最安全的. 1油气输送管道的失效及预防 1.1脆性断裂 随着管道的大量敷设,管道事故也屡有发生, 往往造成灾难性后果.因此现代管道工程把安全 性和可靠性摆到首位.最早有文献记载的管道事 故是1950年美国一条直径为762mm的管道在 试气时发生破裂.在这之后又发生过许多管道断 裂事故.1960年,美国Trans.Western公司一条 X56钢级的62mm输气管道在低于屈服应力 下(为最低屈服极限的63%)发生脆性破裂,破裂 长度达13km.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 管道复线进行气压试验时发生的,当时大气温度 为一25一一30℃,钢管材料为16Mn,爆破时环向 应力接近SMYS,断口几乎全部为脆性断口,裂缝 长度约2km.另据四川石油管理局统计,四川气 田1970— 1990年间共发生100余次输气管道断 裂事故,大都是焊缝处脆性开裂. 脆性断裂的产生是由于在承压状态下,管道 工作温度低于钢管材料的韧脆转变温度(FATF) 所致.随着冶金技术的进步,管线钢的FArrr大 幅度下降.近年来,脆性断裂事故逐渐减少. 1.2韧性断裂 由于管径增加,输送压力提高,引发了一系列 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 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 裂(Initiationoffracture)的可能性.因此,在研究 材料韧性与临界裂纹尺寸相关性的同时,人们更 加重视裂纹失稳扩展的防止. 1.3失效事故报告规定 为加强管道运行的安全管理,美国运输部规 定下述任一后果的事故要向管理部门报告:①有 人员死亡;②有需要住院治疗的人身伤害;③评估 财产损失大于50000美元. 欧洲油公 环境,健康,安全组织则规定任何 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1m的事故(1990～1995年平均泄 漏量为200m)均应报告. 我国正在强化和完善管道安全法规,建立制 定一个比较适合我国国情的事故报告规定,对于 加强安全管理和事故的统计分析和预防是一项重 要的基础性工作. 2失效事故原因 美国管道安全办公室数据表明,美国管线总 长度为320×10km.1985～2003年,共发生了 6300起事故,其中400起有死亡事故,2200起有 人身伤害事故.1985年至1996年管道事故原因 分析见表1. 表1美国1985— 1996年管道失效事故原因 据欧洲油公 环境,健康,安全组织对欧洲 1971～1995和1971～2000年欧洲管道失效事故 原因的分析,结果见表2. 表2欧洲管道失效事故原因分析 断裂破坏.按其断裂机制分为脆性断裂,延性断 裂,失稳变形破坏;按失效先后分为服役前试压 失效和在役失效;按失效原因分为机械损伤,材料 缺陷和焊接缺陷引起失效,环境引起的腐蚀开 裂, 自然灾害引起失效,失稳变形破坏,第3方活 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. 3.1管道服役前试压失效 (1)机械损伤一管体缺陷; (2