管道與壓力容器平安〔第四講〕通過前面的調研和現場勘查，我們已經獲得了很多關于中緬管道的工程資料！相信同學們對中緬管道充滿了興趣，并急于獲得對中緬管道進行的完整的平安評價知識資料！現在，就請同學們跟我一起開始梳理資料，獲取更多關于平安評價的有用知識吧！

現在我們先回憶一下，在工程勘察和資料整理中，我們遇到的工程危險、有害因素有哪些？工程危險、有害因素天然氣主要危險性

天然氣屬易燃、易爆物質，極易在通常環境中引起燃燒和爆炸。逸散的天然氣和空氣混合，當濃度到達爆炸下限時，如遇明火就會發生爆炸，這是天然氣事故中危害與損失最大的一種；如果未到達爆炸下限，遇明火那么會發生燃燒。1)易燃性3)易擴散性2)易爆性表3.1-1天然氣中各主要組分根本性質(0℃，101.325kPa)組分項目甲烷乙烷丙烷正丁烷異丁烷其它烴類CH4C2H6C3H8C4H10i-C4H10C5-C11密度(kg/m3)0.721.362.012.712.713.45爆炸上限%(V)5.02.92.11.81.81.4爆炸下限%(V)15.013.09.58.48.48.3自燃點(℃)645530510490//理論燃燒溫度(℃)18302020204320572057/燃燒1m3氣體所需空氣量(m3)9.5416.723.931.0231.0238.18最大火焰傳播速度(m/s)0.670.860.820.82//

工藝過程危險、有害因素分析

工程危險、有害因素引發站場事故的主要危險、有害因素表現為：站內管道破裂、站場設備故障和設備泄漏等。2)儀表站內現場儀表是實現SCADA系統和ESD系統控制的關鍵。其中溫度檢測系統、壓力檢測系統、計量系統、火災報警系統、可燃氣體報警系統等與儀表的性能、使用及維護密切相關。當儀表故障或測量誤差過大，會造成誤判斷泄漏而切斷管道輸送；當發生較小的泄漏時，如不能及時發現，將會造成大的泄漏事故。1)站場設備由于中緬天然氣管道操作壓力較高，且有不均變化，因此存在著由于壓力波動、疲勞等引發事故的可能；假設設備選型不當，將直接關系到站場平安運行。各站場均有過濾設備，當過濾別離器的濾芯堵塞時，如果差壓變送計失靈，并且平安閥定壓過高或發生故障不能及時泄放，就會造成憋壓或泄漏事故。各站場計量、調壓系統的設備和儀表較多，假設這些設備和儀表失靈、法蘭安裝密封不可靠，可能發生泄漏事故。工程危險、有害因素3)公用工程系統如果出現停電時間過長或通訊系統故障，有可能對設備及管道運行帶來危害。4)工藝廢氣排放清管作業采用帶壓引球清管操作，會有少量輸送介質采用火炬燃燒放空的方式排出，排放量每次約幾十立方米。當管道發生事故需要事故排放時，排放氣量在0.648×104m3～2.594×104m3，采用火炬放空方式。一旦火炬系統出現故障，就要將管道中氣體直排進大氣，當這些氣體與空氣混合到達爆炸濃度極限時，存在爆炸危險。當管道運行壓力超過設定值時，會有泄壓排放，采用直接壓力保護閥泄壓方式，氣體直接排入大氣環境，也有發生爆炸的可能性。工程危險、有害因素5)固體廢物由于腐蝕和積累，天然氣輸送系統中會有一些固體廢物，主要成分是氧化鐵和少量的其他氧化物如氧化鎂、氧化錳、氧化鋁等。其中的細小粉塵可能會堵塞過濾別離器或小的出口孔。固體廢物中的硫化亞鐵是清管作業中容易產生的物質。硫化亞鐵具有自燃性，在常溫通風條件下能迅速氧化燃燒。6)噪聲站場內噪聲聲源主要為調壓系統、放空系統、清管系統和天然氣發電機等。調壓系統的噪聲值在70dB(A)～90dB(A)之間，其噪聲值不穩定，隨輸氣量的變化而變化，但操作人員每天接觸此噪聲的時間很短，因此不會對操作人員聽力造成損傷；作為備用電源的天然氣發電機在運行時噪聲比較大，清管系統、放空系統的噪聲也比較大，但它們都是間歇運行，使用頻率很低，故對操作人員聽力影響不大。氧化鐵工程危險、有害因素7)其他站場內還存在著操作人員意外傷害的可能，如接觸電氣設備時可能發生觸電事故；天然氣泄漏發生火災、爆炸或中毒窒息事故；承壓設備上的零部件固定不牢或設備超壓可能發生物體打擊事故；加熱設備運行時可能發生蒸汽泄漏事故，使操作人員遭受高溫灼傷。另外，站內控制系統還會受到直擊雷和感應雷的影響。尤其是在夏季雷電頻發的地區，站內極易發生因雷擊產生的控制系統元件損壞和強烈的信號干擾。長輸管道危險、有害因素分析

應力開裂危險性分析應力開裂是金屬管道在固定拉應力和特定介質的共同作用下引起，常見破壞形式是脆性斷裂，而且往往沒有預兆，對管道具有很大的破壞性。環境因素、材料因素、拉應力，其單方面或三方面都能引發管道的應力開裂。(1)環境因素環境溫度、濕度、土壤類型、地形、土壤電導率、CO2，以及水含量等對應力腐蝕將造成一定的影響。粘結性差的防腐層以及防腐層剝離區，易產生應力腐蝕破裂。工程危險、有害因素(2)材料因素應力腐蝕開裂與管材制造方法(如焊接方法)、管材種類及成分、管材雜質含量(大于200μm～250μm的非金屬雜質的存在會加速裂紋的形成)、鋼材強度及鋼材塑性變形特點有關。管道外表條件也對裂紋的產生起著重要作用。(3)拉應力主要包括制造應力、工作應力、操作應力、循環負荷、拉伸速率、次級負載等。CO2腐蝕失效該工程氣源天然氣組分中含有一定量的CO2(0.5mol%)，CO2為弱酸性氣體，它溶于水后形成H2CO3，對金屬有一定的腐蝕性。CO2腐蝕與管輸壓力、溫度、濕度等有關，隨著系統壓力的增加，而導致腐蝕的速度加快。CO2腐蝕的危害形態1)不均勻的全面腐蝕與點蝕CO2引起的腐蝕常常是一種類似潰瘍狀的不均勻全面腐蝕，嚴重時可能呈蜂窩狀，在金屬外表形成許多大小、形狀不同的蝕坑、溝槽等。幾乎所有的合金在CO2環境中都可以發生點蝕，其點蝕坑周邊銳利、界面清晰，可在較短的時間內完全穿透管壁。2)沖蝕管子截面變化部位和收縮節流部位的介質流速增高，CO2腐蝕加劇，如果氣流速度增加3.7倍時，那么其腐蝕速度增加5倍。3)應力腐蝕破裂在堿性介質中，CO2及碳酸鹽可造成碳鋼的應力腐蝕破裂。氧的存在會加劇這種破裂發生的可能。當介質的pH值升高時，CO2的腐蝕性減弱；當介質的流速增高時，CO2的腐蝕速度加劇。工程危險、有害因素3)溫度的影響溫度是影響CO2腐蝕的重要因素。溫度小于60℃時均勻腐蝕，其腐蝕速度受CO2擴散并進而生成H2CO3速度的控制，當溫度升高時，CO2的腐蝕速度急劇增加。4)介質的pH值與流速的影響當介質的pH值升高時，CO2的腐蝕性減弱；當介質的流速增高時，CO2的腐蝕速度加劇。工程危險、有害因素CO2腐蝕的影響因素1)材料因素

合金元素對材料的耐CO2腐蝕性能影響很大。有實驗證明，Cr、Co能提高材料的耐CO2腐蝕性能；C、Cu使材料的耐CO2腐蝕性能下降；Mo的影響不大；Ni含量小于5%時有害，含量大于5%時，可顯著提高材料的耐蝕性能。2)CO2的分壓及水的組成CO2的分壓對腐蝕速度影響最大，分壓越大，溶入介質中的CO2越多，溶液的pH下降，金屬的腐蝕速度越大。某些溶解物質對水具有緩沖作用，可阻止pH值降低，進而減少CO2的腐蝕。管道腐蝕穿孔埋地鋼質管道具有防腐層，使管道在埋地敷設時得到保護。但是，由于實際工作中防腐質量不能完全保證、管道施工可能造成防腐層機械損傷以及地質災害等因素可能造成防腐層破壞，導致管道腐蝕，引發事故。工程危險、有害因素管道材料缺陷或焊口缺陷隱患這類事故多因焊縫或管道母材中的缺陷在帶壓輸送中引起管道破裂。長輸管道施工中如組對不夠精細、焊接工藝欠佳，使得焊口質量難以到達預想的目標；如焊縫內部應力較大，材質不夠密實、均勻等，因而使其性能潛力未得到充分發揮(甚至未到達設計的使用年限)。管道運行中，受到頻繁的溫度波動、振動等作用，其焊縫處稍有細微之缺陷，易于引發裂紋。另外，管道的施工溫度與輸氣溫度之間存在一定的溫度差，造成管道沿其軸向產生熱應力，這一熱應力因約束力變小從而產生熱變形，彎頭內弧向里凹，形成折皺，外弧曲率變大，管壁因拉伸變薄，也會形成破裂。常見焊縫缺陷類型為：未熔合、夾渣、未焊透、裂紋和氣孔等。1)未熔合未熔合是指焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未能完全熔化結合的局部。分為根部未熔合、層間未熔合、坡口未熔合三種，其中根部未熔合出現幾率較大。未熔合屬于面狀缺陷，易造成應力集中，危害性僅次于焊接裂紋。產生原因主要是由于焊接電流過小、焊速過快，熱量不夠或者焊條偏離坡口一側，使母材或先焊的焊道未得到充分熔化金屬覆蓋而造成；此外，母材坡口或先焊焊道外表有銹，氧化鐵、熔渣及污物等未去除干凈，焊接時溫度不夠，未能將其熔化而蓋上了熔化金屬亦可造成；起焊溫度低，先焊的焊道開始端未熔化。焊條擺動幅度太窄等也是造成未熔合缺陷的一個原因。工程危險、有害因素管道材料缺陷或焊口缺陷隱患主要表現在：

2)夾渣夾渣是指焊接熔渣殘留于焊縫金屬中的現象，其是較為常見的缺陷之一，產生位置具有不確定性。夾渣的產生原因主要是操作技術不良，使熔池中熔渣在熔池冷卻凝固前未能及時浮出而存在于焊縫中。層間清渣不徹底，焊接電流過小是產生夾渣的主要原因。圖為職工們正在檢查焊口3)未焊透未焊透是指焊接時，接頭根部未完全熔透的現象，通常長度較長。未焊透產生的原因主要是組對時局部對口間隙過小、焊接電流過小，造成輸入熱量缺乏，電弧未能完全穿透，易形成未焊透缺陷；此外，個別位置錯邊量較大，電弧只熔合了較高一側的母材，較低一側因電弧吹不到也易產生未焊透缺陷。工程危險、有害因素4)裂紋裂紋是指在焊接應力及其他致脆因素共同作用下，金屬材料的原子結合遭到破壞，形成新界面而產生的縫隙。裂紋是焊接接頭中最危險的缺陷，也是長輸管道焊接中經常遇到的問題。5〕氣孔氣孔是指在焊接過程中，熔池金屬中的氣體在熔池凝固前未能及時逸出，而殘留于焊縫金屬中(內部或外表)所形成的孔穴。雷電侵害工程危險、有害因素管道在經過瀾滄江時采用跨越方式，架空局部和地面局部(如跨越管段、站場管道和工藝設施)，相對于整個埋地管道而言都是優良的接閃器，在附近空中有云存在的情況下，可能形成一個感應電荷中心，從而遭受直擊雷的威脅。管道不僅會感應正雷，還會感應負雷。正雷和負雷對管道，特別是對陰極保護設備的運行存在著不同程度的影響。當管道上空形成雷云時，其下面大面積形成一個靜電場，埋地管道也同大地一樣外表感應出相反的電荷，當電荷積聚到一定程度而又具備了放電條件時，會出現一次強烈的放電過程。但是，由于三層PE優良的絕緣性能，管道電荷的泄放速度很慢，一旦發生管道局部的放電，管道內形成一股強大的電流(涌浪)。對于絕緣性能很好的管道，這種涌浪在管道或接觸不良的部位產生高壓，引起第二次放電。地震、洪水、崩塌、泥石流、冰凍雪災等自然災害和第三方破壞都可能破壞管道，造成天然氣泄漏等事故。工程危險、有害因素自然災害及第三方破壞中緬油氣管道在我國云南瑞麗～安順段采用并行敷設，對于盾構、隧道和跨越等穿跨越點采用油氣管道合建方式，對于地形狹窄、管道需要經過坡度較陡的橫坡地段時，采用油氣管道別離建設的方式；安順～南寧末站段線路由于油氣管道已經別離，中緬天然氣管道單獨建設。中緬油氣管道長距離并行敷設，施工時特別是石方段爆破施工可能對已建管道平安造成一定影響。運行過程中，中緬油氣管道各自使用一套陰極保護系統，不同陰極保護系統間有可能存在相互干擾，影響管道防腐。同時管道運行中如果出現油氣泄漏、火災、爆炸等事故，可能涉及到相鄰管道的平安。工程危險、有害因素

管道并行重大危險源是指生產、運輸、使用、儲存危險化學品或者處置廢棄危險化學品，且危險化學品的數量等于或者超過臨界量的單元。按照?重大危險源辨識?(GB18218-2000)和?關于開展重大危險源監督管理工作的指導意見?(安監管協調字[2004]56號)的要求，進行重大危險源辨識。工程危險、有害因素

重大危險源辨識辨識標準對于長輸管道，符合以下條件之一為重大危險源：1)輸送有毒、可燃、易爆氣體，且設計壓力大于1.6MPa的管道；2)輸送有毒、可燃、易爆液體介質，輸送距離大于等于200km且管道公稱直徑≥300mm的管道。辨識結果根據上述辨識標準，中緬天然氣管道工程一干四支工程的輸氣管道系統構成重大危險源。工程沿線自然災害、社會危害因素分析

社會環境概況沿線地震與活動斷裂帶水文沿線氣象情況沿線地形地貌

地質災害和不良工程地質現象分析云南省中緬天然氣管道西起中緬交界的云南瑞麗，東至云、貴兩省交界勝境關附近，線路所經區域地貌類型復雜多樣，地質災害類型有滑坡(滑坡群)、崩塌、泥石流、采空塌陷、潛在不穩定斜坡等五種類型，其中以滑坡數量最多，共108處，占總數的48.87%。工程危險、有害因素HP100管道管道HP101圖4.3-1色爾沖滑坡管道圖4.3-3雙溝河泥石流堆積區管道敷設——敷設方式活動性沖溝采砂(石)場膨脹土紅粘土軟土砂土液化不良工程地質現象評價單元的劃分與評價方法選擇?平安預評價導那么?(AQ8002-2007)第4.2條規定：“評價單元劃分應考慮平安預評價的特點，以自然條件、根本工藝條件、危險、有害因素分布及狀況、便于實施評價為原那么進行〞。單元劃分原那么通過將裝置劃分為不同類型的單元，可對其不同危險性特性分別進行評價，根據評價結果，有針對性地采取不同的平安對策措施，從而在確保平安的前提下節省投資。否那么，整個裝置或裝置的大局部就會帶有裝置中最危險單元的特性。為了降低裝置的危險性，就必須增加平安措施，其結果是投資增大。大多數生產裝置都包括許多單元，但只評價那些從損失預防角度來看對工藝有影響的單元，這些單元稱為恰當工藝單元，簡稱為評價單元。單元是裝置的一個相對獨立的組成局部。所謂獨立局部，一是指布置上的相對獨立性，即與裝置的其它局部之間有一定的平安距離，或由防火墻、防火堤等屏障相隔開；二是指工藝上的不同性，即一個單元在一般情況下是一種工藝。(1)潛在化學能；(2)工藝單元中危險物質的數量；(3)資金密度；(4)操作壓力和操作參數；(5)導致火災、爆炸事故的案例資料；(6)對裝置操作起關鍵作用。一般情況下，工藝單元各類參數的數值越大，其評價必要性越大。某些區域或崗位內的關鍵設備或單機設備一旦遭受破壞，就可能導致停產數日，即使極小的火災、爆炸，也可能因停產而造成重大損失。因此，關鍵設備的損失成為選擇評價單元的重要因素。評價單元劃分與評價方法選擇選擇評價單元的主要參數包括：劃分評價單元的一般性原那么：評價單元的劃分應使評價單元相對獨立，具有明顯的特征界限。一般應按生產工藝功能、生產設施設備相對空間位置、危險有害因素類別及事故范圍來劃分。評價單元選擇除考慮上述主要參數外，還應遵循以下原那么：(1)具有相似工藝過程的裝置(設備)應劃分為一個單元；(2)場所(地理位置)相鄰的裝置(設備)劃為一個單元；(3)獨立的工藝過程可劃為一個單元。評價單元劃分與評價方法選擇例如：1、一個廠房建有包括三個工段的生產線，可據情將其劃分為〔A一個評價單元.〕A、一個評價單元B、兩個評價單元C、三個評價單元D、三個評價單元以上

本工程的評價范圍為中緬天然氣管道工程中國境內段工程，包括一條干線、四條支線(瑞麗～貴陽～南寧干線、麗江支線、玉溪支線、桂林支線、北海支線和防城港支線)工程的長輸管道，站場，閥室及包括消防、自控、通信、供水、供電等在內的配套公用工程。根據評價范圍，并依據本工程的工藝流程特征、裝置(設備)平面布局，參照單元劃分原那么，將本工程劃分為以下四個評價單元評價單元劃分與評價方法選擇評價單元劃分表5.1-1評價單元劃分序號評價單元1線路部分2站場部分3配套工程4安全管理評價方法選擇對于不同的評價對象、不同的物質特性、不同的生產工藝和設備、不同事故類別及事故模式，所采取的評價方法應有所區別，然而由于各種危險因素和事故的影響往往都是互相關聯的，所以各種評價方法通常也是互相聯系的。5.2.1評價方法選擇評價中，首先對國內外與本工程類似長輸管道事故進行統計與分析，歸納出管道事故引發原因。對站場具有火災、爆炸危險特性的評價單元采用火災、爆炸危險指數(DOW七版)定量評價，并利用DNV軟件對站場進行風險后果定量評估。對長輸管道評價包括進行管道風險評價，確定出風險沿長輸管道的分布；對管線所經的人口稠密地區的管段進行管道泄漏擴散擴展災害評估。同時根據平安檢查表法站場和管道及配套工程進行檢查評價。根據評價單元的劃分結果，針對本工程特點，選取類比分析法、平安檢查表法、故障樹分析法、道化學公司火災爆炸危險指數評價法、SAFETI評價法、EST管道風險評價法、油氣泄漏擴散擴展災害評估法等方法對輸氣站場局部和長輸管道局部進行定性、定量評價。評價方法簡介2)平安檢查表法平安檢查表是系統平安工程的一種最根底、最簡便、廣泛應用的系統危險性評價方法。是為了系統地找出系統中的不平安因素，把系統加以剖析，列出各層次的不平安因素，然后確定檢查工程，并按系統的組成順序編制成表，以便進行檢查或評審。本次評價采用的平安檢查表，是依據?石油天然氣工程設計防火標準?(GB50183-2004)和?輸氣管道工程設計標準?(GB50251-2003)等標準、標準的要求，針對本工程實際情況，編制完成的，并依據此平安檢查表進行現場檢查、評價。主要檢查內容包括管道線路(包括路由、管材、防腐、附屬等)、輸氣站場(選址、總平面布置、工藝流程、設備)、自控、消防、公用工程(供配電、給排水、通信、防雷防靜電)等各方面。1)類比分析法搜集國內外長距離輸氣管道在建設、運行中發生的事故，并結合所評價管道工程的輸送介質、工藝特點以及管道所經地區的自然環境、社會環境條件，有針對性地進行事故原因分析。類比分析的結果不僅可以防范事故發生，也可為管道工程管理人員制定相關平安技術規程提供依據。注意：按裝置和物質特性劃分評價單元，其中可分為：A、按裝置工藝功能劃分；

B、按布置的相對獨立性劃分；

C、按工藝條件劃分；

D、按潛在化學元素能、毒性和物質的數量劃分；

E、按事故損失程度或危險性劃分

注意：平安評價根本原理有：A、相關性原理；B、類推性原理；

C、慣性原理；

D、量變到質變原理。

3)故障樹分析法運用系統平安工程原理，對本工程長輸管道失效和工藝站場火災爆炸事故進行故障樹分析，歸納出可導致各類事故發生的各種根本領件或原因，提出針對性的預防或處理措施。評價方法簡介4)道化學公司火災、爆炸危險指數評價法道化學公司火災、爆炸危險指數評價方法(第七版)是依據以往的事故統計資料、物質的潛在能量和現行的平安措施情況，利用系統工藝過程中的物質、設備、物料量等數據，通過推算公式，對系統工藝裝置及所含物料的實際潛在火災、爆炸危險進行客觀評價的一種方法。這種方法具有簡捷明了、方便實用的特點，目前已在國內外得到廣泛應用。5)量化風險評估(QRA)法該方法采用挪威DNV公司開發的、在國際上較為權威、先進的量化風險評估計算軟件，根據火災、爆炸事故的數學模型，計算事故對人員傷害范圍以及對事故風險進行預測。事故的數學模型包括液體泄漏模型、氣體泄漏模型、池火火焰與輻射強度模型、火球爆炸傷害模型、爆炸沖擊波傷害模型、蒸汽云爆炸破壞模型等。評價方法簡介6)EST管道風險評估法采用國際上先進的EST專家評分法，結合可研資料、現場資料、國內外同類管道運行經驗，對該工程長輸管道沿線不同管段的風險程度進行量化打分，并進行分析、比較，找出風險存在的原因，提出降低風險的措施，為降低管道風險提供決策依據，到達合理運用人力、物力資源，減小風險的目的。7)油氣泄漏擴散擴展災害評估法借鑒天然氣泄漏模式、擴散模式并在以往管道事故分析的根底上，根據長輸管道事故泄放口大小，評估本工程長輸管道的典型管段發生天然氣泄漏事故后形成的火災爆炸危害區域和中毒區域面積，對本工程平安運行、保護周邊環境及民眾平安等提供參考和依據。評價方法簡介1預評價階段危險有害因素的辯識應側重于〔A物的不平安因素、C環境的不良影響〕。

A、物的不平安因素B、人的不平安因素C、環境的不良影響D、管理缺陷

考考你2液體易燃性是以閃點作為標準劃分的，國家標準規定，液體閃點符合〔A閃點≤－18℃;B－18℃＜閃點＜23℃;C23℃≤閃點≤61℃的為易燃液體，閃點符合〔A閃點≤－18℃;B－18℃＜閃點＜23℃〕的為一級易燃液體。A、閃點≤－18℃B、－18℃＜閃點＜23℃C、23℃≤閃點≤61℃3建設工程勞動平安衛生預評價是根據建設工程〔A可行性研究報告〕的內容，運用科學的方法進行評價。A