输气管道的危险性分析及对策措施研究-安全工程课程设计

输气管道的危险性分析及对策措施研究-安全工程课程设计内容摘要：

长期冲刷，管道附近土层的运移等都可能直接导致管线失效。 管道上方车辆活动过频，或大型的地面设施使得管道负载过重造成失效。 第三方破坏因素分为以下六个方面进行评价：最小埋深因素、活动水平、管道地上设备因素、公众教育因素、线路状况、巡线状况。 ① 最小埋深因素 对于某段管线来说，其最大的潜在危害就是最小深度的覆盖层，而不考虑别处的深度如何，故不采用平均深度去衡量整条管道。 对于陆上管道最小埋深，当有涂层或钢套管时，相当于增加埋深，减小第三方破坏。 ② 活动水平 活动水平是指人在管道 附近的活动状况，如建设活动、铁路及公路的状况、附近有无埋地设施等。 调查表明，活动水平与第三方破坏的潜在危险有密切的关系，活动水平越高，则第三方破坏性越大。 ③ 管道地上设备 线路上的地上设备，如干线截断阀等，有时会被车辆破坏或被过往行人有意无意地破坏，都是造成第三方破坏的因素。 ④ 公众教育因素 第 l 等级（大）：在附近居民对“管道法”及管道常识的认识良好，经常发生附近居民故意破坏管道情况； 第 2 等级（中等）：附近居民对“管道法”及管道常识的认识较好，附近居民曾有故意破坏管道情况发生； 第 3 等级（小）：附 近居民对“管道法”及管道常识的认识良好，无附近居民故意破坏管道情况发生 ⑤ 线路状况 线路状况是指沿线的标志是否清晰，以便第三方能清楚地知道管道的位置，引起注意，防止破坏管道。 第 1 等级（很大）：管道沿线无标记； 第 2 等级（较大）：并非全部标志清楚，穿越点标志不全； 第 3 等级（较小）：标志清楚，但并非从各个角度都能看见（包括空中），在铁路、公路、沟渠、河流 穿越点均有明确标志； 第 4 等级（很小）：标志清楚，且从空中（巡线直升飞机）和地面的不同角度、方向均能看清，在铁路、公路、沟渠、河流穿越点均有 明确标志 ⑥ 巡线状况 线路状况按以下两方面划分等级：巡线频率和巡线员工素质。 1）巡线频率 第 l 等级（很大）：无巡线；第 2 等级（大）：每月少于 1 次； 10 第 3 等级（较大）：每月少于 4 次 大于 1 次； 第 4 等级（中等）：每周巡线 1 次； 第 5 等级（较小）：每周巡线 3 次； 第 6 等级（小）：每周巡线 5 次； 第 7 等级（很小）：每日巡线。 2）巡线员工素质 第 1 等级（大）：巡线员工无巡线经验或未经上岗培训； 第 2 等级（小）：巡线员工经验充足，经过岗前培训，责任心强 另外，自然灾害也是第三方破坏，自然灾害的发生均直接对管道的破坏基本上都是毁坏性的。 一旦自然灾害发生，都可能导输气管道损坏，引发火灾，喷射物引起破坏等大型事故，不但造成巨大的经济损失，而且会严重污染环境。 因此要加强对自然灾害的预测，并做好防备。 自然灾害的主要影响因素有雷电、地震、滑坡、地面沉降洪水、台风和土地沙化水土流失。 这些因素都不能在临时在预防，我们只能通过长久做好预防的措施来避免或是减小损失。 11 管道危险性 PHA 分析 因为本文研究为管道危险性分析及应对措施，所以选择使用预先危险性分析法（ PHA)来对管道系统进行危险性分析。 21. 管道危险性 PHA 分析 危险、有害因素 触发事件 现象 形成事故原因 事故模式 事故后果 事故等级 措施 输气管道发生穿孔或破裂 严重腐蚀 内腐蚀 土壤腐蚀 措施失效 水互相反应发生腐蚀 细菌互相催化引起腐蚀 外土壤含金属盐较多，构成原电池引起电化学腐蚀 引起有毒害液体气体发生泄漏，严重时发生爆 炸 财产损失，人员伤亡，造成严重经济损害 III 1. 对管道的阴极保护的效果进行定期检查，防止出现时效的情况；并对管线环境中埋设腐蚀片，对管线的外腐蚀状况进行分析，对防腐层进行定期的检测、分析和维护 2. 改善内输物质脱水工艺提高脱水质量，并可加缓蚀剂；对脱水与缓蚀剂实际效果进行定期检测与分析，根据管内管线实际情况并选择合适类型的清管器进行定期清管 12 危险、有害因素 触发事件 现象 形成事故原因 事故模式 事故后果 事故等级 措施 输气管道发生穿孔或破裂 管材存在缺陷 初始就存在缺陷 施工存在缺陷 时质量差 时出现不当问题 选择不当 机械性能差 时出现气孔、夹渣、未焊透以及未融合等现象 引起有毒害液体气体发生泄漏，严重时发生爆炸 财产损失，人员伤亡，造成严重经济损害 III 量过硬的管材 材时使用专用交通工具 工环境以及工程要求等合理选择管材 得当处理管材，让技术熟练工处理管材焊接等问题 13 危险、有害因素 触发事件 现 象 形成事故原因 事故模式 事故后果 事故等级 措施 输气管道发生穿孔或破裂 第三方破坏 破坏因素 环境破坏因素 深埋深度不够 活动水平不定 地上设备发生意外 教育因素缺失 状况不理想 巡视出现问题 各种不可抵挡以及预测的自然灾害 引起有毒害液体气体发生泄漏，严重时发生爆炸 财产损失，人员伤亡，造成严重经济损害 III 对管道及管道标志物进行定期检测 ,保证管道正常运行和管道上面的标志清晰明了；加强力度制止管道上方的违章建筑和违章施工；提高巡线的频率和周边居民的法律意识。 14 事故树简介 概述 事故树分析 法（ Accident Tree Analysis，简称 ATA）起源于 故障树分析法 （简称 FTA）。 它从一个可能的事故（顶事件）开始，自上而下、一层一层地寻找顶事件的直接原因事件和间接原因事件，知道基本原因事件（基本事件），并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来 [7]。 它 是 安全系统工程 的重要分析方法之一，它能对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因 ，而且能深入地揭示出事故的潜在原因。 用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析。 事故树分析法直观性强，灵活性好，不仅可反映系统内的事故因素关系，而且能反映出系统外部因素环境因素和人为差错等的影响。 不仅可以分析某些事故对系统的影响，还可以对导致这些事故的特殊原因进行分析。 分析的过程，是对系统深入认识的过程，它要求分析人员要把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，以便在分析过程中发现并及时解决问题，从而提高系统可靠性 [13]。 事故树的基 本程序 事故树是根据系统可能发生的事故或已经发生的事故所提供的信息，去寻找同事故发生有关的原因，以便采取有效地防范措施，防止事故发生。 事故树一般可按照下述步骤进行。 在具体分析过程中，分析人员可根据实际条件或资料的掌握程度选取其中若干步。 ①准备阶段 ②编制事故树 ③事故树定性分析 ④事故树定量分析 ⑤事故树分析的结果总结与应用 事故树分析法的分析程序 事故树分析虽然根据对象系统的性质、分析目的的不同，分析的程序也不同。 但是，一般都有下面的十个基本程序。 有时，使用者还可根据实际需要和要求，来确定分析 程序。 要求要确实了解系统情况，包括工作程序、各种重要参数、作 业情况。 必要时画出工艺流程图和布置图。 要求在过去事故实例、有关事故统计基础上，尽量广泛地调查 所能预想到的事故，即包括已发生的事故和可能发生的事故。 所谓顶上事件，就是我们所要分析的对象事件。 分析系 统发生事故的损失和频率大小，从中找出后果严重，且较容易发生的事故，作为分析的顶上事件。 根据以往的事故记录和同类系统的事故资料，进行统计分析， 求出事故 发生的概率 (或频率 )，然后根据这一事故的严重程度，确定我们要控制的事故发生概率的目标值。 15。 调查与事故有关的所有原因事件和各种因素，包括设备故障、机械故障、操作者的失误、管理和指挥错误、环境因素等等，尽量详细查清原因和影响。 根据上述资料，从顶上事件起进行演绎分析，一级一级地找 出所有直接原因事件，直到所要分析的深度，按照其逻辑关系，画出事故树。 根据事故树结构进行化简，求出最小割集和最小径集，确定各基本事件的结构重要度排序。 首先根据所调查的情况和资料，确定所有原因事件的发生概率，并标在事故树上。 根据这些基本数据，求出顶上事件 (事故 )发生概率。 要根据可维修系统和不可维修系统分别考虑。 对可维修系统，把求出的概率与通过统计分析得出的概率进行比较，如果二者不符，则必须重新研究，看原因事件是否齐全，事故树逻辑关系是否清楚，基本原因事件的数值是否设定得过高或过低等等。 对不可维修系统，求出顶上事件发生概率即可。 定量分析包括下列三个方面的内容： 1) 当 事故发生概率超过预定的目标值时，要研究降低事故发生概率的所有可能途径，可从最小割集着手，从中选出最佳方案。 2) 求各基本原因事件的临界重要度系数，从而对需要治理的原因事件按临界重要度系数大小进行排队，或编出安全检查表，以求加强人为控制。 事故树分析方法原则上是这 10 个步骤。 但在具体分析时，可以根据分析的目的、投入人力物力的多少、人的分析能力的高低、以及对基础数据的掌握程度等，分别进行到不同步骤。 事故树编制注意事项 从编制的事故树中，可以得出如下基本认识： 事故树结构上看，从顶端事件向下有许多层次，层次距离顶端事件越近， 则在那一层上的事件只要一发生，就可能导致事故的发生，其危险性越大而距离顶端事件越远的层次，其危险性相对较小。 “与门”下面所连接的事件必须同时发生才能有输出，因此能起到控制的作用。 而“或门”下面所连接的任何事件只要一发生，都能有输出，因此，“或门”只是一个通道，下面所连接的事件只要一个发生，上一层的事件就会发生，不能起到控制作用，危险性大。 事故树中“或门”越多，危险性就越大。 ，中间事件虽然 距顶端事件近，但其本身并不是独立的因素，而是受到若干原因事件的影响，所以要控制和防止顶端事件的发生，应从基本事件着手采取措施。 “或门”和几个中间事件相连时，任何一个中间事件发生，顶端事件都会发生，因此要特别注意频率高的中间事件。 输气管道危险性事故树的建立 根据事故树顶端事件的确定原则根据可能发生事故的危险程度，把对系统影响大的灾害或事故作为分析对象，即顶事件。 顶事件是事故树分析的起点和主体。 确定顶事件 16 应针对分析对象的特点，抓住主要的危险事故状态，按照一种事故编制一个树的原 则进行具体分析。 输气管道发生危险事故原因形式主要有两种就是穿孔和开裂。 根据前面的原则，为了把输气管道发生危险事故的原因分析的更加透彻，就选择两种失效形式作为顶端事件，构建两个事故树。 而引起输气管道发生危险事故最主要的原因就是第三方破坏、腐蚀、管材缺陷和自然灾害等，这些原因中任何一个出现均会导致输气管线出现相关事故。 然后再以这些原因为次顶事件，采用类似方法继续深入分析，直到找到代表各种事故事件的基本事件为止。 表为事故树对应的基本事件列表，图为输气管道失效的事故树示意图。 当然，在进行具体管线分析时可以根据管段实 际情况增加或删除事件。 管道穿孔以及开裂事故树的建立 根据前面分析输气管道失效的原因，以管道穿孔为顶事件建立事故树如下： 图 31 A1 + B1 B2 + C1 C2 + C3 C4 1 2 3 4 17。