事故树分析法在油气输送管道泄漏事故中的应用.pdf

第 4 3卷第 7期 2 0 1 4年 7月 当 代 化 工 C o n t e mp o r a r y C h e mi c a l I n d u s t r y V O ] ． 4 3 ． N O ． 7 J u l y，2 0 1 4 事故树分析法在油气输送管道泄漏事故中的应用 陈广芳，谢 禹钧 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 1 摘 要 泄漏是油气管道输送过程中常见的典型事故，更是引起其他重大后果的主要原因。运用事故树 分析法对油气输送管道的泄漏问题进行了侧重性分析，重点探讨了其发生影响模式，得出材料的耐腐蚀性为主 要因素，并由此提m了针对性的对策措施 ，为更好地实施油气输送管道的安全运行提供了更加全面的理论和数 据支持 。 关键词 事故树分析法 ；泄漏 ；油气输送管道 中图分 类号 T E 8 3 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 4 0 7 1 3 4 2 0 3 Appl i c a t i o n o f Fa u l t Tr e e Ana l y s i s i n Oi l a n d Ga s Pi pe l i n e s Le a ka g e C H E N Gu a n g -f a n g ，X I E Y u -j u n L i a o n i n g S h i h u a Un i v e r s i t y , Li a o n i n g F u s h u n 1 1 3 0 01 ，Ch i n a Ab s t r a c t T h e l e a k a g e i s a c o mm o n t y p i c a l a c c i d e n t i n o i l a n d g a s p i p e l i n e s ， a n d a l s o i s a n i mp o r t a n t r e a s o n t o l e a d t o o t h e r ma j o r d i s a s t e r s ． I n t h i s p a p e r , a c o mp r e h e n s i v e a n a l y s i s o f l e a k p r o b l e m o f o i l a n d g a s p i p e l i n e wi t h f a u l t t r e e a na l ys i s wa s c a r r i e d o u t ，a nd d e ve l op me nt mo de l o f oi l a nd g a s p i pe l i ne l e a k ac ci d e nt s wa s d i s c us s e d q ua l i t a t i ve l y ，a n d i t ’ S p o i n t e d o u t t h a t t h e c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o f p i p e m a t e r i a l i s t h e ma j o r f a c t o r ．A t l a s t ，t h e c o r r e s p o n d i n g c o u n t e r me a s u r e s we r e p u t f o r wa r d ， wh i c h c o u l d p r o v i d e i mp o r t a n t d a t a a n d t h e o r y s u p p o rt f o r t h e b e t t e r i mp l e me n t o f s a f e o p e r a t i o n o f o i l a n d g a s p i p e l i n e s ． Ke y wo r ds Fa u l t t r e e a na l ys i s ；Le a ka g e； Oi l a n d ga s p i pe l i ne 油气输送管道是一个复杂 的系统工程 ，它的正 常运行与否和国民经济发展 、居民生活密切相关⋯ 。 油气输送管道绝大部分为埋地管段设施 ，所 以管道 在设计 、安装和使用过程 中不免会存在许多人为和 自然的不安全因素 ，这些潜在 的危险因素使管道更 容易发生事故 ，而且埋地管段一旦发生泄漏也很难 被发现 ，由此造成的事故后果 ，给管道带来 了相当 大的处理难度。 事故树分析法 F a u l t T r e e A n a l y s i s ，F T A 是安 全系统T程 的重要演绎推理方法之一 。 近些年安 全评价方法越来越多，但随着可靠性理论的不断发 展 ， 基于事故树分析的安全性分析得到了广泛运用 ， 国内外相关文献对油气输送管道的泄露事故树研究 极少。本文重在建立一个完整的油气输送管道泄漏 事故树分析 图，并提出具有轻重缓急的举措措施 ， 为后续 的管道运行提供 了更加真实的理论依据 。 1 油气管道泄漏事故树模型建立 泄漏是油气管道安全运行的一个主要 因素 ，因 此确定油气管道泄漏为顶上事件口 。 ，调查原因建立 适用事故树如图 1 和表 1 、2 所示。 图 1 油气管道泄漏的事故树 Fi g． 1 Oi l pi pe l i ne l e a k f aul t t r ee 表 1 事故树事件符号及逻辑门说明 Ta bl e 1 I l l us t r a t i o n of e ve nt s s ymbol s an d l og i c ga t e s 收稿 日期 2 0 1 3 -l 1 2 8 作者简介 陈广芳 1 9 8 8 一 ，女，山东聊城人，硕士研究生，研究方向石油化工设备泄露安全。E - m a i l c g f l j 8 0 9 0 1 6 3 ． c o m。 通讯作者 谢 禹钧 1 9 6 0 一 ，男，教授 ，博士生导师，研究方向断裂力学。E - m a i l y j x i e I n p u ． e d u ． c n 。 第4 3卷第 7 期 陈广芳，等事故树分析法在油气输送管道泄漏事故中的应用 1 3 4 3 2 事故树分析 合叫 做最 小割集 p 。 建立事故 树布尔 代数表达 式， 2 ． 1 事故树最小割集分析 求取最小割集过程如下 导致顶上事件发生的最小限度的基本事件的集 T M z M 2 M 3 M4 Gl 62 1 X2 X3 X4 G3 G4 Xs G5 G6 X6 X T KI X8 K X X X X4 X X 1 Xl 2 Xs Xl X X 5 - {- X1 X X X、 1 X 6 X T X I 9 X2 0 1 Xs X 2 2 X 2 3 X 2 4 X s X1 - }- X 2 - }- X 3 X 4 X , X l o Xt L 2 3 4 5 6 7 8 l X6 ， X 、 X 6 x 1 X X 6 x 1 X 2 X2 2 X s X 2 3 X s 2 4 X 8 X g X l o X l X X X X X 2 X s X 1 3 X1 X 5 Xl X X s 表 2 油气管道泄漏事故事件列表 T a b l e 2 Oi l p i p e l i n e s p i l l e v e n t l i s t 事件代号 事件 事件代号 事件 r 油气管道泄漏 防腐绝缘层质量差 Ml 腐蚀 材料抗腐蚀性差 M2 自然因素 巡视不严格 M3 第三方破坏 蜀。 报警系统故障 M4 设备故障 - 管道埋深不够 G 防外腐 蜀 标志不明显 G 2 内腐蚀 3 焊缝缺陷 G 3 偷盗 疲劳断裂 G 4 管道上方施工 s 设计不合理 G 设备质量 材料缺陷 G 6 安装质量 跨越不合理 ． 土壤腐蚀性 s 密封问题 防腐措施差 蜀9 p H值低 洪水 0 含盐高 路面塌方 l 含硫化物 泥石流 z 防护层老化 地震 3 涂层破损 墨 违规 占压管线 4 防护层过薄 尥 阴极保护失效 计算结果表明， 油气输送管道泄漏事故树共 2 O 个最／ I , - U 集 ，即 { ， ， ，x1 9 } ；{ ， ，x 8 ，X 2 o } ； ， ， ， 1 } ； { ， 2 } ； , x 2 3 } ； { x8 4 } ； 0 ； } } } ；{ X4 ； } ；{ X 1 1 } ； 2 ；{ x1 3 } ； { X1 4 } ；{ xl 5 } ；{ x1 6 } ； 7 } ；{ 8 其中 3个 四阶最小割集 ，4个二阶最小割集 ， l 3个一阶最小割集。 每个最小割集都是顶上事件发 生的一种可能途径 。 ，该事故树中材料 的抗腐蚀性 差和 1 3 个一阶最／ b lJ 集为系统的薄弱环节 ， 应重点 针对提出安全对策措施 。 2 ． 2 事故树结构重要度分析 结构重要度主要是分析各基本事件的发生对顶 上事件的发生所产生的影响程度⋯ 。 结构重要度的定义为 1 k 动 式 中 k一 最小 剖集 总数 ； 岛一第 个最小割集 ； 第 与个最小割集的基本事件数。 由最小割集可得 f l 4 1 7 8 0 1 1 9 2 0 【 2 】 2 ， 2 4 由结构重要度排序可知 ，材料的抗腐蚀性差是 导致泄漏事故的最为主要因素。 3 对策措施及建议 1 完善设备设计，注重设备与环境的结合。大 型油气输送管道在设计过程 中，应加强处理焊缝缺 陷，材料缺陷或设计不合理的缺陷；另外，油气管 道在安装过程中应重点考虑和周围环境达到更好的 结合 ，比如 跨越 问题 ，埋深问题等等。 2 加强质量管理 ， 建立应急预案。油气输送 管道从设计之初就应该避开地壳 、火山活动较为剧 烈的地区 ，并监督相关部 门预先制定科学完备的应 急预案体系。 3 加大监察力度 ，严控第三方破坏” 。近年 来 ，由于第三方破坏所造成的输送管道泄漏现象越 来越严重 ，国家政府和相关企业应该加强宣传工作 并加大检察力度。 4 加强检测， 防治腐蚀。 加大管道腐蚀的检 测力度并采用防护腐蚀措施，加强管道防腐层的保 护 ，能在一定程度上降低周边环境及介质对管线 的 腐蚀。 化 工 2 0 1 4年 7月 4 结束语 文章从引起油气管道泄漏的要素人手 ，分析导 致泄漏事故的关键原因 ，对任一要素的控制都显得 同等重要” 。但是根据对生产实际的的事故统计 中 可 以看 出， 实际采取措施常常与理论分析有所差距 。 从理论上讲 ，自然灾害与焊缝缺陷具备 同样 的结构 重要度 ，但从实际情况看 ，因焊缝缺陷导致泄漏 的 情况远 比因 自然灾害要多很多，因此实际生产系统 多从设备方面进行控制。 因此在采用事故树进行油气管道系统泄漏分析 的同时 ，还应结合具体的生产系统进行理论联系实 际，具体问题具体分析 ，制定出更加切合实际的控 制措施 。 参考文献 [ I ] 张景林， 崔国璋． 安全系统上程『 M1 ． 北京 煤炭工业出版社， 2 0 0 5 ． [ 2 ] 杨维 事故树在管道燃气泄漏事故分析的应用[ J l_煤气与热力， 2 0 0 7 ， 2 7 5 5 1 - 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