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管道研究

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陕京二线上水屯高后果区管理探讨

来源:《管道保护》2022年第5期 作者:刘少博 杨忠全 卢月洲 于晶晶 杜世聪 时间:2022-9-20 阅读:

刘少博 杨忠全 卢月洲 于晶晶 杜世聪

北京管道石家庄输油气分公司

 

摘要:人口密集型管道高后果区一旦发生失效事故,将会危及人民群众生命财产安全。结合分析陕京二线上水屯高后果区管道存在的风险,总结了高后果区管理的技术、工程、管理以及应急手段,并提出了改进提升建议。

关键词:天然气管道;Ⅲ级高后果区;管控措施

 

陕京二线上水屯高后果区为人口密集型高后果区,长度1256 m。途经该区管道投产于2005年7月,设计压力10 MPa,管径1016 mm,21 mm直缝埋弧焊钢管。高后果区管段内管道最小埋深1.27 m、最深6.11 m,管道敷设在村庄社区内,伴行光缆位于管道右侧,埋深1.39 m~6.25 m。高后果区管道两侧各200 m范围内约有居民400户,常住居民约1400人,管道周边有20栋7层楼房,属于四级地区Ⅲ级高后果区,风险主要来自管道本体损伤、第三方施工损坏两方面。2018年对陕京二线进行内检测时未发现超过20%的金属损失缺陷,无需要修复的缺陷,目前该段管道本体情况良好。2019年开展外检测,没有需要修复的破损点,阴极保护有效。

1  安全风险分析

(1)管道本体损伤风险。管道本体风险分为外部干扰和本体缺陷,外部干扰包括正叩线等高压输电线路交流干扰,外部干扰电流达到一定程度可能引发腐蚀或破坏管道防腐层,故障时可能会对操作人员产生危害。本体缺陷包含制造缺陷、管道本体施工缺陷(包括焊接缺陷、应力集中等)以及腐蚀,在管道运行一段时间后,本体缺陷可导致管体裂纹、壁厚减薄等情况的发生。

(2)第三方施工损坏风险。第三方施工常见的类型有公路拓宽、林业种植、市政建设、修建居民点等。带来的风险主要为:大型施工机械挖掘损坏;在管道上方取土造成管道埋深不足和管道防腐层及光缆的破坏;未采取保护措施的小型道路,当重型车辆经过时易造成管道弯曲、变形;管道两侧各5 m范围内种植深根植物,不利于管道维抢修,且机械开挖树坑易造成管道和光缆破坏;管道周边机械打井、勘探爆破和敷设其他管道、电缆、光缆时,易造成管道和光缆损坏。

2  风险管控措施

2.1  技术手段  

(1)该段为直管段无弯头,没有发现内检测缺陷。由于管道已运行将近20年,为确保管道安全运行,下一步将抽查管道环焊缝质量情况。

(2)设置智能电位测试桩、腐蚀挂片或ER腐蚀速率监测系统,确保管道腐蚀速率满足ISO 15589―1―2015《石油和石油天然气工业   管道系统的阴极保护 第1部分:陆上管道》中小于0.01 mm/y的要求。

(3)通过光纤预警系统和视频监控系统掌握现场风险,及时采取措施避免第三方施工损坏管道和光缆。增加语音播报系统,起到警示和震慑作用。

2.2  工程手段

(1)增设管道地面标识。以埋设高杆警示牌和加密桩为主,桩体间隔至30~50 m。硬化地面上埋设不锈钢路面标识牌或喷涂箭头,间隔不超过10 m。

(2)打通巡检道路。对于高后果区内影响巡线工通行地段,清理了管道上方花卉、杂草并设置巡检通道,同时在管道上方铺设徒步巡线便道。

(3)安全布控。对人口流动较多、存在车辆长期驻停的管段,采用多样化隔离措施,如设置隔离带、建立绿化带等,阻止工程机械进入管道保护区域。

(4)工程防护。对第三方施工易发段采取混凝土盖板保护。

2.3  管理手段

(1)“两个优先”管理模式。优先修复高风险缺陷点,优先考虑高后果区内检测缺陷点修复,迅速排除管道风险隐患,保证管道本体安全,确保高后果区风险受控。

(2)加密巡检和增设关键点。聘请巡线员每日2 次徒步巡检,在管道穿越的厂区、院落等位置加密设置巡检关键点,利用GPS设备采点进行巡护效果的验证,避免出现巡线盲区。

(3)开展管道保护宣传。向高后果区群众介绍管道事故案例,普及天然气泄漏后紧急疏散、自我防范知识。建立高后果区社区微信群,由段长担任群主,成员包括社区物业公司、业主委员会、村长、工厂负责人等。经常性开展管道保护宣传,交流安全防范经验。

(4)管好“存量”控制“增量”。加强与地方规划、建设、水利、公路等部门的联系,及时了解管道沿线建设项目,提前介入防范。加强与地方政府部门合作,控制高后果区人口密度无序增加。

2.4  应急手段

(1)提高应急预案的适用性和针对性。编写前组织员工现场踏勘,了解高后果区所在村庄地形、地貌、人口、户数、逃生通道等具体情况,并与村委会领导、村民沟通,听取当地群众的反馈意见,同时组织员工进行讨论,把有创意且可行的想法编写到应急预案中去。

(2)组织以应急疏散为主的综合模拟演练。提高地企联防和员工及周边居民应急响应能力。在发生管道泄漏、着火、爆炸事故时,作业区立即启动应急响应程序,第一时间告知所在村委会(居委会)、人民政府(县区、乡、镇)、管道主管部门及地方应急部门,并请求协助应对事故灾害。

(3)在小区物业、门卫室或其他合适位置安装手摇式报警器。当确认发生管道泄漏后,通过手摇报警器通知管道周边企业和群众撤离。定期开展高后果区群众走访宣传,让群众具备天然气泄漏识别和自救能力。

3  管理提升措施

(1)将各种风险归纳为地质风险、施工风险、人为风险进行分析。研究确定风险因素之间的因果关系,再确定贝叶斯网络模型和参数,最终得到每种风险因素的先验概率和后验概率,为提高保护水平提供指导。

(2)挖掘埋深、地理信息和周边天气等数据。例如通过改进的AI算法,结合巡检路径设置规则,在复杂的交通网络中规划动态巡检关键点作为判定巡检效率的依据。路径设置应根据季节、天气等确定,例如3月份伐树和种树活动较为频繁,应对相关地段加密设置关键点;而夏季正是农作物生长季节,土地上方活动减少,可降低相应地段动态巡检关键点密度等。

(3)光纤预警系统对土壤振动信号进行实时监测,存在一定概率误报漏报情况,通过机器学习的方法对振动信号进行训练、识别,过滤无用信息,降低第三方施工的漏报风险。

4  结语

管道高后果区管理没有止境。在未来一段时期第三方损坏仍是高后果区面临的最大风险。需要进一步提高管道周边居民的管道保护意识,创新公众宣传手段,既要开展“点对面”宣传也要注重“点对点”宣传,只有让更多的群众支持和参与到管道保护工作中,风险才能得到有效管控。 


作者简介:刘少博,1987年生,分公司管道工程师,主要从事管道管理工作。联系方式:13932663321,bhgc_qingtian@163.com。

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