CC BY
118А.А. Терёшкин
АНАЛИЗ АВАРИЙНОСТИ НА СЕТЯХ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
В ходе строительства и эксплуатации опасного производственного объекта по разным причинам возникают разного характера аварии. При проведении анализа аварийности на сетях газосраспределения можно в дальнейшем сделать вывод и предотвратить рост количества аварийных ситуаций.
Ключевые слова: авария, газовая сеть, объект газораспределения, причины аварийности, повреждение.
В системе газораспределения и газопотребления газовые сети протяженностью более 800 тыс. км снабжают газом около 25 тыс. промышленных предприятий, около 450 тепловых электрических станций, около 65 тыс. газифицированных отопительных и производственных котельных.
В государственном реестре зарегистрировано около 70 тыс. опасных производственных объектов газораспределения и газопотребления.
Анализ аварийности на сетях газораспределения поможет выявить и четко описать источники опасности, пути (сценарии) их реализации, основные причины аварий и несчастных случаев на опасных производственных объектах. В качестве объектов сетей газораспределения рассмотрены распределительные газопроводы, газорегуляторные пункты (ГРП, ШРП) и газорегуляторные установки (ГРУ).
Анализирование конкретного числа аварий за определенный период на сетях газораспределения не отражает реального состояния аварийности, так как протяженность газопроводов постоянно менялась из года в год. Именно поэтому предлагаю проанализировать интенсивность аварий - это отношение количества аварий к протяженности газовых сетей, т.е. число аварий на километр газопровода.
Сведения об аварийности на объектах газового надзора получены за 2010-2019 гг.
У каждой аварии есть свои причины возникновения. Далее проанализируем эти причины.
При проведении анализа характера аварийных ситуаций причины аварийности разделились на несколько видов.
Значения причин аварийности в процентном соотношении по видам аварий за 2019 год представлены в таблице 1
Таблица 1
Распределение аварий по вилам в процентном соотношении_
№п/п Вид причины аварии Значение
1 Механические повреждения подземных газовых сетей 46
2 Механические повреждения надземных газовых сетей 10
3 Коррозионные повреждения наружных газопроводов 10
4 Разрывы сварных стыков 5
5 Повреждения газопроводов в результате природных явлений 10
6 Повышение давления после ГРП 7
7 Иные причины 12
Проведя анализ аварийности можно сделать вывод, что наибольшее количество аварий, происходит при производстве земляных работ сторонними организациями (водоканал, электросеть и др.) в охранных зонах газопроводов и объектов на этих газопроводах. Отмечается, что количество подобных аварийных ситуаций за последние годы возрастает.
Механические повреждения подземных газовых сетей, приводящие к авариям, случаются из-за невыполнения требований Правил охраны газораспределительных сетей и нарушения порядка производства земляных работ. Эти работы часто проводят в отсутствие у строительных организаций геоподосновы с нанесенными на нее коммуникациями, в том числе газовыми сетями; без вызова представителей эксплуатирующих организаций на место производства работ. Нарушения допускаются не только строительными
© Терёшкин А.А., 2021.
Научный руководитель: И.Ю. Лопанов - Институт архитектуры, строительства и энергетики, Россия.
организациями, но и работниками эксплуатирующих служб, обязанными следить за сохранностью газопроводов.
Однако эксплуатирующие организации газовых хозяйств повсеместно сокращают штаты без технического обоснования, в связи с чем возрастает нагрузка на контролирующий персонал. Как показывают обследования предприятий газового хозяйства, трассы подземных газопроводов контролирует один обходчик, колодцы смежных коммуникаций не проверяют на загазованность, маршрутные карты составляют без расчета нагрузки на обходчика.
Одним из низких показателей аварийности являются аварии, связанные с отказом оборудования ГРП и повышением давления газа в сетях низкого давления. Их причиной является повышенная влажность природного газа, а так же некачественное (не квалифицированное) техническое обслуживание и расхождение пропускной способности оборудования и фактического режима его работы.
На среднем уровне стоят аварии, связанные с коррозионным повреждением наружных газопроводов, причем большинство таких аварий присутствует на газопроводах, не отслуживших нормативный срок. В большинстве случаев, такие повреждения указывают на отсутствие контроля за техническим состоянием газопроводов со стороны эксплуатирующих организаций и низкий уровень технадзора в процессе строительства опасного производственного объекта (сети газораспределения).
Нередки аварии вследствие повреждения подземных газопроводов из-за отсутствия или неисправности средств активной защиты (ЭХЗ, катодной станции) от электрохимической коррозии.
Аварии происходят также в результате механических повреждений надземных газовых сетей транспортными средствами. Причины таких аварий — нарушение водителями Правил дорожного движения Российской Федерации, а также нарушение проектными организациями нормативных требований по размещению надземных газопроводов.
Распространенная причина аварий на объектах газораспределения — это несоблюдение персоналом Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления, а также Инструкции по производству газоопасных работ.
Так же, аварии происходят из-за применения не сертифицированных (некачественных) материалов труб и узлов при строительстве подземных газопроводов и низкого качества, проведенных строительных и ремонтных работ, особенно это касается поселковой местности.
Основными причинами низкого качества, проведенных строительных и ремонтных работ являются невысокий уровень организации работ, недостаточная материально-техническая оснащенность строительных организаций приборами контроля за качеством сварки и изоляции, низкая квалификация лиц технического контроля за строительством.
Небольшое число аварий происходит по не зависящим от человека причинам, таким как вследствие природных явлений (высокие и низкие температуры окружающего воздуха, ветер, осадки и т.д.)
Материал газопроводов бывает несколько видов, самый распространенные из них - это полиэтилен и сталь. Так как эти материалы различны по своим свойствам, то и в процессе эксплуатации их наблюдаются некоторые отличия. Это необходимо учитывать и при анализе аварий. Основные отличия между полиэтиленовым и стальным газопроводами:
- нет необходимости в коррозионной защите полиэтиленовых газопроводов, так кА полиэтилен не подвергается;
- повышенная склонность полиэтиленового газопровода к продольному расширению (если сравнить со сталью, то коэффициент линейного расширения полиэтилена в 10 раз превышает соответствующий коэффициент стали);
- прочность стального газопровода выше по сравнению с полиэтиленовыми трубами.
Учитывая эти различия, причины аварий на полиэтиленовом газопроводе несколько иные, чем на
стальных трубах, а именно:
- увеличение в общем количестве аварий доли повреждений от внешних механических воздействий,
- увеличение доли аварий, связанных с температурными напряжениями,
- случаев некачественного проведения монтажно-сварочных работ, приводящих к разрушению сварных стыков.
При этом исключаются аварии по причине почвенной коррозии и коррозии от блуждающих токов.
Объекты систем газораспределения взрывопожароопасны, поэтому аварии на этих объектах часто сопровождаются травмированием людей. Основные опасные факторы, способствующие возникновению и развитию аварий на системах газораспределения:
- наличие горючих газов;
- сложная пространственная конструкция системы надземных трубопроводов;
- пересечение газопроводами водных переходов;
- наличие параллельных ниток газопроводов;
- физический износ сооружений и оборудования;
- несовершенство систем защиты.
Рассмотрим один из реальных случаев аварийной ситуации, происшедшей на подземном газопроводе высокого давления, диаметром 700 мм, по адресу: г. Москва, ул. Озерная, д. 46.
Описание: В период производства работ по строительству газопровода в 1980 году были допущены изгибы трубы в горизонтальной и вертикальной плоскостях. При этом в месте изгиба возникло напряженно-деформированное состояние металла трубы, ослабляющее прочностные характеристики металла. Место изгиба совпадает с местом аварии.
На данном участке газопровода в 1996 г. проводились работы по устранению утечки газа, в процессе работ был вырезан защитный футляр на газопроводе, обнаруженная в теле трубы трещина размером 25 мм была заварена и усилена металлической накладкой. По завершении работ вырезанный защитный футляр не восстанавливался, анализ причин возникновения трещины не проводился.
Для расследования аварии (в 2015 году) была создана комиссия, которая в ходе расследования подтвердила, что ремонтные работы в 1996 году проведены с нарушением требований действующих на момент проведения работ нормативных технических документов и создали дополнительные концентрации напряжений в зоне изгиба.
Все вышеперечисленные факторы способствовали развитию в месте аварии вялотекущих деструктивных процессов в структуре материала трубы.
Комиссия пришла к выводам, что авария в 2015 году на участке газопровода произошла вследствие мгновенного (лавинообразного) развития трещины в материале трубы.
Причинами возникновения и развития трещины явились:
1. Наличие в материале трубы напряженно-деформированного состояния, возникшего из-за изгибов трубы в горизонтальной плоскости (10-12°) и в вертикальной плоскости (5-7°), при проведении строительно-монтажных работ в 1980 году.
2. Наличие в зоне разрушения газопровода трубы с прочностными характеристиками, находящимися ниже допустимого уровня.
3. Нарушение требований нормативных технических документов при аварийновосстановительном ремонте газопровода в 1996 году, а именно:
- ремонт поврежденного места не проведен путем вварки катушки, что могло бы устранить напряженно-деформированное состояние трубы;
- не установлены причины возникновения трещины в теле газопровода.
Таким образом, причиной возникновения аварии явилась неудовлетворительная организация строительно-монтажных работ и нарушения при эксплуатации газопровода.
Библиографический список
1. СП 62.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы.
2. ОСТ 153-39.3-051-2003 «Техническая эксплуатация газораспределеительных систем. Основные положения. Газораспределительные сети и газовое оборудование зданий. Резурвуарные и баллонные установкию».
3. Каммерер Ю.Ю. Аварийные работы в очагах поражения / Ю.Ю. Каммерер, А.Е. Харкевич. М. : Энергоато-миздат, 1990.
4. Дадонов Ю.А., Лисанов М.В., Гражданкин А.И., Печеркин А.С., Сидоров В.И., Дегтярев Д.В., Сумской С.И. Оценка риска аварий на магистральных нефтепроводах КТК-Р и БТС//Безопасность труда в промышленности. - 2002. - №6. - С.2-6.
5. Ионин А.А., Жила В.А., Артихович В.В., Пшоник М.Г. Газоснабжение: учебник для студентов вузов по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция». - М.: Изд-во АСВ, 2013. - 472с.
ТЕРЁШКИН АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ - магистрант, Институт архитектуры, строительства и энергетики, Россия.
