Научная статья на тему 'Анализ развития аварийных ситуация при строительстве и эксплуатации трубопроводных систем в условиях Западной Сибири'

Анализ развития аварийных ситуация при строительстве и эксплуатации трубопроводных систем в условиях Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
839
189
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТРУБОПРОВОДНАЯ СИСТЕМА / АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ / АНАЛИЗ РИСКА

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Чухарева Н. В., Савицкий Р. В., Блохина О. Л.

Обработаны и проанализированы статистические данные по аварийности на объектах нефтетранспортной системы Российской Федерации. Представлен алгоритм развития аварийных ситуаций и отказов на основе учетных событий на магистральном трубопроводном транспорте Западной Сибири.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Чухарева Н. В., Савицкий Р. В., Блохина О. Л.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Анализ развития аварийных ситуация при строительстве и эксплуатации трубопроводных систем в условиях Западной Сибири»

© Н.В. Чухарева, Р.В. Савицкий, О.Л. Блохина, 2011

УДК 622.692.4.004-192 (571.16)

Н.В. Чухарева, Р.В. Савицкий, О.Л. Блохина

АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Обработаны и проанализированы статистические данные по аварийности на объектах нефтетранспортной системы Российской Федерации. Представлен алгоритм развития аварийных ситуаций и отказов на основе учетных событий на магистральном трубопроводном транспорте Западной Сибири. Ключевые слова: трубопроводная система, аварийные ситуации, анализ риска.

УТ’жегодно возрастающая потребность в энергоресурсах, является фактором увеличения в России добычи нефти. Это обуславливает развитие новых современных технологий эксплуатации сложной системы транспорта и хранения углеводородов. Данная задача не может быть решена без комплексного подхода к вопросам анализа возникновения и развития аварийных ситуаций, как в период строительства, так и в период эксплуатации, что предусматривает введение в инфраструктуру транспортных магистралей нового современного подхода, обуславливающего безопасную эксплуатацию и строительство объектов данного профиля.

Анализ надежности и безопасности участков обеспечивает нахождение конструктивных оптимальных решений по рациональному выбору трассы, объемам и срокам диагностики их технического состояния в процессе строительства и эксплуатации, капитального ремонта и реконструкции. Позволяет планировать деятельность организаций, выбирать первоочередные направления развития. Рассмотрение причин аварийности участков трубопроводной системы дает возможность подготовить рекомендации для персонала по их действиям в потенциальных нештатных ситуациях. Такой анализ способствует уменьшению объемов вредных выбросов в окружающую природную среду и потерь транспортируемого продукта. Таким образом, данная политика снижения экологических рисков выполняется в соответствии с приоритетным

направлением развития нашей страны, обозначенным в Конституции РФ, согласно которой человек и его жизнь являются высшей ценностью.

Необходимость проведения анализа надежности трубопроводных систем наиболее четко проявилась в восьмидесятых годах прошлого века, а анализа безопасности - с девяностых годов [1].

Потенциальная опасность для населения, персонала, промышленных и гражданских сооружений, флоры и фауны, находящихся в зоне трубопровода, определяется разрушениями конструктивных элементов трубопровода и утечками транспортируемого продукта. В результате этого происходят следующие процессы [2]:

• выбросы продукта, его мгновенное или постепенное испарение;

• дисперсия газа с нейтральной или положительной плавучестью;

• дисперсия тяжелого газа;

• пожары (пожары луж, струевое и шаровое пламя, вспышеч-ные пожары);

• взрывы (парового облака в свободном пространстве, ограниченные, физические, пылевые, конденсированные фазы);

• детонации;

• разлет осколков;

• воздушные и сейсмические волны.

Процедура анализа риска аварийных ситуаций, являющаяся ключевым элементом управления экологической и промышленной безопасностью, представляет собой основу для принятия решений по предупреждению аварий и несчастных случаев, а также по ликвидации их последствий на опасных производственных объектах, в том числе на объектах нефтетранспортной системы.

В качестве отправной точки для определения оценки степени риска аварий на магистральных трубопроводном транспорте выступает анализ причин аварийных ситуаций и отказов. С этой целью были обработаны и проанализированы статистические данные по аварийности на объектах нефтетранспортной Таблица 1

Алгоритм развития аварийных ситуаций и отказов за 2001-2008 годы на магистральном трубопроводном транспорте Западной Сибири

Связанные с ошибками в период проектирования и строительства(0,25-0,30)

нарушение (остановка) оборудования без смертельного исхода ( 0,8)

Связанные с ошибками в период эксплуатации (0,70-0,75)

несчастные случаи со смертельным исходом (0,2)

системы Российской Федерации [3, 4]. Исходя из рассмотренных данных, в табл. 1 был представлен алгоритм развития аварийных ситуаций и отказов на основе учетных событий за 2001-2008 годы на магистральном трубопроводном транспорте Западной Сибири.

В табл. 1 представлена частота возникновения аварийных ситуаций и отказов по причине ошибок в период проектирования, строительства и эксплуатации. Как видно наибольший процент аварийности (70-80 %) проявляется в период эксплуатации. Остальной же процент аварийности приходится на период проектирования и строительства, то есть первичным фактором аварийности является качество и уровень подготовки специалистов. К вторичным относятся следующие:

• некачественное выполнение монтажных стыков, механические повреждения трубы (вмятины, царапины, задиры), нанесенные при строительстве:

• сквозные пробоины трубопровода, повреждения запорной арматуры, вантузов, манометрических приборов, а также повреждения в процессе капитального ремонта нефтепровода;

• дефекты в металле труб, некачественная заводская сварка трубных швов, дефекты запорной арматуры и соединительных деталей трубопровода;

Таблица 2

Причины аварий и отказов

• внутренняя коррозия в виде язв, свищей вследствие перекачки обводненных нефтей и нефтей с агрессивными компонентами, сплошная равномерная и неравномерная внешняя коррозия, возникающая вследствие естественного старения изоляционного покрытия или некачественного нанесения изоляции при строительстве;

• прочие причины, включая ошибки при эксплуатации [2].

Кроме разгерметизации трубопроводов по выше приведенным

причинам возможны прорывы трубопроводов вследствие нарушений технологии перекачки из-за ошибок оперативного и ремонтного персонала, остановок перекачки при резком исчезновении напряжения в сети электроснабжения.

Таким образом, причины аварий и отказов, связанных с ошибками в период проектирования и строительства, можно представить в сводной табл. 2.

Анализ результатов расследования аварийных ситуаций, произошедших за последние годы на магистральных нефтепроводах в период эксплуатации, позволил выявить основные причины их появления, представленные в табл. 3.

Как видно, в последнее время на магистральных нефтепроводах увеличилось число аварий, возникающих в результате внешнего механического воздействия на линейную часть нефтепровода, включающего силовое воздействие механическими средствами, несанкционированное и преднамеренное действие с целью хищения нефти.

Риск аварийных ситуаций определяется как сочетание частоты аварий и их последствий. Вероятность аварийных ситуаций оценивается исходя из анализа статистических данных об

Таблица 3

аварийности магистральных нефтепроводов. Для анализа возможных последствий развития аварий воспользуемся для большей наглядности «деревом событий», построенным на основе приведенных статистических данных [3, 5].

«Дерево событий» позволяет определить все возможные сценарии развития аварийных ситуаций на линейной части нефтепровода, а также долю каждого сценария в одном виде аварий. В данной статье будет предложено «дерево событий», определяющее все сценарии появления и развития аварий на основе таблиц причин аварийных ситуаций (табл. 4).

Представленное основное «дерево событий» определяет три основных сценария развития аварий:

1. Мгновенное возгорание разлива нефти;

2. Отложенное возгорание нефти;

3. Без возгорания.

Чаще всего вышеприведенные причины приводят к разгерметизации нефтепроводов и образованию аварийных утечек нефти. Наиболее вероятный сценарий развития аварийных ситуаций связан с утечкой нефти и последующим распространением по территории (без возгорания). Согласно «дереву событий» число аварий, связанных с разгерметизацией нефтепровода по третьему сценарию, составляет 95 % [3].

Развитие аварийной ситуации по данному сценарию представляет опасность не только для окружающей среды в виде загрязнения земель, водных объектов и атмосферы, но и для населения, поскольку пары нефти и прочие выбросы обладают токсичностью и

могут привести к тяжелым заболеваниям и возможно к летальным последствиям.

Таблица 4 «Дерево событий»

Приведенный анализ развития аварийных ситуаций и отказов при строительстве и эксплуатации трубопроводных систем необходим для оценки их последствий (экологического, технологического и индивидуального риска), объемов разливов нефти, определения размеров компенсационных выплат за загрязнение нефтью окружающей природной среды, а также для выбора наиболее выгодной технологии ликвидации последствии той или иной аварийной ситуации на магистральном нефтепроводе.

Статья выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагоги-ческие кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. ГК № П1404 от 03.09.2009 проект «Исследование физико-механических процессов взаимодействия породоразрушающего инструмента с обрабатываемой средой при бестраншейной прокладке трубопроводов методом наклонно-направленного бурения».

1. Кугрышева Л.И., Стахов С.А. Факторы обеспечения надежности и безопасности трубопроводов // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Естественнонаучная». - Издательство СевКавГТУ - 2008. - №4. - 134-137 с.

2. Савицкий Р.В., Блохина О.Л., Чухарева Н.В. Рассмотрение алгоритмов определения ожидаемой частоты возникновения аварийных ситуаций и сценариев развития на магистральных нефтепроводах // Материалы III Общероссийская студенческая электронная научная конференция "СТУДЕНЧЕСКИМ НАУЧНЫЙ ФОРУМ 2011". иЯЬ: http://www.rae.ru/ йшт2011/50/1607

3. Стадникова М.А., Глебова Е.В., Мурадов А.В., Шейнкман Л.Э. Анализ аварийных ситуаций и их последствий на магистральных нефтепроводах // Экология и промышленность России. - 2009. - №8. - 22-24 с.

4. Отчет о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, М., 2008 г. - 517 с.

5. Ким И.А. Разработка методов управления рисками при реализации проектов строительства магистральных трубопроводов: Автореф. дис. канд. тех. наук - Москва, 2003. - 27 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------------------------------

Чухарева Н.В. - кандидат химических наук, доцент,

Савицкий Р.В. - аспирант,

Блохина О.Л. - студент,

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, e-mail:[email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.