冶金工業管道失效案例研究論文
冶金工業管道失效案例研究論文
1冶金工業管道失效案例分析及其預防方法探究的意義
管道是一種新型運輸的一種手段，它的性質和公路、鐵路、航空、水運的性質是一樣的，都是運輸的方式之一。相對於對液體、氣體以及流體的運輸，管道運輸主要有三大優勢，即：安全性高、效率快、消耗低。隨著我國的石油工業等業務的不斷髮展，管道的使用越來越多，使用的範圍也越來越廣，在近幾年來，我國管道的發展掀起了高潮，尤其是在西氣東輸策略的提出後表現的更為明顯。在2005年的時候，我國的油氣管道的長度高達4700公里左右，管道的覆蓋基本上形成了橫貫東西、縱貫南北的格局。就目前來看，我國的油氣管道達到了11300多公里。管道所受到的影響因素主要有人文影響、氣候影響、自然災害以及交通影響，在管道管理的過程中，所需要的人力物力的投入比較的大，管理難度增加了不少，技術水平、管理水平還需要提高和改善。管道運輸是一種特殊的運輸手段，透過管道可以把資源生產地和煉化的企業以及需求客戶連線在一起，在管道工作的時候，會存在很大的風險，尤其是在地裡、人文環境以及氣候比較複雜的地方，管道所存在的危險係數更加的大。管道的安全係數不僅影響企業是否正常的執行，還影響社會的經濟發展和社會穩定的狀況，對周邊的人群的安全造成很大的威脅，對環境也有一定的威脅。所以，對於管道失效所產生的原因進行分析，對改進管道，提高管道的安全性的研究有這重大的意義。
2國內外研究現狀
自從管道運輸的使用以來，各個國家及其相關的政府對於管道安全的問題越來越重視，國外對於管道失效的評價和預防的問題已經有了40多年的研究史，對於管道的失效原因進行了調查，對於管道的失效模式進行了分析，對於管道事故的預防措施進行了研究。就目前而言，許多的發達國家對於管道的建設和執行的過程有了相對有效的管理和監督，我國也在不對的對管道安全體系進行研究，在一定的程度上，也有了相對的措施[2]。我國對於管道安全的研究比較的晚，在1995年的時候，我國一些相關的專家在西方專家研究的經驗上才開始進行研究與探討，主要是對管道執行中所存在的危險的管理、管道失效事故所發生的原因以及相應的改進措施進行研究。
3管道失效模式常用的診斷方法
對於管道失效模式常用的診斷方法主要有六種方法，這六種方法主要是故障樹分析法、模糊評價法、模式識別法、指數法、風險機率分析法、專家系統評價法。下面，將對這六種方法分別進行闡明。
3.1故障樹分析法
這種方法主要是從事故的故障開始的，一層一層的分析事故所發生的原因，一直分析到不可以再分解才結束，而在分析的過程中，就形成了樹狀的邏輯結構圖。這種分析法主要是計算失效的事件所發生的機率。
3.2模糊評價法
這種分析法是在綜合評判的基礎上所進行的，在管道失效事故發生後，工作人員首先要對管道失效所受到的所有因素的影響做出一個總的評價。一般情況下，事故的評價主要是從兩個方面進行的，即：定量和定性，所以評價就具有不確定性和模糊性。
3.3模式識別法
對於事物或者現象的資訊進行處理、分析，從而對事故進行描述、辨認和解釋，這個過程就是所謂的模式識別法。在是識別的時候，主要是對系統的狀態進行分析。
3.4指數法
它是基於機率的一種風險評價方法。對於影響事故所發生的因素進行假設，設想狀況是最壞的，這個分析存在主觀性和相對性。就目前而言，我們可以把事故的原因歸為第三方破壞、設計缺陷和腐蝕以及操作過程中存在失誤。
3.5風險機率分析法
使用這種分析法，可以考慮管道在設計時的各種因素，並且對其進行防禦措施，從而避免失效事故發生。
3.6專家系統分析法
這種分析方法是相關的專家有一定的知識儲備和經驗，從而對這個領域作出決策。
4國內外管道失效案例分析
4.1埋地鋼質管道失效原因的分類
美國將管道運輸所發生的事故的原因主要分為七種，這七種原因主要是第三方破壞、人為誤操作、腐蝕、自然災害以及材料失效、其他外力損傷和不明原因。下面就對這七種原因進行說明。
（1）第三方破壞。這個原因主要是工作人員在挖管道時不小心挖壞或者損壞了，還有別的外力損傷。而這種破壞主要是打孔盜竊、管道佔壓、在管道上方或者旁邊施工、雨水及流水長期的對管道沖刷。
（2）人為誤操作。這個原因主要是工作人員在操作的過程中操作不當或者出現失誤而造成事故發生，它主要是工作人員在工作時出現疏忽，或者工作人員的操作方法不當以及技術存在缺陷。
（3）腐蝕。對於管道的腐蝕，一般情況下可大致分為兩種，即內腐蝕和外腐蝕。外腐蝕主要表現為人為的保護不當、土壤腐蝕、防腐的絕緣層失去效果等；內腐蝕主要是管道在運輸時運送的液體（氣體或者流體）的溫度、流速以及物體本身就具有腐蝕性，從而造成管道腐蝕。
（4）自然災害。對於自言災害對於管道所造成的威脅是不可避免的，自然災害一旦發生，就會導致管道破裂。從而引起火災等重大事故，這種自然災害主要有山體滑坡、洪水和地震等。
（5）材料失效。有的管道材料在生產時不合格，材料不合格，在加工的過程中加工不當，或者是在運輸材料、安裝時出現紕漏或誤差。
（6）其他外力損傷及不明原因。
4.2國外埋地鋼質管道失效的原因及其分析
在美國，有一種長達47.5*104千米的配氣管道，這種配氣管道主要是用來輸送天然氣的，這種管道對於我國來說，相當於我國質量監督總局所規定的GB1級燃氣管道。對於重大事故的定義，美國理解為：造成的經濟損失達到50000美元以上（包括50000美元）；有人員受傷或者導致人員傷亡；濃度高的液體的.洩露達到了5桶以上（包含5桶）；引起火災、爆炸或者環境汙染。PHMSA對於美國從1998-2008年，這二十年間的重大的管道運輸過程中所發生的重大事故進行了統計，並且對於管道失效的原因進行了具體的分析。我們可以看出，不同管道所發生事故的原因是有所不同的。不同的國家，不同的地區，管道所發生的事故的原因是不盡相同的，加拿大管道事故發橫的主要原因是由於腐蝕所造成的，而歐洲管道事故所發生的原因主要是由於外部原因所造成的。
4.3我國管道失效案例及其分析
4.3.1管道失效案例一2009年的時候，我國某鋼廠的蒸汽管道發生了一場重大事故，蒸汽管道在執行的時候，管道的一個焊接處發生了斷裂，導致管道完全的斷開了，並且管道還給發生了變形，管道附近的支架也受到了影響。工作人員在事故發生後對管道進行了檢查，發現焊接處在拉斷後，發生斷裂處的距離比較的大，還可以發現管道的焊接處工作做得不到位，有的地方沒有焊接，從而說明焊接工作不合格。透過對管道失效的原因進行了分析，工作人員得出：造成這次管道失效事故的主要原因是管道在焊接時焊接工作不合格，從而導致管道焊接處發生破裂。
4.3.2管道失效事故案例二在2007年10月的時候，某鋼廠的氧化管道經過設計、安裝後就開始使用了。這個管道的彎管段的材質是25鋼，直管段的材質是20鋼，管道在使用的時候是在常溫下進行操作的，而這個管道所能承受的壓力是1.9MPa。在2008年5月的時候，工作人員發現這個管道的一個焊接處有破裂的現象，從而導致了氧氣的洩露。幸虧工作人員發現的比較早，並且及時的做了補救措施，從而才避免了一場重大事故的發生。之後，工作人員便進行了一系列的分析，發現管道焊接處的內壁焊縫的餘高比較的高。