中国石油大学（华东）
硕士学位论文
油气管道事故分析及胶莱管道风险评价
姓名：卫杰
申请学位级别：硕士
专业：油气储运工程
指导教师：史秀敏
20060901
中国石油大学（华东）硕士论文第ｌ章前言
第１章前言
１．１课题研究的目的与意义
从我国在２０世纪７０年代开始大规模建设油气管道到目前为止，原油、成品油以及天然气管道约３×１０４ｋｍ，全球石油和天然气管道总长超过２００ｘ１０４ｋｍ。近年来，随着石油天然气工业发展速度不断加快，各种油气管道数量还在持续增加。无论是老管道还是新建管道，在服役期间都存在各种给管道运行带来风险的因素：施工和材料缺陷、设计缺陷、腐蚀、第三方损伤、地质灾害、误操作等。一旦某个或几个因素造成管道运行失效，就会出现泄漏、爆炸、火灾等情况，带来严重的财产甚至人员生命的损失。我国油气管道的事故率比发达国家要高很多倍。据统计，近３０年来，欧洲，前苏联、美国的输气管道事故率分别为０．４２、０．４６、０．６０次／（１０３ｋｍ?ａ），总平均值约为０．５次／（１０３ｋｍ?ａ）。２０００年西欧１７国输油管道泄漏事故率为０．２５次／（１０３ｋｌｎ?ａ），而我国四川地区１２条输气管的事故率为４．３次／（１０３ｋｍ?ａ）。我国东北和华北地区输油管道自运行以来，粗略统计事故率超过２．０次／（１０３ｋｍ?ａ）。有效防止油气输送管道事故的发生，在增强其运行安全性的同时合理利用资源获取最大经济效益，是各国政府部门、石油天然气工业所面临的重大课题。［Ｉ－ｈｉ
风险管理学科起始于７０年代核动力工业，并逐渐在航空、航天、石油化工、压力容器与油气输送管道等工业得到广泛应用。风险管理可以有效提高油气管道的安全性，获得较高的社会效益和经济效益，在经济
中国石油大学（华东）硕士论文第２章国内外油气管道事故统计及分析
在２００２年２月ＣＯＮＣＡＷＥ公布的“西欧长输石油管道３０年性能统计”中，对１９７１～２０００年运行的管道进行了事故统计和性能分析。３０年中，共发生泄漏事故３７９起，平均事战发生率为０．５７次／（１０３ｋｍ?ａ）。其中，第三方破坏导致的管道泄漏事故共１＂３２起，占３４．８％；腐蚀（包括内外腐蚀）导致的事故１１３，起，占２９．８％；机械损伤导致的事故９ｌ起，占２４％；误操作导致的事故２９起，占７．８％；自然灾害导致的事故１４起，占３．７％。３０年间，管道事故率由７０年代初的１．２次／（１０３ｋｍ?ａ）降低到２０００年的０．２５次／（１０３ｋｍ?ａ），整体上由１９７１～１９８０年的０．７６次／（１０３ｋｒｎ?ａ）减少到１９９１～２０００年的０．３５次／（１０３ｋｍ?ａ），说明管道系统性能有很大改善。
２．１．１．１第三方破坏事故分析，
在第三方破坏导致的１３２起管道泄漏事故中，１００起为意外损坏，
１０起为恶意破坏，另外２２起为先期预知或未知的损坏引起的事故。在１００起意外损坏中仅有１起是附近线路漏电所致，其余９９起都是机械操作引起的。主要原因是：经营或施工方缺乏觉察意识、疏忽大意或技术支持不够；对管道存在及其位置了解不够、施工程序不当、对操作工人监督不够；对管道运行中出现的问题了解不够、认识不足和处理不及时等。另外，在所有事故中普遍没有发现由于农耕造成的管道泄漏事故。
２２起先期预期损坏引起的事故，均由压痕、擦痕等缺陷引起。如管道在建设及运行过程中所受到的第三方施工损伤，由于没有及时发现和处置，随着时间推移管道性能ＪＦ始退化，最终导致泄漏事故发生。这些缺陷可以通过加强施工和运行中的监督管理来减少，也可以通过智能清管器的内检测来及时发现和处置这些缺陷。
１０起恶意破坏事故除１起发生在管道地面段外，其余都发生在道路舸流交叉口、泵站的阀门或其他配件处。发生原因：２起是恐怖主义，３起是盗窃行为，５起是其他恶意破坏。
２．１．１．２机械损伤事故分析
在对这９ｌ起机械损伤事故调查中发现，管壁凹陷是泄漏发生的根
中囝石油大学（华东）硕上论文．第２章国内外油气管道事故统计及分析
如上所述，一般公众他们凭直观觉得管道直径越大往往意味着管道更重要，压力更大、介质更多。那么对那些偷油盗气的恶意损坏者来说，一方面，他们的破坏行为就有更大的风险，一旦发生事故被查出，他们就要承担更大的责任，受到更严厉的处罚；另一方面，他们偷油盗气行为本身也会冒更大的风险，其行为当时就有受到极大人身伤害的危险。
这些加大了他们实施偷油盗气不法行为的风险和成本，进一步吓阻了破坏行为，客观上降低了第三方恶意损坏发生率。当然，这对于恐怖主义式的破坏不适用，因为这反而会增加他们的破坏欲。但这种情况发生率极低，在第三方恶意损坏中所占比例也很小。
综合以上三点，可以看出，社会关注和重视度的增加，降低了第三方意外损坏发生率，心理因素对降低了第三方恶意损坏发生率起了一定作用，设计因素则降低了第三方损坏产生后的事故发生率。除此建外，
可能还有其他因素，至于哪个因素起的作用更大，在不同情况下是不一样的，具体问题需要具体分析。
２．１．２输气管道
在１９７０～１９９８年的欧洲燃气管道事故原因统计中，外部干扰占５０％，施工和材料缺陷占１８％，腐蚀占１５％，地表移动占６％，抢修错误占５％，其他６％，外部干扰、材料缺陷、腐蚀列前三位。其中，１９７０～１９９２年欧洲输气管道事故频率平均为０．５７５次／（１０３ｋｍ?ａ），由于在防止气体泄漏事故的管理、监督、施工和技术措施等方面所取得的成就，
事故频率逐年下降，１９８８～１９９２年为０．３８１次／（１０３ｋｍ?ａ）。
外部影响是导致气体泄漏的主要原因，而且大多数为‘‘孑Ｌ洞”类型。１９７０～１９９２年外部影响造成的事故频率平均为０．２９５次／（１０３ｋｍ?ａ），１９８８～１９９２年降到０．２２６次／（１０３ｋｍ?ａ）。其次是施工和材料缺陷，这与管道建设年代有关。１９６３年以前建设的管道，因施工和材料缺陷的事故频率相对较高。由于提高了建设标准以及严格的检测和试压，以后的失效频率逐渐降低。第三个主要因素是腐蚀。【２０＇２１ｌ
中国石油火学（华东）硕上论文第２章国内外油气管道事故统计及分析２．２俄罗斯（苏联）管道系统事故统计与分析
苏联的干线输气管道总长度在１９９０年初达到２０７ｘ１０３ｋｍ。在１９８１～１９９０年间增加了８３ｘ１０３ｋｍ，年平均增氏量为８．３ｘ１０３ｋｍ，主要是若干条直径为１４２０ｍｍ的特大输气管道的建成，这期间共发生管道事故７５２起，详见表２－１。１２０ｌ
表２－１１９８１～１９９０年前苏联输气管道事故统计表
事故数量（起）百分比事故原因
１９８１１９８２１９８３１９８４１９８５１９８６１９８７１９８８１９８９１９９０共计％
外部霄敞３６２２３９２８３４２１２２ｔ７１Ｉ１８２４８３３．０
内部腐蚀３３４１２５１０９４２，５２６．９
，
外部干扰１５９８９１４１６２疳７１７６１２７１６．９
管村缺陷１４６ＩＯ９１６１０７９ｌＯ９１００１３．３
焊接缺陷７５３１３１３８１２４１０６８ｌ１０．８
施工缺陷Ｉｌ５７９７ｌＯ６４４２６５８．６舨操
，，Ｉ３２２４３３４２２２．９
作规范
设备缺陷Ｉｌ，，３２２２６ｌ１８２．３
扎他ｌ４４４２３５４５８４０５．３
共计８８５５７６８７８９８０９３５４６８５４７５２１００．０从表２－１可以看出外腐蚀、外部干扰、管材缺陷、焊接和内腐蚀是排在前几位的失效原因。虽然从１９８１年到１９９０年管道总长度增加了，
但事故数量基本是稳中有降，失效频率由１９８１年的０．７１次／（１０３ｋｍ?ａ），逐年下降到１９９０年的Ｏ．２６次／（１０３ｋｍ?ａ），特别是８０年代后期，下降比较明显，尤其是腐蚀和外部干扰引起的事故减少了。事故下降的主要原因是，一是业主和施工单位越来越重视施工质量和验收标准，提高了整体施工水平，减少了事故隐患；二是使用了等级高的大管径、厚壁厚的管道，这些管道抗腐蚀和外部干扰能力强，而且使用年限尚短，因此
中国石油大学（华东）硕士论文第２章国内外油气管道事故统计及分析
事故率低［２］－２２１。事故数量与管径的关系见爿套２。
表２．２俄罗斯（前苏联）事故数量与管径的关系
管径事故数量（起）‘
（ｍｍ）１９８５１９８６１９８７１９８８１９８９１９９０１９９１１９９２
１４２０５６５７５７４３
１２２０２５１５ｌＯ６７１０１４３
１０２０２９１９２７８２１１３１５５
≤８２０４４３７５３２６３６１３９１０注：表中１９８５～１９８９年的数据为前苏联数据口２】。
２．３美国管道系统事故统计与分析
２．３．１美国１９７０～１９８４年天然气管道事故
在１９７０～１９８４年间，美国天然气长输及集输管道共发生了５８７２次事故，年平均事故４０４次，事故率为０．７４次，（１０３ｋｉｎ?ａ）。在引起事故的原因中，外部干扰占５３．５％，材料缺陷占１６．９％，腐蚀占１６．６％，结构占５．６％，其他７．４％。外部干扰、材料缺陷、腐蚀是造成天然气管道损坏的几个主要原因。唧
２．３．２美国１９８５～１９９９年天然气管道事故
从１９８５～１９９３年间美国输气管道共发生７８９起失效事故。自１９８４年７月１日起，美国运输部（ＤＯＴ）研究与特殊项目委员会（ＲＳＰＡ）将各种失效原因分为五大类，分别是外力，腐蚀、焊接和材料缺陷、设备和操作以及其他。在７８９起失效事故中，外力、腐蚀、设备和操作是造成失效的主要原因。外力是第一位的，约占失效总数的４３．６％；其次是腐蚀，占２２．２％；设备和操作原因居第三位，占１５．３％；焊接和材料缺陷引起的失效事故较少，约占８．５％。在７８９起事故中，有６７３起发生在陆上，１１６起发生在海上，对于海底管道，腐蚀尤其是内腐蚀造成的失效事故引入注目。－
在１９９０～１９９９年期间发生的７７７起重大事故中，外力损伤有３１９起，占４１％（其中第三方损坏占３０％，地震和洪水占ｌｌ％）；腐蚀引起的有１７３起，其中内腐蚀１０６起，外腐蚀６７起，占２２％；施工和材料缺陷引起的有１１９起，占１５％；其他原因有１６６起，占２１％。［２０－２１１以上几组数据都说明，在美国的管道事故中，外力损伤（含第三方损伤、地震、洪水等）和腐蚀是主要原因。
２．４加拿大管道系统事故统计与分析
加拿大约有５４×１０４ｋｍ的油气输送管道，直径从２５ｍｍ到１２１９ｍｍ不等。据加拿大国家能源委员会（ＮＥＢ）统计，加拿大平均每年约发生管道失效事故３０～４０起，其中大部分为泄漏事故，断裂事故发生较少。１９７５～１９８２年，加拿大输气管道的事故率为２次／（１０３ｋｍ?ａ）；１９８５～１９９５年问的管道失效事故统计，其中６８％是输气管道失效事故。１９９６年发生管道事故６９起，１９９７年８８起，１９９８年５４起，其中大部分为输气管道事故。１２０之１１
２．５我国管道系统事故统计与分析
２．５．１我国油气管道事故统计
由于管理体制和观念等因素，我国油气管道事故长期以来没有一个全面的完整的数据资料，就一些局部的统计资料来看，我国管道事故发生率是比较高的。据２０世纪９０年代的统计，四川地区１２条输气管道的事故率是４．３次／（１０３ｋｍ?ａ），东北、华北输油管道粗略统计的事故率为２．０次，（１０３ｋｍ?ａ），明显高于发达国家的事故率。１９６９～１９９０年四川输气管道及东部１９７０～１９９０年石油管道事故原因统计见表２－３和表２—４。１２３１