張強(qiáng)1 戴聯(lián)雙2 楊玉鋒1

1.國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)研究總院；2.國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)公司

2009年8月7日，隸屬于法國(guó)SPSE公司的南歐原油管道（South European Oil Pipeline）Line 2管道（Ф1016 mm）在克勞自然保護(hù)區(qū)發(fā)生一起原油泄漏事故（圖 1），估計(jì)泄漏量5400 m3，未發(fā)生起火爆炸，經(jīng)濟(jì)損失累計(jì)達(dá)5000萬(wàn)歐元。

圖 1 噴涌的原油

1  事故后果

（1）環(huán)境影響。自然保護(hù)區(qū)內(nèi)地面油品污染面積為50000 m2（5公頃），如圖 2所示，受污染的草原植被被鏟除。地下水位于9 m～12 m之間，鉆孔進(jìn)行了一系列巖芯樣本以及地面樣本分析。泄漏發(fā)生后一個(gè)月內(nèi)安裝了72組監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)地下水的污染情況，還建立了一道水力屏障，以遏制油品的遷移。通過(guò)定期監(jiān)測(cè)分析表明，灌溉、人類和動(dòng)物飲用未受到影響。

圖 2 泄漏現(xiàn)場(chǎng)土壤污染區(qū)

（2）經(jīng)濟(jì)損失。管道停輸后，下游瑞士克里西耶煉油廠被迫關(guān)閉。事故發(fā)生1年后，管道運(yùn)營(yíng)商為此次泄漏累計(jì)支出5000萬(wàn)歐元，其中大部分用于環(huán)境恢復(fù)。

（3）事故級(jí)別。根據(jù)歐洲工業(yè)事故等級(jí)劃分原則，從泄漏介質(zhì)的危險(xiǎn)性和人員傷亡、社會(huì)影響、環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)損失等4個(gè)方面進(jìn)行定級(jí)，其中環(huán)境影響H3，經(jīng)濟(jì)損失H5，綜合判定事故屬5級(jí)工業(yè)事故（最高為6級(jí)）。

2  原因分析

開挖后顯示管道直焊縫上有一個(gè)長(zhǎng)1.8 m、寬15 cm的“扣眼型（Button-hole）”開口（圖 3）。造成這種破裂的原因主要有以下幾點(diǎn)。

圖 3 管道爆裂口實(shí)況

（1）焊縫噘嘴缺陷。經(jīng)排查與事故管道同廠同期制造的5190根管道出現(xiàn)類似缺陷，均位于事故管道線路的南半段。經(jīng)測(cè)徑清管測(cè)量，噘嘴高度在0～4 mm之間（圖 4）。專業(yè)實(shí)驗(yàn)室針對(duì)不超過(guò)3.5 mm噘嘴缺陷的發(fā)展進(jìn)行建模（圖 5）研究表明，開裂主要取決于壓力變化而引起的負(fù)載變化。針對(duì)存在大于3.5 mm噘嘴缺陷的管段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證。基于此，管道運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了管道強(qiáng)度測(cè)試，測(cè)試壓力為最大使用壓力的150%。

圖 4 噘嘴缺陷示意圖

圖 5 噘嘴缺陷危害模型

事故發(fā)生前，該管道最近一次壓力測(cè)試在2003年，當(dāng)時(shí)抽查5根管道，其中1根最終爆裂，證實(shí)這些管材均存在噘嘴缺陷，只是嚴(yán)重程度不同，但應(yīng)用超聲波技術(shù)沒(méi)有檢測(cè)到裂縫。

（2）管材分層缺陷。事故發(fā)生后，在另一根存在噘嘴缺陷的管道直焊縫處發(fā)現(xiàn)同時(shí)存在管材分層缺陷，位于斷裂管段附近。根據(jù)壓力測(cè)試期間爆裂管道檢查報(bào)告，超聲波檢查時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)直焊縫根部開裂跡象，但分層區(qū)仍然很明顯。運(yùn)營(yíng)商將前后對(duì)比結(jié)果提交給第三方專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行解釋。第三方專家分析后得出初步結(jié)論：“直焊縫水平處的管材表面存在廣泛的分層區(qū)域，恰好是發(fā)生破裂的區(qū)域。分層缺陷對(duì)管道運(yùn)營(yíng)影響有限，但鑒于其位置會(huì)帶來(lái)以下兩方面影響：無(wú)法評(píng)估焊根的完整性；這種分層缺陷與疲勞裂紋相結(jié)合，當(dāng)暴露于循環(huán)載荷會(huì)顯著縮短管材壽命（例如，與理論模型輸出結(jié)果相比，分層缺陷導(dǎo)致疲勞裂紋的傳播速度加快）�！币虼耍�分層缺陷可能掩蓋了從管材內(nèi)部形成的內(nèi)部裂紋。

另一家專業(yè)冶金實(shí)驗(yàn)室分析得出結(jié)論，分層缺陷的存在與加速裂紋發(fā)展之間無(wú)直接關(guān)聯(lián)。但分層缺陷偽裝作用干擾了從外表面或內(nèi)表面檢測(cè)管道裂紋。

（3）管材特性。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試同時(shí)表明，破裂管段的機(jī)械強(qiáng)度（如管材韌性，代表其抵抗裂紋擴(kuò)展的能力）在某些情況下低于制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低可接受閾值。2010年4月開展的裂紋檢測(cè)結(jié)果證實(shí)，管道運(yùn)行過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)其他管道顯示出明顯的開裂跡象。因此，這根爆裂管道似乎只是一次意外事件。

3  后續(xù)處置

（1）限制老化設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)。法國(guó)生態(tài)部和當(dāng)?shù)仄髽I(yè)組織主題論壇，共同提出通過(guò)加強(qiáng)維護(hù)，控制設(shè)施老化帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高設(shè)備安全性，同時(shí)要求更加關(guān)注生態(tài)敏感區(qū)內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)后果。生態(tài)部還呼吁增加檢查頻率，限制設(shè)備老化帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)識(shí)別自然環(huán)境區(qū)域。所有顯示噘嘴缺陷的管道都必須盡快完成檢查，并組織評(píng)估了上年為提高管道安全所采取的措施有效性。

（2）重視管道檢測(cè)。此次漏油事故充分說(shuō)明，現(xiàn)有檢測(cè)方法不足以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷。管材分層缺陷即使不會(huì)破壞其原有機(jī)械強(qiáng)度，但會(huì)對(duì)檢測(cè)定位其他更嚴(yán)重缺陷造成困難。如在超聲波檢測(cè)中，檢測(cè)信號(hào)與超聲波束截獲的初始分層缺陷相對(duì)應(yīng)，不可接受缺陷的微弱信號(hào)（但具有代表性）可能會(huì)被可接受缺陷的更強(qiáng)信號(hào)所覆蓋。

（3）事故現(xiàn)場(chǎng)治理。法國(guó)生態(tài)部啟動(dòng)了為期3年的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在受災(zāi)地區(qū)附近建立一個(gè)受保護(hù)區(qū)域，轉(zhuǎn)變?yōu)槟翀?chǎng)，恢復(fù)稀有物種和受威脅物種生存環(huán)境，以彌補(bǔ)此次事故對(duì)生物多樣性造成的負(fù)面影響。

編譯自：Break in a liquid hydrocarbon pipeline-7 August 2009 -Plaine-de-la-Crau(Bouches-du-Rhône) France(ARIA NO.36654).

作者簡(jiǎn)介：張強(qiáng)，1986年生，注冊(cè)安全工程師、二級(jí)安全評(píng)價(jià)師、管道檢驗(yàn)員，主要從事管道完整性相關(guān)的研究工作。先后參與編寫《油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法 第2部分 定量評(píng)價(jià)法》《油氣管道基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)方法》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、《油氣管道站場(chǎng)完整性管理》等書籍，曾獲中石油集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)等。聯(lián)系方式：18630630987，zhangqiang14@pipechina.com.cn。