Шаханова С. С., Аманжолов Ж. К.

 

Анализ риска аварий при транспортировке нефти по магистральным трубопроводам

 

         В настоящее время безопасность в природно-техногенной сфере стоит на первом месте. К числу высокорисковых объектов техносферы относятся объекты для транспортировки нефти и нефтепродуктов. Неконтролируемое развитие аварийных ситуаций на магистральных трубопроводах, связанных с взрывами и пожарами, может привести к значительным разрушениям и к гибели людей.

Современные системы магистрального трубопроводного транспорта нефти и газа представляют собой сложные инженерно-технические сооружения, которые за время эксплуатации подвергаются значительным внешним и внутренним нагрузкам, что в свою очередь, может привести к серьезным авариям с выбросом углеводородов и последующим пожарам или взрывам. Тем не менее, трубопроводный транспорт остается наиболее безопасным способом транспортировки нефти.

Полностью исключить возможность возникновения аварийной ситуации нельзя, поэтому очень важно выявить наиболее значимые факторы, влияющие на аварийность, и, применяя эффективные меры обеспечения безопасности, снизить частоту аварий и потери от аварий.

Факторы влияющие на интенсивность аварий на линейной части магистрального нефтепровода [1]:

-природные (грунтовые, гидрологические, климатические, сейсмические, топографические и др.);

-антропогенные;

-конструктивно – технологические параметры (в том числе технические и организационные факторы обеспечения безопасности трубопроводов);

-производственные факторы, включая условия строительства.

          В результате анализа данных факторов необходимо  сделать оценку риска пожаров при транспортировке нефти по магистральным трубопроводам.

         Обобщение вероятностей аварий по различным сценариям удобнее всего осуществлять методом деревьев событий (ДС). [2]

         Методы ДС широко используются  при постановке задачи моделирования, это  вызвано простотой и ясностью исходной идеи.

         Построение дерева событий позволяет проследить за последствиями каждого возможного исходного события и вычислить максимальную вероятность главного события от каждого из таких исходных событий.

         В результате анализа и систематизации данных по авариям при транспортировке нефти построено дерево событий (рисунок 1)

 

Пожар при транспортировке нефти по магистральным трубопроводам

 


           Ошибки оператора                                                            Коррозия

                      Р1=0,75 [4]                                                                  Р2=0,25 [4]

 


Подсоединение              Нарушение требов. пром.                                Химическая                Элетрохимическая

отводной линии               безопасн. при транспорти-                            Р6=0,3       Р7=0,7

 к работающему              ровке нефтепрдуктов (Р=0)

трубопроводу (Р3=1)                                                                                                                                   Биокорр.  Атмос.к.

                                                                                           Газовая кор-                             Коррозия       (Р12=0,09)

Есть постра-            Нет постра-                                      розия (Р8=0,5)                       в неэлектро-                       Есть п.

давшие                      давших                                                                                               литах (Р9=0,5)                      (Р13=1)

Р4=0,8                        Р5=0,2                                                                                                                                  Нет постр.

                               Н(С2)=0,42 *10-81/год      Есть постра-  Нет постра-                                                    (Р14=0)         Нет п.

Сценарий 1

Н(С1)=1,68*10-81/год                                    давшие(Р10=1)      давших (Р11=0)      Есть постр.                                 (Р=0)

.                                                                 Н(С3)=0,105 *10-81/год                                (Р15=1)   

                                                                                                                                       Нет пострад                                  

                                                                                                                                           (Р=0)                                           

                                                                                                        Н(С4)=0,105*10-8 1/год

                                                                                                                                                     Н(С5)=0,49*10-8 1/год

Рисунок 1. «Дерево событий» вероятности возникновения пожаров при транспортировке нефтепродуктов по магистральным трубопроводам

 

          Условная вероятность возникновения инициирующего события – пожара на магистральном трубопроводе, принималась равной 1, λ – частота взрыва, 2,8*10-8 1/год; Н(Смах) [3].  Условные вероятности развития аварийных ситуаций  определяли по анализу статистических данных пожаров на нефтепроводе.

     Рассмотрим наиболее опасный сценарий – разрушение магистрального трубопровода с формированием коррозии трубопроводов. Для оценки условной вероятности этого сценария представим его как сложное событие, являющееся произведением условных вероятностей таких событий как взрыв нефтепровода, разрушение, пожар Р1 – пожар при транспортировке нефти по магистральным трубопроводам, Р2 – разрушение трубопровода, Р3 –  химическая коррозия.

       Частоту возникновения наиболее опасного сценария определим по следующей формуле:

Н(С)=λР1Р3Р4. Рn (1) [3]

 

         

             Используя формулу 1 определим вероятность возникновения аварий из-за ошибки оператора:

-подсоединение отводной линии к работающему трубопроводу, Н(С1)=2,8*10-8 *0,75*1*0,8=1,68*10-8 1/год;

Н(С2)=2,8*10-81/год*0,75*1*0,2=0,42 *10-81/год.

-вероятность аварий из-за нарушения требований промышленной безопасности при транспортировке нефтепродуктов в данном случае равна 0. 

           Также используя формулу 1, рассчитаем вероятность возникновения аварий из-за коррозии магистральных трубопроводов:

- химическая коррозия, газовая:

 Н(С3)= 2,8*10-8 *0,25*0,3*0,5*1=0,105 *10-81/год;

коррозия в неэлектролитах:

 Н(С4)= 2,8*10-8 *0,25*0,3*0,5*1=0,105*10-8 1/год;

-электрохимическая коррозия, атмосферная:                                                                                                                         Н(С5)=0,49*10-8 1/год

          Таким образом, частота возникновения наиболее опасного сценария при транспортировке нефтепродуктов составит Н(Сmax)=1,68*10-81/год, также нужно отметить, что основной статистической характеристикой аварийности на линейных протяженных источниках опасности, к которым относятся магистральные нефтепроводы, является удельная интенсивность аварий (λ), выражаемая в количестве инициируемых событий  определенного вида (отверстие различного размера или полное сечение трубопровода) за единицу времени (например, за год) на единицу длины трассы (например, на 1 км длины).

Поэтому, необходимо своевременно оценивать опасность таких повреждений и возможность дальнейшей эксплуатации поврежденного участка трубопровода. Из-за внешних воздействий на отечественных нефтепроводах происходит более 5 % аварий от общего их числа, а по наносимому ущербу они занимают первое место.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

1. Журнал БЖД, №2,2014

2. Приложение к журналу БЖД, август №8, 2004

3. http://riskprom.ru