張強(qiáng)1 戴聯(lián)雙2

1.國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院分公司；2.國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)公司 

1  事故概述

2014年5月，法國(guó)道達(dá)爾能源公司所轄的一條原油管道在巴黎霍德濕地（部分列入塞納河河口國(guó)家自然保護(hù)區(qū)）發(fā)生一起泄漏事故。估計(jì)泄漏量500 m³，造成了嚴(yán)重環(huán)境污染，未發(fā)生起火爆炸和人員傷亡，總經(jīng)濟(jì)損失約850萬(wàn)歐元，屬四級(jí)工業(yè)安全事故。事故管道建于1968年、全長(zhǎng)260 km、管徑508 mm、輸量102 000桶/天，始于法國(guó)大西洋沿岸的勒阿弗爾港口，向東南終于道達(dá)爾格蘭德普伊特?zé)捰蛷S（圖 1）。

圖 1 管道路由及泄漏位置

泄漏油品污染了周邊14 000m2（半徑約95 m）的草地，同時(shí)周邊48 000 m2（半徑約175 m）的植物附著了油滴，油品順著溝渠擴(kuò)散820 m（當(dāng)時(shí)溝渠已被淹沒(méi)）進(jìn)入了附近的柳樹園。管道泄漏事故發(fā)展時(shí)間線如表 1所示，現(xiàn)場(chǎng)處置如圖 2所示。

表 1 事故發(fā)展時(shí)間線

圖 2 事故現(xiàn)場(chǎng)處置

2  事故原因分析

管道破裂位置形成了一個(gè)87 cm長(zhǎng)的裂口，橫跨環(huán)焊縫兩側(cè)（圖 3）。割取泄漏位置附近4 m長(zhǎng)的管道進(jìn)行了事故原因分析。破裂位置的管道母材上同時(shí)發(fā)現(xiàn)了許多沖擊、凹痕和劃痕等特征，以及以壓扁和波紋出現(xiàn)的宏觀變形（圖 4）。環(huán)焊縫上也出現(xiàn)了類似特征，說(shuō)明損壞發(fā)生在焊接以后。管道外部宏觀變形特征表明管道可能受到重型設(shè)備（挖掘機(jī)/履帶機(jī)）的碾壓。

圖 3 管道裂口

圖 4 破裂位置附近的波紋狀宏觀變形

相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)評(píng)估表明，受到機(jī)械變形的管道運(yùn)行期間形成多條縱向腐蝕裂紋，在外界條件的影響下從管道外表面發(fā)生了突然開裂。

破裂區(qū)域內(nèi)表面，發(fā)現(xiàn)與預(yù)先存在的縱向裂紋相對(duì)應(yīng)的6個(gè)新月體，達(dá)到壁厚的35%～50%（圖 5）。其特征為高度氧化甚至腐蝕，與最終破裂區(qū)不匹配，表明它們的形成早于破裂。管道其余部分未見因腐蝕造成的壁厚損失。外表面輻射帶的存在表明裂紋從該表面開始。

圖 5 管道內(nèi)表面開裂特征

破裂區(qū)外表面，磁粉檢測(cè)顯示存在與已識(shí)別的機(jī)械損傷相關(guān)的裂紋（圖 6），該機(jī)械損傷促使管道發(fā)生了應(yīng)變硬化，并導(dǎo)致管道母材上與非平坦區(qū)域的連接處形成了機(jī)械應(yīng)力。

圖 6 外表面特征

事故發(fā)生前的2008年、2009年和2013年分別對(duì)管道開展了一系列的外檢測(cè)和幾何變形+裂紋檢測(cè)，而提交給管道企業(yè)的報(bào)告未提及事故破裂處的管道缺陷。2008年和2013年內(nèi)檢測(cè)結(jié)果為事故處的管道變形低于驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（ND的1.2%，低于6%的標(biāo)準(zhǔn)值），存在夾雜物（金屬雜質(zhì)）等缺陷。事故發(fā)生后，專家對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了復(fù)核，分析表明管道母材上可見波紋可能導(dǎo)致裂紋檢測(cè)器上的傳感器出現(xiàn)反彈或過(guò)陡傾斜，致使破裂處裂紋出現(xiàn)不連續(xù)讀數(shù)。但對(duì)于分析人員得出夾雜物而非裂紋缺陷的結(jié)論未給出原因說(shuō)明。而2009年進(jìn)行的外檢測(cè)也未發(fā)現(xiàn)此處的瀝青涂層損失。

3  管道維修與重啟

對(duì)泄漏處管道進(jìn)行了換管同時(shí)在溝渠穿越處新增了鋼套管以防止可能的機(jī)械損壞。DREAL環(huán)境局要求管道在重啟前消除管道上存在的類似缺陷。為滿足這一要求，涉事企業(yè)對(duì)2013年底進(jìn)行的內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，優(yōu)先考慮整個(gè)管道上記錄的類似缺陷信號(hào)。并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制定了開挖修復(fù)計(jì)劃，逐步恢復(fù)管道運(yùn)行服務(wù)（隨著維修工作的完成，管道內(nèi)的壓力逐漸增加）。同時(shí)，鑒于上述事故（即管道圓度輕微變形導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫和潛在泄漏），運(yùn)營(yíng)商最終決定任何超過(guò)標(biāo)稱直徑2%的凹陷進(jìn)行開挖調(diào)查（即使監(jiān)管公差為6%）。

（1）裂紋的檢測(cè)和數(shù)據(jù)解讀對(duì)數(shù)據(jù)分析師要求較高。僅通過(guò)一種方式進(jìn)行檢測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)漏檢，將檢測(cè)數(shù)據(jù)與幾何變形數(shù)據(jù)進(jìn)行相互交叉引用，提醒數(shù)據(jù)分析師可能存在的嚴(yán)重缺陷。

（2）修訂或補(bǔ)充GESIP（法國(guó)石油和化學(xué)安全工業(yè)協(xié)會(huì)）指南中規(guī)定的凹陷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（小于管道公稱直徑的6%，焊縫周圍2%），尤其是當(dāng)管道上部發(fā)生變形時(shí)。本起事故中變形量?jī)H為標(biāo)稱直徑的1.2%，但出現(xiàn)引發(fā)導(dǎo)致泄漏的多個(gè)裂紋。在組合缺陷的情況下，GESIP指南標(biāo)準(zhǔn)不再適用。一旦檢測(cè)到凹陷變形，考慮到凹陷的位置和大小，應(yīng)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行開挖驗(yàn)證，以驗(yàn)證是否存在裂縫，尤其是在老舊管道上。

（3）運(yùn)輸商或檢測(cè)服務(wù)商應(yīng)重新校準(zhǔn)用于處理和解釋數(shù)據(jù)的模型。

4  管理實(shí)踐

重車碾壓是管道面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素之一，對(duì)管道的安全影響與設(shè)備類型、設(shè)備大小、土壤條件、穿越活動(dòng)頻率、管道屬性、管道運(yùn)行條件和埋深等因素緊密相關(guān)。

2016年加拿大能源局（NEB）發(fā)布《農(nóng)用車輛或移動(dòng)設(shè)備穿越管道安全指南》，要求若車輛或移動(dòng)設(shè)備的負(fù)載軸重和輪胎壓力超出管道企業(yè)規(guī)定的限值和操作指南范圍，則應(yīng)提前通知管道企業(yè)協(xié)商制定通過(guò)方案。Enbridge公司要求當(dāng)重型設(shè)備在管道上方活動(dòng)時(shí)，應(yīng)符合表 2要求并根據(jù)實(shí)際制定防護(hù)措施，由管道企業(yè)與第三方施工單位共同制定保護(hù)方案。

表 2 管道周邊重型設(shè)備通過(guò)安全要求

TC Energy公司要求重型設(shè)備穿越管道時(shí)，第三方應(yīng)充分做好保護(hù)措施，包括不限于布置墊子、鋼板或其他經(jīng)批準(zhǔn)的保護(hù)措施，避免在穿越活動(dòng)期間免受重型設(shè)備造成的潛在損壞。所有擬建的埋地設(shè)施交叉處應(yīng)由TC Energy公司進(jìn)行評(píng)估。

編譯自：Rupture of a crude oil pipeline 26 May 2014 St-Vigor-d'Ymonville（Seine-Maritime）France（ARIA NO.45229）.

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，主要從事管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和完整性相關(guān)的研究工作。先后參與制修訂多項(xiàng)行業(yè)與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，曾獲中石油集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。聯(lián)系方式：18630630987，zhangqiang14@pipechina.com.cn。