張強1 戴聯(lián)雙2 楊玉鋒1

1.國家管網(wǎng)集團研究總院；2.國家管網(wǎng)集團公司

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

圖 1 噴涌的原油

1  事故后果

（1）環(huán)境影響。自然保護區內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)月內安裝了72組監測裝置監測地下水的污染情況，還建立了一道水力屏障，以遏制油品的遷移。通過(guò)定期監測分析表明，灌溉、人類(lèi)和動(dòng)物飲用未受到影響。

圖 2 泄漏現場(chǎng)土壤污染區

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

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

2  原因分析

開(kāi)挖后顯示管道直焊縫上有一個(gè)長(cháng)1.8 m、寬15 cm的“扣眼型（Button-hole）”開(kāi)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(chǎng)同期制造的5190根管道出現類(lèi)似缺陷，均位于事故管道線(xiàn)路的南半段。經(jīng)測徑清管測量，噘嘴高度在0～4 mm之間（圖 4）。專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室針對不超過(guò)3.5 mm噘嘴缺陷的發(fā)展進(jìn)行建模（圖 5）研究表明，開(kāi)裂主要取決于壓力變化而引起的負載變化。針對存在大于3.5 mm噘嘴缺陷的管段進(jìn)行現場(chǎng)開(kāi)挖驗證�；�于此，管道運營(yíng)商進(jìn)行了管道強度測試，測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試在2003年，當時(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，只是嚴重程度不同，但應用超聲波技術(shù)沒(méi)有檢測到裂縫。

（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)現同時(shí)存在管材分層缺陷，位于斷裂管段附近。根據壓力測試期間爆裂管道檢查報告，超聲波檢查時(shí)沒(méi)有發(fā)現直焊縫根部開(kāi)裂跡象，但分層區仍然很明顯。運營(yíng)商將前后對比結果提交給第三方專(zhuān)門(mén)機構進(jìn)行解釋。第三方專(zhuān)家分析后得出初步結論：“直焊縫水平處的管材表面存在廣泛的分層區域，恰好是發(fā)生破裂的區域。分層缺陷對管道運營(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)法評估焊根的完整性；這種分層缺陷與疲勞裂紋相結合，當暴露于循環(huán)載荷會(huì )顯著(zhù)縮短管材壽命（例如，與理論模型輸出結果相比，分層缺陷導致疲勞裂紋的傳播速度加快）�！币虼�，分層缺陷可能掩蓋了從管材內部形成的內部裂紋。

另一家專(zhuān)業(yè)冶金實(shí)驗室分析得出結論，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表面檢測管道裂紋。

（3）管材特性。實(shí)驗室測試同時(shí)表明，破裂管段的機械強度（如管材韌性，代表其抵抗裂紋擴展的能力）在某些情況下低于制造標準規定的最低可接受閾值。2010年4月開(kāi)展的裂紋檢測結果證實(shí)，管道運行過(guò)程中未發(fā)現其他管道顯示出明顯的開(kāi)裂跡象。因此，這根爆裂管道似乎只是一次意外事件。

3  后續處置

（1）限制老化設施風(fēng)險。法國生態(tài)部和當地企業(yè)組織主題論壇，共同提出通過(guò)加強維護，控制設施老化帶來(lái)的風(fēng)險，從而提高設備安全性，同時(shí)要求更加關(guān)注生態(tài)敏感區內風(fēng)險后果。生態(tài)部還呼吁增加檢查頻率，限制設備老化帶來(lái)的風(fēng)險，加強識別自然環(huán)境區域。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。此次漏油事故充分說(shuō)明，現有檢測方法不足以及時(shí)發(fā)現管道運行過(guò)程中可能出現的缺陷。管材分層缺陷即使不會(huì )破壞其原有機械強度，但會(huì )對檢測定位其他更嚴重缺陷造成困難。如在超聲波檢測中，檢測信號與超聲波束截獲的初始分層缺陷相對應，不可接受缺陷的微弱信號（但具有代表性）可能會(huì )被可接受缺陷的更強信號所覆蓋。

（3）事故現場(chǎng)治理。法國生態(tài)部啟動(dòng)了為期3年的實(shí)驗項目，在受災地區附近建立一個(gè)受保護區域，轉變?yōu)槟翀?chǎng)，恢復稀有物種和受威脅物種生存環(huán)境，以彌補此次事故對生物多樣性造成的負面影響。

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，1986年生，注冊安全工程師、二級安全評價(jià)師、管道檢驗員，主要從事管道完整性相關(guān)的研究工作。先后參與編寫(xiě)《油氣管道風(fēng)險評價(jià)方法 第2部分 定量評價(jià)法》《油氣管道基于風(fēng)險的檢測方法》等行業(yè)標準、《油氣管道站場(chǎng)完整性管理》等書(shū)籍，曾獲中石油集團公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎等。聯(lián)系方式：18630630987，zhangqiang14@pipechina.com.cn。