張強1 戴聯(lián)雙2

1.國家管網(wǎng)集團科學(xué)技術(shù)研究總院分公司；2.國家管網(wǎng)集團公司 

1  事故概述

2014年5月，法國道達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家自然保護區）發(fā)生一起泄漏事故。估計泄漏量500 m³，造成了嚴重環(huán)境污染，未發(fā)生起火爆炸和人員傷亡，總經(jīng)濟損失約850萬(wàn)歐元，屬四級工業(yè)安全事故。事故管道建于1968年、全長(cháng)260 km、管徑508 mm、輸量102 000桶/天，始于法國大西洋沿岸的勒阿弗爾港口，向東南終于道達爾格蘭德普伊特煉油廠(chǎng)（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(zhù)了油滴，油品順著(zhù)溝渠擴散820 m（當時(shí)溝渠已被淹沒(méi)）進(jìn)入了附近的柳樹(shù)園。管道泄漏事故發(fā)展時(shí)間線(xiàn)如表 1所示，現場(chǎng)處置如圖 2所示。

表 1 事故發(fā)展時(shí)間線(xiàn)

圖 2 事故現場(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(cháng)的裂口，橫跨環(huán)焊縫兩側（圖 3）。割取泄漏位置附近4 m長(cháng)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)現了許多沖擊、凹痕和劃痕等特征，以及以壓扁和波紋出現的宏觀(guān)變形（圖 4）。環(huán)焊縫上也出現了類(lèi)似特征，說(shuō)明損壞發(fā)生在焊接以后。管道外部宏觀(guān)變形特征表明管道可能受到重型設備（挖掘機/履帶機）的碾壓。

圖 3 管道裂口

圖 4 破裂位置附近的波紋狀宏觀(guān)變形

相關(guān)檢驗機構評估表明，受到機械變形的管道運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(kāi)裂。

破裂區域內表面，發(fā)現與預先存在的縱向裂紋相對應的6個(gè)新月體，達到壁厚的35%～50%（圖 5）。其特征為高度氧化甚至腐蝕，與最終破裂區不匹配，表明它們的形成早于破裂。管道其余部分未見(jiàn)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(kāi)始。

圖 5 管道內表面開(kāi)裂特征

破裂區外表面，磁粉檢測顯示存在與已識別的機械損傷相關(guān)的裂紋（圖 6），該機械損傷促使管道發(fā)生了應變硬化，并導致管道母材上與非平坦區域的連接處形成了機械應力。

圖 6 外表面特征

事故發(fā)生前的2008年、2009年和2013年分別對管道開(kāi)展了一系列的外檢測和幾何變形+裂紋檢測，而提交給管道企業(yè)的報告未提及事故破裂處的管道缺陷。2008年和2013年內檢測結果為事故處的管道變形低于驗收標準（ND的1.2%，低于6%的標準值），存在夾雜物（金屬雜質(zhì)）等缺陷。事故發(fā)生后，專(zhuān)家對檢測數據進(jìn)行了復核，分析表明管道母材上可見(jiàn)波紋可能導致裂紋檢測器上的傳感器出現反彈或過(guò)陡傾斜，致使破裂處裂紋出現不連續讀數。但對于分析人員得出夾雜物而非裂紋缺陷的結論未給出原因說(shuō)明。而2009年進(jìn)行的外檢測也未發(fā)現此處的瀝青涂層損失。

3  管道維修與重啟

對泄漏處管道進(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(lèi)似缺陷。為滿(mǎn)足這一要求，涉事企業(yè)對2013年底進(jìn)行的內檢測數據進(jìn)行全面分析，優(yōu)先考慮整個(gè)管道上記錄的類(lèi)似缺陷信號。并根據檢測結果制定了開(kāi)挖修復計劃，逐步恢復管道運行服務(wù)（隨著(zhù)維修工作的完成，管道內的壓力逐漸增加）。同時(shí)，鑒于上述事故（即管道圓度輕微變形導致出現裂縫和潛在泄漏），運營(yíng)商最終決定任何超過(guò)標稱(chēng)直徑2%的凹陷進(jìn)行開(kāi)挖調查（即使監管公差為6%）。

（1）裂紋的檢測和數據解讀對數據分析師要求較高。僅通過(guò)一種方式進(jìn)行檢測可能會(huì )出現漏檢，將檢測數據與幾何變形數據進(jìn)行相互交叉引用，提醒數據分析師可能存在的嚴重缺陷。

（2）修訂或補充GESIP（法國石油和化學(xué)安全工業(yè)協(xié)會(huì )）指南中規定的凹陷驗收標準（小于管道公稱(chēng)直徑的6%，焊縫周?chē)?%），尤其是當管道上部發(fā)生變形時(shí)。本起事故中變形量?jì)H為標稱(chēng)直徑的1.2%，但出現引發(fā)導致泄漏的多個(gè)裂紋。在組合缺陷的情況下，GESIP指南標準不再適用。一旦檢測到凹陷變形，考慮到凹陷的位置和大小，應適當的進(jìn)行開(kāi)挖驗證，以驗證是否存在裂縫，尤其是在老舊管道上。

（3）運輸商或檢測服務(wù)商應重新校準用于處理和解釋數據的模型。

4  管理實(shí)踐

重車(chē)碾壓是管道面臨的風(fēng)險因素之一，對管道的安全影響與設備類(lèi)型、設備大小、土壤條件、穿越活動(dòng)頻率、管道屬性、管道運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《農用車(chē)輛或移動(dòng)設備穿越管道安全指南》，要求若車(chē)輛或移動(dòng)設備的負載軸重和輪胎壓力超出管道企業(yè)規定的限值和操作指南范圍，則應提前通知管道企業(yè)協(xié)商制定通過(guò)方案。Enbridge公司要求當重型設備在管道上方活動(dòng)時(shí)，應符合表 2要求并根據實(shí)際制定防護措施，由管道企業(yè)與第三方施工單位共同制定保護方案。

表 2 管道周邊重型設備通過(guò)安全要求

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

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，1986年生，注冊安全工程師、二級安全評價(jià)師、管道檢驗員，主要從事管道風(fēng)險評價(jià)和完整性相關(guān)的研究工作。先后參與制修訂多項行業(yè)與企業(yè)標準，曾獲中石油集團公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎等獎項。聯(lián)系方式：18630630987，zhangqiang14@pipechina.com.cn。