本文是学习GB-T 34346-2017 基于风险的油气管道安全隐患分级导则. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了油气管道基于风险的安全隐患(以下简称"隐患")分级方法、流程和技术要求,包括管
道隐患的排查、评级和处置等内容。
本标准中的"隐患"仅包括占压,间距不足,不满足规范要求的交叉、并行(含穿跨越),地质灾害和管
道本体及附属设施缺陷。
本标准适用于满足 GB 50251或 GB 50253
的陆上长输原油、成品油、天然气管道。油气田集输管
道、城镇燃气管道可参照本标准的相关规定执行。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 19285 埋地钢质管道腐蚀防护工程检验
GB/T 27699 钢质管道内检测技术规范
GB/T 28704 无损检测 磁致伸缩超声导波检测方法
GB/T 30582 基于风险的埋地钢质管道外损伤检验与评价
GB/T31211 无损检测 超声导波检测总则
GB 32167—2015 油气输送管道完整性管理规范
GB 50251 输气管道工程设计规范
GB 50253 输油管道工程设计规范
GB 50470 油气输送管道线路工程抗震技术规范
SY/T 6828 油气管道地质灾害风险管理技术规范
NB/T 47013 承压设备无损检测
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
隐 患 hazard
在油气管道建设施工或运行使用过程中,由于管道及附属设施的外部环境条件变化以及生产经营
单位或相关方未执行法律法规、标准规范要求,导致存在的可能造成人身伤害、环境污染或经济损失的
不安全状态,包括占压;间距不足;不满足规范要求的交叉、并行(含穿跨越);地质灾害和管道本体及附
属设施缺陷。隐患按风险可接受程度可划分为一般隐患、较大隐患和重大隐患。
3.2
隐患排查 hazard identification
根据国家法律法规和油气管道标准规范的相关要求,识别管道安全隐患的过程。
GB/T 34346—2017
3.3
隐患评级 hazard classification
对识别出的各类管道安全隐患,按照风险可接受程度划分等级的过程。
3.4
一级评估 level 1 assessment
采用筛选方式,依据风险可接受程度区分一般与较大及以上隐患的过程。
3.5
二级评估 level 2 assessment
采用定量风险评价方法,依据风险可接受程度区分重大与较大隐患的过程。
4.1
应建立基于风险的油气管道隐患分类、分级治理模式,即在隐患排查的基础上,结合管道本体安全
状况及介质、环境等因素,评价划分隐患等级,进行分类、分级管理。
4.2
按照本标准进行油气管道隐患分级时,除应遵循本标准的规定外,还应遵守相关法律法规和标准
规范。
4.3
油气管道隐患分级工作可由管道使用单位组织实施,较大及以上隐患可委托第三方专业评估机构
实施。隐患分级所涉及的检验、检测工作,其承担机构的资质要求应符合特种设备相关法律法规的
规定。
4.4
油气管道隐患分级工作流程应包括隐患的排查、评级、处置3个步骤。隐患分级的流程如图1
所示。
4.5 较大及以上隐患的处置应制定处置方案,并限期处置。
一般隐患应加强管理,如果影响管道运行 管理,应优先消除。
4.6
隐患排查和评级工作应定期实施,实施时间间隔应根据完整性管理规范和前次工作结论综合
确定。
4.7
应定期检查更新管道周边环境变化情况,当管道属性和周边环境发生较大变化时,应再次进行隐
患排查和评级。
GB/T 34346—2017
style="width:10.12014in;height:11.2in" />
图 1 隐患分级流程
占压指《中华人民共和国石油天然气管道保护法》、GB 50251和 GB 50253
规定的管道中心线两侧 各 5 m
地域范围内存在建(构)筑物及其附属设施、大型物料或设备堆场、根系深达管道埋设部位的深
根植物等。
间距不足指除5.1规定以外的,人口密集区,建(构)筑物,易燃易爆危险生产、经营、存储场所,特殊
作业区与管道及其附属设施的距离不符合国家法律法规和技术规范的要求。
GB/T 34346—2017
5.3 不满足标准规范要求的交叉、并行(含穿跨越)
不满足标准规范要求的交叉、并行(含穿跨越)指河流、水源地、公路、铁路、输电线缆及设施、埋地管
线、市政管网等与管道及附属设施的距离不符合国家法律法规和技术规范的要求。
地质灾害指对管道输送系统的安全和运营环境造成危害的地质作用或与地质环境有关的灾害。
管道本体及附属设施缺陷指在设计、制造、建设施工中产生的制管缺陷、机械损伤或焊接缺陷等,及
在运行使用中发生的由于外力作用、介质影响或腐蚀防护有效性不足造成的管体变形、腐蚀、开裂等。
收集的数据应反映管道和隐患的实际状况,并应包含隐患辨识和评级所要求的必要数据。收集的
数据应包括但不限于以下内容:
a) 管道基本属性信息:
1)
管道的规格、材质、防腐/保温层类型、设计参数、设计/安装时间、焊接施工工艺、路由位
置、埋地段覆土厚度、腐蚀防护措施;
2) 介质的类型、腐蚀性成分分析结果。
b) 管道运行维护数据与记录:
1) 管道的运行参数;
2) 阴极保护系统运行记录;
3) 安全管理与风险监控措施;
4) 管道检测、维修及更换记录;
5) 历史失效数据记录。
c) 管道外部环境信息:
1) 土壤腐蚀性、杂散电流干扰情况;
2) 周边自然气候与地质情况;
3) 周边人口、建(构)筑物、水源及其他公共基础设施分布情况。
6.2.1 管道隐患应按照第5章规定进行分类辨识,辨识方法见附录A。
6.2.2 隐患辨识应基于6.1所收集的基础数据,结合现场勘查测量进行。
7.1.1
隐患评级应针对已辨识的隐患,在补充检测的基础上,评估风险可接受程度划分等级。
7.1.2 地质灾害类隐患的评级按照SY/T 6828执行。
7.1.3
对于管道本体及附属设施缺陷中的管道本体缺陷类隐患,应根据缺陷类型,按照相关标准规范
GB/T 34346—2017
进行安全评定。其中,按照标准规范评判超标的缺陷确定为重大隐患,应及时处置;标准规范允许范围
内的缺陷不需要处置。
7.1.4 对于除7.1.2、7.1.3规定范围以外的隐患类型,评级流程如图2所示。
style="width:10.5in;height:11.74722in" />
图 2 隐患评级流程
7.2.1 隐患按风险可接受程度应划分为一般隐患、较大隐患和重大隐患。
7.2.2
隐患等级的划分应采用风险评估方法进行,较大及以上的隐患应进行详细的风险计算,风险计
算可参照二级评估。
7.3.1 隐患评级应包括对隐患失效影响因素的分析与隐患风险的评估。
7.3.2 对隐患风险的评估应基于管道本体安全状况进行。
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7.3.3
对隐患风险的评估按照工作复杂程度和评价结果保守度不同,分为一级评估和二级评估。隐患
评级一般按照一级评估至二级评估顺序执行。
7.4.1 当管道本体安全状况不明时,应开展必要的补充检测。
7.4.2 补充检测的项目、方法和推荐标准按照表1执行。
表 1 检测项目的推荐标准
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7.5.1 一级评估方法按附录 B 执行。
7.5.2 通过一级评估划分为较大及以上隐患的应执行以下措施之一:
a) 当消除隐患的成本可接受时,可直接消除;
b) 当消除隐患的成本不可接受时,执行二级评估。
二级评估方法的流程如图3所示。
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style="width:10.19992in;height:9.4468in" />较大及以上隐患
评价单元划分
补充检测
失效可能性分析
失效后果分析
风险计算
否
风险可接受准则 风险是否可接受
是
较大隐患
重大隐患
图 3 二级评估流程
应根据管道的属性和周边环境对管道进行评价单元划分。以单元为单位作管道状况描述,包括但
不限于:
a) 管材、管径、防腐层类型、管道附属设施及起止里程;
b) 管体、防腐层和附属设施状况的评价;
c) 管道运行参数,包括输送介质、运行压力和温度;
d) 管道沿线自然环境。
7.6.3.1
失效可能性分析应结合失效的各类影响因素进行,分析过程中应考虑已采取的降低风险措施
的效果。
7.6.3.2
如直接采用历史失效数据进行失效可能性分析,或对失效可能性分析结果进行验证,需对历史
数据的适用性和与被评价管道的可比性进行评价。
7.6.3.3
失效后果分析用于确定管道失效对周边潜在影响的严重程度。潜在影响可能由可燃性油气介
质从管道泄漏、扩散引起。
7.6.3.4
失效后果分析应基于管道失效对周边人员造成伤害等潜在影响的严重程度进行,必要时应考
GB/T 34346—2017
虑管道失效导致的经济损失、环境污染及对管道企业声誉的影响。
7.6.3.5
失效可能性和后果分析应根据7.6.2中划分的评价单元逐一进行,分析采用的方法应根据隐患
类型而定。失效可能性和后果分析方法可按照附录C 执行。
7.6.4.1
较大及以上隐患应依据风险可接受性划分为较大隐患与重大隐患。
7.6.4.2
确定风险可接受准则应考虑国家法律法规和标准的相关要求及降低风险的成本,同时参照国
内外同行业或其他行业已确立的风险可接受准则。可通过以下途径确定风险的可接受准则:
a) 国内外同行业风险可接受准则,或据以往经验认为可接受的风险水平;
b) 管道平均安全水平,可按照GB 32167—2015 附 录G。
8.1.1
不同类型、不同级别的隐患,根据失效可能性和失效后果应采取适合有效的处置措施。
8.1.2
隐患处置的本质是降低风险,既可采用降低失效可能性的方法,也可采用降低失效后果的方法,
或者两者同时采用。
8.1.3 较大及以上隐患的处置应事先编制方案,必要时进行专家评审。
8.2.1
隐患的处置措施分为加强管理、风险防控与专项整治类,对不同类型的隐患应选取合理、适用的
处置方法。
8.2.2 对于各级隐患,推荐的处置措施参见附录 D。
8.2.3
对于处置后的隐患可采用风险评估方法进行再评估,核实风险是否降低到可接受范围。
8.3.1 隐患处置的验收应按照相关法规、标准和方案要求进行验收。
8.3.2 隐患处置的验收,必须确保风险降低到可接受范围之内。
8.3.3 隐患的处置、验收过程应留有文字或影像记录。
8.3.4
隐患处置验收完成后,应及时将处置的全过程信息数据整理归档。已建立数字化管道管理系统
的使用单位应纳入管理系统中。
8.3.5
信息归档涉及信息描述规则、编码规则、分类及其维护管理等方面的内容,参照国家安全生产监
督管理总局办公厅〔2014〕97号《安全生产监督管理信息隐患排查治理数据规范(修订)》执行。
8.3.6 对处置后的隐患应进行后期跟踪,形成闭环管理。
0
(规范性附录)
隐患分类辨识方法
油气管道隐患排查过程中的分类辨识方法如表A.1 所示。
表 A.1 隐患分类辨识方法
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style="width:0.2134in;height:0.18675in" />
表 A.1 ( 续 )
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表 A.1 ( 续 )
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| 二 | GB/T 34346-2017 |
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style="width:0.21318in;height:0.18675in" />
(规范性附录)
隐患一级评估方法
油气管道隐患一级评估采用的判据见表 B.1。
表 B.1 隐患一级评估判据
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元
表 B.1 ( 续 )
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GB/T 34346—2017
(规范性附录)
隐患二级评估方法
C. 1 失效可能性分析
C. 1. 1 油气管道失效可能性以失效概率表征,失效概率F 计算方法如式(C. 1)
、式 (C.2) 所示。
PoF=aff×FM×Fp … … … … …(C. 1)
Fp=Fc×Vc+F₁×V,+Fy×Vy+Fp×Vp+Fp×V … … … … …(C.2)
式中:
PoF— 管道失效概率,单位为次每公里年[次/(km ·a)];
aff— 油气管道平均失效概率,单位为次每公里年[次/(km ·a)];
FM — 管理措施修正因子;
Fp — 损伤修正因子;
Fe — 腐蚀环境修正因子;
Ve — 腐蚀环境修正因子的权重;
FL. —— 管道本体缺陷修正因子;
V₁ — 管道本体缺陷修正因子的权重;
Fy —— 第三方破坏修正因子;
Vy — 第三方破坏修正因子的权重;
Fp — 制管与施工修正因子;
Vp — 制管与施工修正因子的权重;
FF —— 疲劳修正因子;
Vr — 疲劳修正因子的权重。
式(C.2) 中各修正因子权重值Vc 、V 、Vy 、Vp 、Vr
宜根据管道运营企业实际情况选取,但应满足
Vc+V+Vv+Vp+Vp=1, 情况未知时可均取0.2。
C. 1.2
油气输送管道平均失效概率优先选择运营单位统计的历史失效数据。无法依据相关历史数据
确定时可参考表C. 1
选取,并应依据国内长输油气管道的实际失效统计情况作适当修正。
表 C. 1 油气管道平均失效概率
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GB/T 34346—2017
C.1.3 油气管道隐患失效概率的修正因子
C.1.3.1 修正因子分类
油气管道隐患失效概率的修正因子如表C.2 所示。
表 C.2 管道隐患失效概率修正因子
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C.1.3.2 管理措施修正因子
管理措施影响因素包括管道埋深、地区等级、公众教育、地面标识、巡线频率、监测预警措施。管理
措施修正因子计算见式(C.3), 各因子取值见表 C.3~ 表 C.8。
style="width:4.0334in;height:0.4598in" /> … … … … … … … …(C.3)
表 C.3 埋深因子取值
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GB/T 34346—2017
表 C.3 ( 续 )
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表 C.4 地区等级因子取值
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表 C.5 公众教育因子取值
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表 C.6 地面标识因子取值
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表 C.7 巡线频率因子取值
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GB/T 34346—2017
表 C.7 ( 续 )
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表 C.8 监测预警因子取值
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C.1.3.3 腐蚀环境修正因子
腐蚀环境包括外腐蚀、内腐蚀与应力腐蚀3类。腐蚀环境修正因子计算见式(C.4)。
Fc=Fe+F₁+Fs … … … … … … … …(C.4)
a)
外腐蚀影响因素包括土壤腐蚀性、外防腐层整体状况、阴极保护有效性、杂散电流干扰。外腐
蚀因子计算见式(C.5), 各因子取值见表 C.9~ 表 C.12。
Fe=FE ·FER ·FEc ·FE …………… … …(C.5)
表 C.9 土壤腐蚀性因子取值
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表 C.10 外防腐层整体状况因子取值
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GB/T 34346—2017
表 C.11 阴极保护有效性因子取值
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表 C.12 杂散电流干扰因子取值
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b)
内腐蚀影响因素包括介质腐蚀性、内腐蚀防护有效性。内腐蚀因子计算见式(C.6),
各因子取
值见表 C.13~ 表 C.14。
Fi=Fc ·Fp … … … … … … … …(C.6)
表 C.13 介质腐蚀性因子取值
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表 C.14 内腐蚀防护有效性因子取值
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c)
应力腐蚀影响因素包括土壤腐蚀性、介质腐蚀性和应力水平。应力腐蚀因子计算见式(C.7)。
土壤腐蚀性因子、介质腐蚀性因子和应力水平因子取值分别见表C.9、表 C.13
和 表 C.15。
Fs=F
·Fc ·Fsc
…… … … … … …(C.7)
GB/T 34346—2017
表 C.15 应力水平因子取值
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表 C.15 中,应力比计算见式(C.8)。
L,=PD/2tσ 、 … … … … … … … …(C.8)
式中:
L,— 应力比;
P — 管道运行压力,单位为兆帕(MPa);
D ——管道外径,单位为毫米(mm);
t — 名义壁厚,单位为毫米(mm);
σ、 —管道最小屈服强度,单位为兆帕(MPa)。
C.1.3.4 本体缺陷修正因子
油气输送管道的本体缺陷修正因子主要考虑管道存在超标缺陷:
a) 管道本体不存在超标缺陷时,取FL=0;
b) 管道本体存在超标缺陷时,根据下述条件对超标缺陷修正系数取值:
—
超标缺陷在定期检验规程允许范围内,或合于使用评价合格且安全系数大于2时,取F₁=0;
——对超标缺陷进行合于使用评价合格且安全系数小于2时,取FL=2;
——对超标缺陷进行合于使用评价不合格时,取 F=10;
— 当管道无法检验时,取FL=10。
C.1.3.5 第三方破坏修正因子
第三方破坏影响因素包括打孔偷盗易发性、违章占压、恐怖活动、破坏防范措施有效性。第三方破
坏修正因子计算见式(C.9),各因子取值见表C.16~表 C.19。
Fy=(Fvs+Fvo+Fvr+1) ·Fvp …… … … … … …(C.9)
表 C.16 打孔偷盗易发性因子取值
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表 C.17 违章占压因子取值
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GB/T 34346—2017
表 C.18 恐怖活动因子取值
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表 C.19 破坏防范措施有效性因子取值
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C.1.3.6 制管与施工修正因子
制管与施工影响因素包括制管质量和施工质量。制管与施工修正因子计算见式(C.10),
各因子取
值见表C.20~ 表 C.21。 查无制管和施工记录时,也可根据管道安装年限对 Fp
取值,见表C.22。
Fp=FM ·Fpw … … … … … … … …(C. 10)
表 C.20 制管质量因子取值
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表 C.21 施工质量因子取值
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表 C.22 制管与施工修正因子取值
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GB/T 34346—2017
C.1.3.7 疲劳修正因子
疲劳影响因素包括启停输操作、道路车辆载荷、温差载荷及其他形式载荷作用。疲劳修正因子取值
见 表C.23。
表 C.23 疲劳修正因子取值
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C.2 失效后果分析
C.2.1 失效后果定量计算流程
管道失效后果的定量计算是根据失效情景建立数学模型,分析管道失效后发生的灾害类型和影响
范围,估算其造成的损失情况。失效后果定量计算模型应考虑输送介质的物理化学特性、泄漏速率、点
燃概率、灾害种类等因素。
管道失效后果定量计算包括介质泄漏后泄漏速率和泄漏量计算、泄漏后介质的扩散计算,扩散介质
引发的火灾爆炸计算以及人员伤亡等,计算流程如图 C.1 所示。
C.2.2 泄漏速率和泄漏量的计算
C.2.2.1 泄漏孔径
根据泄漏孔径d。 可分为小孔、中孔、大孔和完全破裂四种情景,见表 C.24,
不同孔径的泄漏概率按
照 表 C.24 中占比计算。
表 C.24 管道泄漏孔径与概率选取
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GB/T 34346—2017
C.2.2.2 泄漏速率
液相泄露速率和气相泄漏速率应分别按下列方法计算:
a) 液相泄漏速率计算方法如式(C.11) 所示。
W,=AC 。√2p(P 、-P 。) … … … … … … … …(C,11)
式中:
W。 —— 第 n 种泄漏情景对应的泄漏速率,单位为千克每秒(kg/s);
A — 泄漏孔面积,单位为平方米(m²);
C。 ——
液相泄漏系数,湍流介质通过锋利孔取值范围为[0.6,1.0],保守取值为0.61;
p — 介质密度,单位为千克每立方米(kg/m³);
P 运行压力,单位为兆帕(MPa);
P。 —— 环境压力,单位为兆帕(MPa)。
style="width:12.17335in;height:10.91992in" />确定后果计算对象
选取泄漏情景及计算孔径d
计算介质泄漏速率W.
计算介质潜在的最大泄漏量(,
是否点燃?
是
建立火灾热辐射强度与距离的关系q(r)
燃烧
喷射火热辐射
建立人员死亡概率与距离的函数关系P(n)
确定人员伤害区域半径r
泄漏介质是否会在
大气中扩散?
是
大气中的扩散
介质扩散浓度C(x,y,z)
泄漏介质浓度等值线 确定环境污染损失
确定安全范围
确定人员伤害后果面积C。
图 C.1 失效后果计算流程
GB/T 34346—2017
b) 气相泄漏速率计算方法如式(C. 13) 、式(C. 14) 所示。
按式(C. 12) 计算转换压力 Ptrans。
style="width:2.77331in;height:0.74008in" />
式中:
Pam—— 标准大气压,单位为兆帕(MPa);
k — 理想气体比热容。
当运行压力大于转换压力时,泄漏速率计算方法如式(C. 13) 所示。
style="width:3.96669in;height:0.78012in" />
……… ………… (C.12)
… … … … … … … …(C. 13)
式中:
W,— 第 n 种泄漏情景对应的泄漏速率,单位为千克每秒(kg/s);
A — 泄漏孔面积,单位为平方米(m²);
Ca—
气相泄漏系数,湍流介质通过锋利孔取值范围为[0.85,1.0],推荐取值为0.9;
P 、— 运行压力,单位为兆帕(MPa);
M — 摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);
k — 理想气体比热容;
R — 气体常数,8.314 J/(mol ·K);
T — 操作温度,单位为开尔文(K)。
当运行压力小于或等于转换压力时,泄漏速率计算方法如式(C. 14) 所示。
style="width:4.09334in;height:0.7667in" /> … … ………… (C.14)
式中:
W,-- 第 n 种泄漏情景对应的泄漏速率,单位为千克每秒(kg/s);
A - 泄漏孔面积,单位为平方米(m²);
C。 ——
气相泄漏系数,湍流介质通过锋利孔取值范围为[0.85,1.0],推荐取值为0.9;
P 、-— 运行压力,单位为兆帕(MPa);
M — 摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);
k - 理想气体比热容;
R — 气体常数,8.314 J/(mol ·K);
— 操作温度,单位为开尔文(K);
Y — 流出系数。
流出系数按式(C. 15) 计算:
style="width:6.93997in;height:0.7865in" />
… … … … … … … …(C. 15)
式中:
P 、— 运行压力,单位为兆帕(MPa);
P 。——环境压力,单位为兆帕(MPa);
k — 理想气体比热容。
C.2.2.3 潜在的最大介质泄漏量
管道潜在的最大介质泄漏量按式(C. 16) 计算。
GB/T 34346—2017
Qn=Q 、+Qadd …………… …… (C.16)
式中:
Q,- 第 n 种泄漏情景对应的最大介质泄漏量,单位为千克(kg);
Q 、— 泄漏位置所在管段(两截断阀间)的介质存量,单位为千克(kg);
Qd— 截断阀关断时间内的介质补充量,单位为千克(kg)。
管段内介质存量 Q、
不能确定时可按管容计算,截断阀关断时间不能确定时推荐按3 min 计算。
C.2.2.4 泄漏类型的确定
泄漏类型分为连续泄漏和瞬时泄漏。当泄漏孔直径d, 不大于6 mm
的确定为连续泄漏;泄漏孔直
径 d, 大 于 6 mm 时,须按式(C. 17) 计算介质泄漏量 Q, 等于4500 kg
时消耗的时间 tn。
tn=Qn/W, … … … … … … … …(C. 17)
若 t₁>180 s,则确定为连续泄漏;若tn≤180 s,则确定为瞬时泄漏。
C.2.3 扩散计算
气体或易挥发性液体发生连续泄漏时,扩散浓度按式(C. 18) 计算。
style="width:4.72in;height:0.68002in" /> … … … … … … … …(C. 18)
式中:
C(x,y,x)—— 连续排放时,形成稳定流场后,地面给定地点(x,y,x)
的扩散浓度,单位为千克每
立方米(kg/m³);
W。 -- 第 n 种泄漏情景对应的泄漏速率,单位为千克每秒(kg/s);
u — 风速,单位为米每秒(m/s);
σy,σ 。 — 侧风向和垂直风向的扩散系数(见表C.25), 单位为米(m);
y — 侧风向距离,单位为米(m);
x — 垂直风向距离,单位为米(m)。
表 C.25 烟羽模型扩散系数
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其中,大气稳定度采用Pasquill 分类方法确定,见表 C.26。
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表 C.26 Pasquill 大气稳定度确定
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气体或易挥发性液体发生瞬时泄漏时,扩散浓度按式(C. 19) 计算。
style="width:7.31332in;height:0.7601in" />
… … … … … … … …(C. 19)
C(x,y,x,t)—
瞬时排放时,给定地点和时间的扩散浓度,单位为千克每立方米(kg/m³);
Q, — 第 n 种泄漏情景对应的最大介质泄漏量,单位为千克(kg);
u —— 风速,单位为米每秒(m/s);
σ — 下风向的扩散系数,见表C.27, 单位为米(m);
σ, — 侧风向的扩散系数,见表 C.27, 单位为米(m);
σ: ——垂直风向的扩散系数,见表 C.27, 单位为米(m);
x — 下风向距离,单位为米(m);
——侧风向距离,单位为米(m);
——垂直风向距离,单位为米(m)。
表 C.27 烟团模型扩散系数
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C.2.4 火灾爆炸热辐射通量计算
管道火灾爆炸中需要计算热辐射通量的情况包括池火、火球和喷射火,并应按下列方法计算:
a) 池火
最大液池面积S 应根据实际地形条件确定,地形不确定时则按式(C.20) 计算。
S=Q/(Hmin×p) … … … … … … … …(C.20)
式中:
Q —— 介质泄漏量,对于管道,Q 可按式(C. 16) 中 Q,
进行计算,单位为千克(kg);
Hmn—— 最小物料层厚度,见表 C.28, 单位为米(m);
p —— 介质密度,单位为千克每立方米(kg/m³)。
GB/T 34346—2017
表 C.28 不同性质地面物料层厚度
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火焰高度L 按式(C.21) 计算。
L=42D×[m(/(po√gD)]”
style="width:0.48663in" /> … … … … … … … …(C.21)
式中:
L — 火焰高度,单位为米(m);
D—
液池直径(应根据实际地形确定,地形不确定则按圆形液池计算),单位为米(m);
mi— 燃烧速率,单位为千克每平方米秒[kg/(m² · s)];
p- 空气密度,单位为千克每立方米(kg/m³);
g — 重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s²)。
目标接收到的热通量q(r) 按 式(C.22) 计算。
style="width:4.21999in;height:0.61996in" /> ………… ………… (C.22)
式中:
g(r) 目标接收到的热通量,单位为千瓦每平方米(kW/m²);
S — 最大液池面积,单位为平方米(m²);
△H。— 介质燃烧热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
mi — 燃烧速率,单位为千克每平方米秒[kg/(m² · s)];
η — 热辐射系数,推荐取值为1.5;
D —- 液池直径,单位为米(m);
L — 火焰高度,单位为米(m);
— 目标到泄漏中心的水平距离,单位为米(m);
V — 视角系数。
视角系数计算见式(C.23) 至 式(C.31)。
V=√(Vy+V 旨) … … … … … … … …(C.23)
VH=(A-B)/π …………… …… (C.24)
style="width:6.65331in;height:0.66in" />
… … … … … … … …(C.25)
style="width:6.66008in;height:0.67342in" />
Vy={tan⁻'[h/(s²- 1)°⁵]/s+h(J—K)/s}/π
style="width:5.36003in;height:0.6534in" />
… … … … … … … …(C.26)
…… …………… (C.27)
… … … … … … … …(C.28)
K=tan¹[(s- 1)/(s+1)]° .5
a=(h²+s²+1)/(2s)
b=(s²+1)/(2s)
式中:
GB/T 34346—2017
… … … … … … … …(C.29)
… … … … … … … …(C.30)
… … … … … … … …(C.31)
s— 目标到火焰垂直轴的距离与火焰半径之比;
h—— 火焰高度与直径之比。
b) 火 球
蒸气云爆炸形成的火球直径R 按 式(C.32) 计算。
R=2.9Q¹/3 … ……………… (C.32)
式中:
Q—— 火球中消耗的可燃物质量,对于管道可燃物质量未知时,可按 Q,
进行计算,单位为千克
(kg)。
目标接收到热辐射通量q(r) 按式(C.33) 计算。
q(r)=qoR²r(1-0.058lnr)/(R²+r²)³
式中:
qo—— 火球表面的热辐射通量,单位为瓦每平方米(W/m²);
R— 火球直径,单位为米(m);
r — 目标到火球中心的平均距离,单位为米(m)。
c) 喷射火
1) 垂直方向喷射火:
目标接收到的热辐射通量按式(C.34) 计算。
q(r)=2.02(Pwro).ηW, △H 。/4πr²
式中:
… … … … … … … …(C.33)
… … … … … … … …(C.34)
P 、 — 大气中水蒸气的分压,单位为帕(Pa);
ro — 目标到火焰表面的距离,单位为米(m);
η — 热辐射系数;
W, — 第 n 种泄漏情景对应的泄漏速率,单位为千克每秒(kg/s);
△H 。— 介质燃烧热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
r — 目标到火焰中心的距离,单位为米(m)。
其中,大气中水蒸气分压 P 。按式(C.35) 计算。
style="width:4.32006in;height:0.41998in" />
… … … … … … … …(C.35)
式中:
P 、— 大气中水蒸气的分压,单位为帕(Pa);
RH 相对湿度,%;
T 。—— 环境温度,单位为开尔文(K)。
2) 水平方向喷射火:
距离火焰点源为 X 处接收到的热辐射通量q(r) 按式(C.36) 计算。
q(r)=ηW, △H 。t/(4000πr²) … … … … … … … …(C.36)
式中:
η — — 热辐射系数;
W。 -- 第 n 种泄漏情景对应的泄漏速率,单位为千克每秒(kg/s);
style="width:2.01339in;height:1.49996in" />class="anchor">GB/T 34346—2017
△H。——介质燃烧热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
t — 大气传输率,t=1-0.0565 Inr;
r — 目标到火焰中心的距离,单位为米(m)。
C.2.5 热辐射危害
火球、池火及喷射火的死亡概率值按式(C.37) 计算:
P,=-36.38+2.561n(q⁴/×t)
式中:
P,—— 热辐射暴露下的死亡概率值;
q — 热辐射强度,单位为瓦每平方米(W/m²);
… ………
…… (C.37 )
t — 暴露时间,单位为秒(s), 参考值取20。
死亡概率 P 。与相应的概率值 P. 的关系见式(C.38) 、式(C.39)。
style="width:3.57996in;height:0.7535in" /> … … … … … … … …(C.38)
style="width:1.35999in;height:0.71346in" /> … … … … … … … …(C.39)
式中:
t—- 暴露时间,单位为秒(s), 参考值取20。
在计算热辐射暴露死亡概率时,处于火球、池火及喷射火火场中或热辐射强度不小于37.5
kW/m²
时,人员的死亡概率为100%。
C.2.6 人员伤害后果面积的计算
假设热辐射强度为37.5 kW/m² 时的目标到火焰中心距离r
为人员伤害后果区域半径,则第 n 种
泄漏情景的评价人员伤害后果面积C, 按 式(C.40) 计算。
C,=4πr,,² …………… …… (C.40)
按式(C.41) 计算总人员伤害后果面积 C。
… … … … … … … …(C.41)
式中,F, 为 第n 种泄漏情景对应的平均失效概率,F,=PoF×FL,F 可依表C.24
确定。
C.3 风险计算
C.3.1
管道的风险受管道规格、输送介质、操作压力、管道失效概率、失效模式和灾害类型等因素的影响。
C.3.2
特定位置的风险可通过管道失效概率与失效后果的乘积计算。基于燃烧爆炸导致人员伤害的
油气管道风险按式(C.42) 计算。
R=PoF ·F ·C ·D …… …………… (C.42)
式中:
PoF— 管道失效概率,单位为次每公里年[次/(km ·a)];
F₁ — 点燃概率(百分比);
C — 人员伤害后果面积,单位为平方米(m²);
D 。—— 人员伤害区域内的人口密度,单位为人每平方米(人/m²)。
GB/T 34346—2017
C.3.3
点燃概率主要与泄漏速率和泄漏点所处的位置环境有关。典型情景下油气管道泄漏后发生点
火的概率见表 C.29。
表 C.29 4 种典型情景下泄漏速率与点燃概率之间对应值
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其中,泄漏速率W 按式(C.43) 计算。
style="width:2.10669in;height:1.50656in" />
… … … … … … … …(C.43)
式中:
W 泄漏速率,单位为千克每秒(kg/s);
F. 第 n 种泄漏情景对应的平均失效概率,单位为次每公里年[次/(km ·a)];
W. 第n 种泄漏情景对应的泄漏速率,单位为千克每秒(kg/s)。
C.4 风险可接受准则
C.4. 1 个体风险可接受准则
C.4. 1. 1
个体风险是指在评价区域未采取任何防护措施的人员遭受特定危害而死亡的概率,以个人年
度死亡率表示。特定位置个体受到管道事故影响的风险可根据管道失效概率、点燃概率和对应灾害情
景造成人员死亡概率等因素计算。
C.4. 1.2
管道的个体风险等值线是沿管道轴线平行分布的,个体风险受管道规格、输送介质、操作压
力、管道失效概率、失效模式和灾害类型等因素的影响。
C.4. 1.3 个体风险可接受准则采取最低合理可行原则(ALARP),
分为三个区域,即不可接受风险区、
可容忍风险区和可接受风险区,如图 C.2
所示。其中,可容忍风险区需进行成本效益分析。
GB/T 34346—2017
style="width:8.06003in;height:4.24006in" />
图 C.2 个体风险可接受准则
C.4.2 社会风险可接受准则
C.4.2.1
社会风险是指事故发生的可能性和灾害导致人员伤亡数量之间的关系,即导致 N
人以上死亡
事故的发生概率F, 以社会风险曲线(F-N 曲线)表示。
C.4.2.2
特定管道隐患位置的社会风险受事故影响区域面积、事故影响区域中的人口分布及事故造成
人员死亡概率等因素的影响。事故影响面积取决于隐患管段的长度、事故影响半径等因素。
C.4.2.3
特定管道隐患位置的社会风险可根据事故影响区域面积、事故影响区域中的人口分布及事故
造成人员死亡的概率等因素计算。
GB/T 34346—2017
(资料性附录)
隐患处置的方法
D.1 对于各级隐患,推荐的隐患处置方法见表D.1。
宜根据隐患类别和等级由表 D. 1 中选取适用的处
置措施用于降低风险,不必实施全部对应措施项。
D.2 以下项目为油气管道应满足的基本管理措施,不作为隐患处置措施:
a) 管道保护宣传和公众教育;
b) 管道警示标识的设置与维护;
c) 管道巡检看护管理制度的建立、执行与考核;
d) 管道的定期检验;
e) 安全预案的制定与演练。
表 D.1 隐患处置方法
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表 D.1 ( 续 )
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A加强管理:A1签订管道保护协议;A2制定隐患管段专项预案和定期演练;A3缩短巡检时间间隔;A4增
B风险防控:B1增大管道埋深;B2增设物理保护或排流设施;B3缩短检验周期;B4防腐层修复;B5阴极保
C专项整治:C1管体修复或补强;C2管道局部换管;C3降压运行;C4拆除或移除占压物;C5管道局部改
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