事故树

油气集输管道事故树

1.1概述

管道输送的油井产出液易燃、易积聚静电的流体，往往含有有毒物质，一旦发生泄漏，容易引发火灾、环境污染等恶性事故，管子破坏的因素主要有：

1）焊缝及管道缺陷：管子在制作或敷设焊接中，焊缝处会出现夹渣、未焊透及咬肉等缺陷，制作管子所用的钢材会存在气泡及砂眼等问题。

2）腐蚀：土壤具有腐蚀性，特别是某些地区存在着直流及交流干扰电源，更容易加重地下金属管道的腐蚀。

3）热应力：由于管道热胀冷缩，造成管道弯头严重变形，管道在热应力作用下发生拱起、损坏及管道被直接冻裂等。

4）自然灾害：由于地震、洪涝或其他因素使管道裸露、悬空、下沉、拱起及移位变形等造成管道破裂或断裂事故。

5）人为破坏：在管道上开孔盗油；偷到管道上附件；在管道附近进行爆破作业、重物压砸或撞击等造成管道破裂或损坏。

6）操作失误：由于管道运行操作人员不严格执行操作规程使管道发生憋压或水击等造成管道破裂。

1.2事故树

我们选择“输油管道泄漏”作为顶端事件。而引起管道失效最

直接的原因就是焊缝及管道缺陷、腐蚀、热应力、自然灾害、人为破坏和操作失误引起，其中任何一个原因出现均会导致管道泄漏，然后再以这些原因为次顶事件，采用类似方法继续深入分心，直到找到代表各种事故事件的基本事件。该事故时共考虑了15个基本事件，事故树所有事件见下表。

事故树事件代号

序号事件代号事件名称

1 T 输油管道泄漏

2 M1 焊缝及管道缺陷

3 M2 腐蚀穿孔

4 M3 热应力导致破裂

5 M4 地质、底层被破坏

6 M5 外腐蚀措施失效

7 M6 电化学措施失效

8 M7 管道温度不合适

9 M8 自然灾害

10 X1 制造缺陷

11 X2 焊接缺陷

12 X3 内腐蚀防腐层损坏

13 X4 绝缘防护涂层失效

14 X5 阴极保护失效

15 X6 阳极保护失效

16 X7 补偿失效

17 X8 外保温失效管道冻裂

18 X9 温控失效

19 X10 清管温度过高

20 X11 人为施工破坏

21 X12 地震

22 X13 洪涝

23 X14 人为破坏

24 X15 操作失误

管道失效事故树见下图。

图管道失效事故树

事故树计算

1）计算最小割集

T=M1+M2+M3+M4+X14+X15

=(X1+X2)+(M3+M5)+X7M7+(X11+M8)+X14+X15

=X1+X2+X3+X11+X14+X15+X4M6+X7(X8+X9+X10)+X12+X13

=X1+X2+X3+X11+X12+X13+X14+X15+X4(X5+X6)+X7X8+X7X9+X7X10 =X1+X2+X3+X11+X12+X13+X14+X15+X4X5+X4X6+X7X8+X7X9+X7X10 此事故树的最小割集，见下表：

序号最小割集事件名称

1 X1制造缺陷。

2 X2焊接缺陷。

3 X3内腐蚀防腐层破坏。

4 X11人为施工破坏。

5 X12地震。

6 X13洪涝。

7 X14人为破坏。

8 X15操作失误。

9 X4X5阴极保护失效；绝缘防护涂层失效。

10 X4X6阳极保护失效；绝缘防护涂层失效。

11 X7X8外保温失效管道冻裂；补偿失效。

12 X7X9温控失效；补偿失效。

13 X7X10清管操作温度过高；补偿失效。

2）计算最小径集

根据事故树，计算最小径集如下：

T=M1·M2·M3·M4·X14·X15

=(X1X2)(X3X5)(X7+M7)(M8)X14X15

=X1X2X3X14X15M5(X7+M7)M8

=X1X2X3X14X15(X4+M6)(X7+X8X9X10)(X12X13)

=X1X2X3X11X12X13X14X15(X4+X5X6)(X7+X8X9X10)

=X1X2X3X11X12X13X14X15(X4X7+X4X8X9X10+X5X6X7+X5X6X8X9X1 0

)

=X1X2X3X4X7X11X12X13X14X15+X1X2X3X4X8X9X10X11X12X13X14X15 +X1X2X3X5X6X7X11X12X13X14X15+X1X2X3X5X6X8X9X10X11X12X13X14X15 最小径集见下表：

序号最小径集事件名称

1 X1X2X3X4X7X11X12X13X14X15制造缺陷；焊接缺陷；内防腐蚀层损坏；绝缘防护涂层失效；补偿失效；人为施工破坏；地震；洪涝；人为破坏；操作失误。

2 X1X2X3X4X8X9X10X11X12X13X14X15制造缺陷；焊接缺陷；内腐蚀防腐层破坏。绝缘防护涂层失效；外保温失效管道冻裂；温控失效；清管操作温度过高；人为施工破坏；地震；洪涝；人为破坏；操作失误。

3 X1X2X3X5X6X7X11X12X13X14X15制造缺陷；焊接缺陷；内防腐蚀层损坏；阴极保护失效；阳极保护失效；补偿失效；人为施工破坏；地震；洪涝；人为破坏；操作失误。

4

X1X2X3X5X6X8X9X10X11X12X13X14X

15制造缺陷；焊接缺陷；内防腐蚀层损坏；绝缘防护涂层失效；阴极保护失效；阳极保护失效；温控失效；清管操作温度过高；人为施工破坏；地震；洪涝；人为破坏；操作失误。

1.3事故树分析

该事故树共有13个最小割集，说明事件发生途径多。最小径集4个，不发生泄露的主要方案有4种。

输油管道泄漏会导致火灾及环境污染事故，可能造成人员伤亡和财产损失，防止泄漏事故的发生，是管道安全运行的根本。通过事故树对管道泄漏事故的构造和分析，可知：

管道泄漏事件的最小割集数目较多，其中以制造缺陷、焊接缺陷、