.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

МАГИСТРАЛЬНЫЕ

ГАЗОПРОВОДЫ

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Содержание.

.

Введение

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ (ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ) ЧАСТЬ.

1.1 Назначение и классификация магистральных газопроводов.

1.2 Состав сооружений магистрального газопровода.

1.3 Требования к трубам и материалам.

1.4 Правила эксплуатации линейной части.

1.5 Дефекты трубопроводных конструкций и причины их возникновения.

1.6 Подготовка трубопровода к пропуску дефектоскопа.

1.7 Метод магнитной дефектоскопии.

1.8 Анализ результатов контроля.

1.9 Виды инструктажей.

1.10 Техника безопасности при эксплуатации газопровода.

1.11 Характеристика факторов техногенного воздействия при эксплуатации газопроводов.

1.12 Мониторинг окружающей среды.

1.13 Экологический контроль на объекте.

2. Аварийные ситуации на магистральных газопроводах.

2.1 Классификация чрезвычайных ситуаций.

2.2 Аварии и их характеристики.

2.3 Причины возникновения аварий на магистральных газопроводах.

2.4 Причины роста числа аварий на объектах нефтегазового профиля.

3. Методика анализа риска.

3.1 Существующие методы анализа риска.

3.2 Идентификация опасностей.

3.3 Оценка риска: анализ частоты аварий.

3.4 Оценка риска: анализ возможных последствий аварий.

4. Ситуационный подход к управлению безопасностью потенциально опасных производственных объектов.

4.1 Принципы ситуационного управления.

4.2 Функции и структура системы ситуационного управления.

.

Введение.

.

Одной из важнейших проблем трубопроводного транспорта является сохранение нормального состояния линейной части промысловых и магистральных трубопроводов. Подземные трубопроводы, работающие при нормальных режимах, сохраняются, по крайней мере, несколько десятков лет. Этому способствовало то большое внимание, которое уделяется систематическому контролю состояния подземных и надземных трубопроводов и своевременная ликвидация появляющихся дефектов.

Как правило, большинство дефектов на трубопроводах появляются в результате коррозионных и механических повреждений, определение места и характера которых связаны с рядом трудностей и большими материальными затратами.

Совершенно очевидно, что вскрытие трубопровода для его непосредственного визуального обследования экономически неоправданно. К тому же обследовать можно только внешнюю поверхность трубопровода. Поэтому в течение последних лет усилие специализированных научно–исследовательских и проектных организаций направлено на решение проблемы определения состояния подземных и надземных промысловых, магистральных нефтепродуктопроводов без их вскрытия. Эта проблема связана с большими техническими трудностями, однако при использовании современных методов и средств измерительной техники она успешно решается.

Деятельность человека в любой сфере всегда связана с риском. Он может быть меньшим или большим, но избежать его невозможно. Одним из основных мотивов жизнедеятельности человека является безопасность, которая в условиях неопределенности, охватывающей все стороны жизни человека, неизбежно связана с риском. Риск – это сочетание частоты (вероятности) и последствий определенного опасного события.

Риск – явление, которое имеет множество не совпадающих, иногда противоречивых реальных оснований.

Таким образом, рискованная ситуация связана с процессами, которым сопутствуют: наличие неопределенности, необходимость выбора альтернативы, возможность оценить вероятность выбираемых альтернатив.

Действующие магистральные и внутри–промысловые нефте–газо–продуктопроводы представляют собой сложные технические системы, обладающие мощным энергетическим потенциалом и охватывающие 35% территории страны, на которой проживает 60% ее населения.

Строительство и эксплуатация магистральных газопроводов приводит к губительным гео–экологическим последствиям.

Источники воздействия: объекты, по которым транспортируется природный газ; землеройная, грузоподъемная, транспортная техника, применяемая при строительстве, эксплуатации и техническом обслуживании трубопроводов.

Виды воздействия: химическое загрязнение воздуха; термическое (при возгорании газа); ударная волна при взрыве газа; разрушение природных ландшафтов.

Наиболее чувствительный экологический ущерб наносится в результате аварий на магистральных трубопроводах. При разрушении магистрального газопровода и мгновенном высвобождении энергии газа возникают механические повреждения природного ландшафта и рельефа, нарушение целостности почвенно–растительного покрова. При возгорании газа механическое и бризантное воздействие сопровождается термическим воздействием с соответствующим синергетическим поражением территорий радиусом до 540 м от очага аварии. Отмечается разлет фрагментов трубопровода на 480 м.

Обеспечение надежной и безопасной эксплуатации магистральных газопроводов является важнейшей задачей обществ, эксплуатирующих газотранспортные системы. От этого во многом зависит нормальная деятельность производственного персонала, жителей населенных пунктов, а также экологическая безопасность функционирования газовых магистралей.

.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ (ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ) ЧАСТЬ.

1.1 Назначение и классификация магистральных газопроводов.

.

Магистральным газопроводом называется трубопровод, предназначенный для транспорта газа из района добычи или производства в район его потребления, или трубопровод, соединяющий отдельные газовые месторождения.

Ответвлением от магистрального газопровода называется трубопровод, присоединенный непосредственно к магистральному газопроводу и предназначенный для отвода части транспортируемого газа к отдельным населенным пунктам и промышленным предприятиям.

В соответствии со СНиП* в зависимости от рабочего давления в трубопроводе магистральные газопроводы подразделяются на два класса:

Газопроводы, эксплуатируемые при давлениях ниже 1,2 МПа, не относятся к магистральным. Это внутри–промысловые, внутризаводские, подводящие газопроводы, газовые сети в городах и населенных пунктах и другие трубопроводы.

По характеру линейной части различают газопроводы:

Магистральные газопроводы и их участки подразделяются на категории, требования к которым в зависимости от условий работы, объема неразрушающего контроля сварных соединений и величин испытательного давления, приведены в таблице 1.

.

.

Таблица 1 – Категории магистральных трубопроводов и их участков (СН и П*, стр.3, табл.1)

.

Категория трубопровода и его участка .	Коэффициент условий работы трубопровода при расчете его На прочность, устойчивость и деформативность, m .	Количество монтажных сварных соединений, подлежащих контролю физическими методами, % общего количества	Величина давления при испытании и продолжительность испытания трубопровода
В	0,60	Принимается	по СНиП*
I	0,75
II	0,75
III	0,9
IV	0,9

.

На наиболее сложных (болота, водные преграды и т.д.) и ответственных участках трассы категория магистральных газопроводов повышается. Например, для участков подключения компрессорных станций, узлов пуска и приема очистных устройств, переходов через водные преграды шириной по зеркалу воды в межень 25 м и более СНиП устанавливает категорию I.

К категории В, относятся газопроводы, сооружаемые внутри зданий и на территориях компрессорных станций и газораспределительных станций. При проектировании допускается категорию отдельных участков газопроводов повышать на одну категорию, против установленной СНиПом, при соответствующем обосновании.

К категориям магистральных газопроводов и их участкам в зависимости от коэффициента условий работы при расчете на прочность предъявляются определенные требования в части контроля сварных соединений физическими методами и предварительного испытания Р исп.

.

1.2 Состав сооружений магистрального газопровода.

.

В соответствии со СНиП к магистральным газопроводам относят трубопроводы и ответвления (отводы) от них диаметром до 1420 мм с избыточным давлением транспортируемого продукта не более 10 МПа, предназначенные для транспортировки:

Аналогично определяют магистральные водо–, конденсато– и аммиако–проводы.

В состав подземного магистрального газопровода входят линейная часть и наземные объекты (рисунок 1).

.

.

Рисунок 1 – Схема магистрального газопровода:

1 – газовая скважина со «шлейфом»;

2 – газосборный пункт;

3 – газопромысловый коллектор;

4 – головные сооружения;

5 – ГКС;

6 – магистральный газопровод;

7 – запорная арматура;

8 – промежуточная КС;

9, 11, 13 – переходы соответственно через малую преграду, дорогу и крупную водную преграду;

10 – линия связи;

12 – аварийный запас труб;

14 – вдоль–трассовая дорога с подъездами;

15, 26 – ГРС;

16 – отвод от газопровода;

17 – защитное сооружение;

18 – система ЭХЗ;

19 – ЛЭП;

20 – ПХГ;

21 – КС ПХГ;

22 – водосборник;

23 – дом линейного ремонтера–связиста;

24 – лупинг;

25 – вертолетная площадка;

27 – ГРП;

28 – городские газовые сети.

На промысле газ от скважин под действием пластового давления по сборным индивидуальным газопроводам («шлейфам») поступает на газосборные пункты, где осуществляют первичный замер его, а при необходимости и редуцирование. От газосборных пунктов газ поступает в промысловый газосборный коллектор и по нему на головные сооружения (установку комплексной подготовки газа – УКПГ), где проводят его очистку, осушку, вторичный замер и доведение до товарной кондиции.

На головной КС газ компримируется до номинального рабочего давления (как правило, до 7,5 МПа). Затем он поступает в линейную часть магистрального газопровода.

К линейной части магистрального газопровода относят собственно магистральный газопровод с линейной арматурой, переходами через естественные и искусственные преграды, линиями технологической связи и электропередачи, вдоль–трассовыми и подъездными дорогами, защитными сооружениями, отводами к промежуточным потребителям, водо– и конденсато сборниками и другими узлами, системой электрохимической защиты; лупинги, аварийный запас труб, вертолетные площадки и дома линейных ремонтеров–связистов.

В состав наземных объектов магистрального газопровода входят КС, ГРС и газораспределительные пункты (ГРП). Основные сооружения КС – компрессорная станция, ремонтно–эксплуатационный и служебно–эксплуатационные блоки, площадка с пылеуловителями, градирня, резервуар для воды, масляное хозяйство, установки охлаждения газа и др. При КС, как правило, сооружают жилой поселок. Головные сооружения и головная КС часто представляют собой единый площадочный комплекс. КС отстоят друг от друга на расстоянии примерно 125 км.

Газ, поступающий на ГРС, дополнительно обезвоживается, очищается, редуцируется (до 1,2 МПа), одоризуется, замеряется и распределяется по трубопроводам отдельных потребителей или групп их.

Подземные хранилища газа (с КС или без них) предназначены для регулирования сезонной неравномерности потребления газа (летом газ в них накапливается, а зимой подается потребителям). Подземные хранилища газа сооружают вблизи крупных городов и промышленных центров. Обычно газ закачивают в водоносные горизонты пористых пород, выработанные нефтяные и газовые месторождения или в специально разработанные (вымытые) хранилища в соляных отложениях значительной мощности.

.

1.3 Требования к трубам и материалам.

.

Для строительства магистральных газопроводов должны применяться трубы стальные бесшовные, электросварные прямо шовные, спиральные и другие специальные конструкции, изготовленные из:

Трубы бесшовные следует применять по ГОСТ, группы В. При соответствующем технико–экономическом обосновании можно использовать по ГОСТ. Трубы стальные электросварные диаметром до 800 миллиметров по ГОСТ. Для труб диаметром свыше 800 миллиметров по техническим условиям, утверждённым в установленном порядке с выполнением при заказе и приёмке труб требований, перечисленных ниже.

Трубы должны иметь сварное соединение, равнопрочное основному металлу трубы. Сварные швы труб должны быть плотными, не провары и трещины любой протяжённости и глубины не допускаются. Отклонение от номинальных размеров наружных диаметров торцов труб не должны превышать величин, приведённых в ГОСТах, а для труб диаметром свыше 800 миллиметров не должны превышать плюс минус 2 миллиметра.

Овальность концов труб, то есть отношение разности между наибольшими и наименьшими диаметрами в одном сечении к номинальному диаметру, не должна превышать 1%. Овальность труб толщиной 20 миллиметров и более не должна превышать 0,8%.

Кривизна труб не должна превышать 1,5 миллиметров на 1 метр длины, а общая кривизна не более 0,2% длины трубы.

Длина поставляемых заводом труб должна быть в пределах 10,5 – 11,6 метров.

Трубы диаметром 1020 миллиметров и более должны изготавливаться из листовой и рулонной стали, прошедшей 100% контроль физическими неразрушающими методами.

Отношение предела текучести к временному сопротивлению (то есть пределу прочности) и относительное удлинение металла труб должны удовлетворять требования СНиП.

Кольцевые сварные соединения должны выполняться с применением дуговых методов сварки (в том числе ручной, автоматической под флюсом, механизированной в среде защитных газов, механизированной само защитной порошковой проволокой), а также электро–контактной сваркой – оплавлением.

Сталь труб должна хорошо свариваться.

Пластическая деформация металла в процессе производства труб (экспандирование) должно быть не более 102%.

В металле труб не допускается наличие трещин, плён, закатов, а также расслоений длиной более 80 миллиметров в любом направлении. Расслоение любого размера на торцах труб и в зоне шириной 25 миллиметров от торца не допускается.

Зачистка внешних дефектов труб (кроме трещин) допускается при условии, что толщины стенки труб после зачистки не выходят за пределы допусков на толщину стенки.

Сварные соединения труб должны иметь плавный переход от основного металла к металлу шва без острых углов, подрезов, не проваров, утяжек, осевой рыхлости и других дефектов в формировании шва. Усиление наружного шва для труб с толщиной стенки до 10 миллиметров должно находиться в пределах 0,5 – 2,5 миллиметров, а более 10 миллиметров 0,5 – 3 миллиметров. Высота усиления внутреннего шва должна быть не менее 0,5 миллиметров.

Смещение наружного и внутреннего слоёв заводского сварного шва не должно превышать 20% толщины стенки при толщине до 16 миллиметров и 15% более 16 миллиметров.

Концы труб должны быть обрезаны под прямым углом и иметь раздел покромок под сварку. Форма разделки покромок определяется техническими условиями.

Косина реза торцов труб должна быть не более 2 миллиметров.

Каждая труба должна проходить на заводах изготовителях испытания гидростатическим давлением.

Все сварные соединения труб должны быть полностью проверены физическими не разрушающимися методами контроля (ультразвуком с последующей расшифровкой дефектных мест расшифровкой просвечиванием).

.

1.4 Правила эксплуатации линейной части.

.

Линейная часть магистрального газопровода — наиболее фондоемкое сооружение. Состоянием линейной части во многом определяется надежность газоснабжения потребителей. В связи с тем, что объекты линейной части газопровода рассредоточены на сотни и тысячи километров, значительно усложняется их эксплуатация. Для поддержания необходимого уровня технического состояния объектов линейной части газопровода, требуется квалифицированное и своевременное проведение профилактических и ремонтных работ. Для этого в структуре производственного газотранспортного объединения предусмотрены соответствующие отделы и подразделения.

Производственное газотранспортное объединение осуществляет эксплуатацию одного или нескольких магистральных газопроводов. Для эксплуатации участков магистральных газопроводов в составе объединения создаются линейные производственные управления (ЛПУМГ), в которых непосредственным обслуживанием линейной части занимаются линейно–эксплуатационные службы (ЛЭС).

Руководство организацией эксплуатации линейной части в объединении осуществляет главный технолог через производственно–технический отдел (ПТО) по эксплуатации магистральных газопроводов, на который возложены следующие основные обязанности:

Кроме того, отдел координирует работу ЛПУМГ объединения в части проведения всех работ на подведомственных ему объектах, следит за ходом выполнения организационно–технических мероприятий по линейной части по всему объединению, ведет и предоставляет в вышестоящие инстанции все виды отчетности по своей деятельности.

Эксплуатацию линейной части магистральных газопроводов на местах осуществляют линейно–эксплуатационные службы (ЛЭС), которые непосредственно подчинены заместителю начальника ЛПУМГ и включают в себя аварийную и линейную бригады, группы электро–химзащиты, автотранспорта, энерго–водоснабжения и ГРС.

На службу ЛЭС возлагаются следующие обязанности:

В зависимости от структуры и состава ЛЭС в нее может включаться группа энерго–водоснабжения, на которую возлагается обязанность по обслуживанию и ремонту средств энерго–водоснабжения ГРС, домов обходчиков, ремонтно–эксплуатационных пунктов (РЭП). Численность персонала ЛЭС устанавливается на основании действующих нормативов в зависимости от протяженности и сложности обслуживаемого участка, наличия машин и механизмов.

ЛЭС возглавляет начальник, который несет ответственность за состояние и обслуживание линейной части газопровода и ГРС, содержание в исправном состоянии вверенной техники, своевременную и качественную ликвидацию аварий и проведение ремонтно–восстановительных работ на газопроводе, а также за соблюдение персоналом ЛЭС действующих Правил технической эксплуатации магистральных газопроводов, должностных инструкций и правил техники безопасности при эксплуатации магистральных газопроводов и других нормативных документов. Начальнику ЛЭС непосредственно подчинены–технические работники, являющиеся руководителями групп: линейный мастер, старший технолог (технолог) ГРС, начальник (механик) автотранспортного хозяйства.

Линейный мастер осуществляет руководство аварийной и линейной бригадами. Линейная бригада осуществляет повседневный контроль за состоянием линейной части магистрального газопровода и выполняет все виды ремонтно–профилактических работ, кроме огневых. Аварийная бригада выполняет все виды огневых работ на линейной части, а также на КС и ГРС.

Старший технолог (технолог) электро–химзащиты (ЭХЗ) руководит группой электромонтеров, в обязанности которой входит своевременное обслуживание и ремонт установок защиты. Старший технолог (технолог) ГРС осуществляет руководство работой операторов ГРС, замерных узлов и операторами–прибористами.

Автотранспортной группой руководит начальник (автомеханик). Ее назначение – обеспечить обслуживание и ремонт автотракторной, землеройной техники, всех основных и вспомогательных механизмов (сварочных агрегатов, передвижных электростанций, компрессорных и водоотливных установок и т. д.). На отдаленных участках, а также в труднодоступных местностях (горы, болота, водные преграды) прохождения трассы газопровода могут организовываться ремонтно–эксплуатационные пункты, которые возглавляются мастером. В их задачу входит проведение профилактических осмотров и ремонтов (без ведения огневых работ) на закрепленном участке газопровода.

Рабочий персонал, обслуживающий линейную часть магистрального газопровода, включает в себя линейных обходчиков, линейных трубопроводчиков, сварщиков, водителей аварийных машин, монтеров ЭХЗ, операторов ГРС. Линейные обходчики, операторы ГРС живут, как правило, вблизи трассы в домах обходчиков и операторов и обслуживают определенные участки трассы и ГРС. За каждым обходчиком закреплены определенные участки газопровода со всеми находящимися на них сооружениями: газопровод, запорная арматура, переходы через естественные и искусственные препятствия, конденсато–сборники, метанольницы, редуцирующие колонки, устройства протекторной и дренажной защиты, контрольно–измерительные колонки, линейные сооружения связи, источники электроэнергии и линии электропередач с трансформаторными подстанциями. Каждый линейный трубопроводчик должен уметь обслуживать и управлять закрепленной за ним техникой, строительными механизмами (трубоукладчиком, экскаватором, водоотливной или сварочной установкой, передвижной электростанцией и т. д.). Кроме того, должен знать порядок и ведение ремонтно–восстановительных работ на трассе газопровода, погрузочно–разгрузочных работ, заливки реагентов в газопровод и других работ, предусмотренных должностной инструкцией.

ЛЭС оснащается транспортом и механизмами в соответствии с Нормативным табелем оснащения ЛЭС магистральных газопроводов материально–техническими ресурсами (транспортными средствами, механизмами, приспособлениями, инвентарем и материалами) для выполнения аварийно–восстановительных и ремонтно–профилактических работ в различных природно–климатических условиях. Выделенные для ЛЭС транспортные средства и ремонтно–строительные механизмы должны быть разделены на хозяйственные и аварийные и закреплены персонально за работниками ЛЭС, которые несут ответственность за содержание их в исправном состоянии, укомплектованность и постоянную готовность к выезду и проведению аварийных и плановых ремонтных работ. В комплект оснащения аварийных автомашин и механизмов должны входить материалы, инструменты и механизмы в точном соответствии с перечнем, утверждённым заместителем начальника производственного отдела (ПО).

Газотранспортное объединение ежегодно на основании Положения о планово–предупредительном ремонте линейной части и технологического оборудования магистральных газопроводов разрабатывает план – график проведения планово–предупредительного ремонта объектов линейной части газопровода, которым предусматривается текущий, средний и капитальный ремонты. Одновременно ПО рассчитывает потребности в материальных и трудовых средствах для каждого вида ремонта.

В периоды между очередными плановыми ремонтами предусматривается проведение межремонтного обслуживания и планового осмотра.

Межремонтное обслуживание включает комплекс профилактических работ по уходу и надзору за оборудованием в период работы между двумя плановыми ремонтами. К ним относятся: надзор за правильной эксплуатацией объектов линейной части магистрального газопровода в соответствии с Правилами технической эксплуатации магистральных газопроводов, технологическими картами и паспортными данными оборудования. Межремонтное обслуживание линейной части газопровода проводится по утвержденному графику персоналом ЛЭС во время выезда (вылета) на трассу. На участках трассы, где имеются линейные обходчики, выполнение мероприятий по межремонтному обслуживанию возлагаются на них. Выявленные в процессе осмотра дефекты и принятые меры по их устранению фиксируются в технической документации.

Плановый осмотр – комплекс ремонтно–профилактических работ по контролю над техническим состоянием оборудования, выявлению возникающих дефектов и своевременному предупреждению появления неисправностей, связанных с незначительной разборкой. При этом устраняются только те неисправности оборудования, при наличии которых нельзя его нормально эксплуатировать до ближайшего ремонта. Плановый осмотр включает в себя все элементы межремонтного обслуживания и регулярно проводится бригадами ЛЭС. По результатам осмотров составляются дефектные ведомости для текущих, средних и капитальных ремонтов и предусматриваются работы в ежегодных планах организационно–технических мероприятиях по устранению выявленных неисправностей. Плановые осмотры совмещаются с работами по межремонтному обслуживанию.

Содержание и сроки проведения межремонтного обслуживания и плановых осмотров регламентируются Положением о ППР линейной части и технологического оборудования магистральных газопроводов. Указанные в нем сроки проведения профилактических работ могут корректироваться с учетом конкретных местных условий.

.

1.5 Дефекты трубопроводных конструкций и причины их возникновения.

.

Дефект – это любое несоответствие регламентированным нормам. Главной причиной появления дефектов является отклонение рабочего параметра от нормативного значения, обоснованного допуском.

Дефекты трубопроводных конструкций подразделяются на:

Различают следующие дефекты труб:

Дефект сварного соединения – это отклонения разного рода от установленных норм и технических требований, которые уменьшают прочность и эксплуатационную надежность сварных соединений и могут привести к разрушению всей конструкции. Наиболее часто встречаются дефекты формы и размеров сварных швов, дефекты макро– и микроструктуры, деформация и коробление сварных конструкций.

Нарушение формы и размеров шва свидетельствуют о наличии таких дефектов, как наплывы (натеки), подрезы, прожоги, не заваренные кратеры.

Наплывы – чаще всего образуются при сварке горизонтальными швами вертикальных поверхностей, в результате натекания жидкого металла на кромки холодного основного металла. Они могут быть местными (в виде отдельных застывших капель) или протяженными вдоль шва. Причинами возникновения наплывов являются большая сила сварочного тока, длинная дуга, неправильное положение электрода, большой угол наклона изделия при сварке на подъем и спуск.

Подрезы – представляют собой углубления, образующиеся в основном металле вдоль края шва. Подрезы образуются из–за повышенной мощности сварочной горелки и приводят к ослаблению сечения основного металла и разрушению сварного соединения.

Прожоги – это проплавление основного или наплавленного металла с возможным образованием сквозных отверстий. Они возникают вследствие недостаточного притупления кромок, большого зазора между ними, большой силы сварочного тока или мощности горелки при невысоких скоростях сварки. Особенно часто прожоги наблюдаются в процессе сварки тонкого металла и при выполнении первого прохода многослойного шва, а также при увеличении продолжительности сварки, малом усилии сжатия и наличии загрязнений на поверхностях свариваемых деталей или электродах (точечная и шовная контактная сварка).

Не заваренные кратеры – образуются при резком обрыве дуги в конце сварки. Они уменьшают сечение шва и могут явиться очагами образования трещин.

К дефектам макроструктуры относят дефекты: газовые поры, шлаковые включения, не провары, трещины, выявляемые с помощью средств оптики (увеличение не более чем в 10 раз).

Газовые поры – образуются в сварных швах вследствие быстрого затвердевания газо–насыщенного расплавленного металла, при котором выделяющиеся газы не успевают выйти в атмосферу.

.

.

.

Рисунок 2 – Газовые поры.

.

Такой дефект наблюдается при повышенном содержании углерода в основном металле, наличии ржавчины, масла и краски на кромках основного металла и поверхности сварочной проволоки, использовании влажного или отсыревшего флюса.

Шлаковые включения – результат небрежной очистки кромок свариваемых деталей и сварочной проволоки от окалины, ржавчины и грязи, а также (при многослойной сварке) неполного удаления шлака с предыдущих слоев.

Они могут возникать при сварке длинной дугой, неправильном наклоне электрода, недостаточной силе сварочного тока, завышенной скорости сварки. Шлаковые включения различны по форме (от сферической до игольчатой) и размером (от микроскопической до нескольких миллиметров). Они могут быть расположены в корне шва, между отдельными слоями, а также внутри наплавленного металла. Шлаковые включения ослабляют сечение шва, уменьшают его прочность и являются зонами концентрации напряжений.

.

Рисунок 3 – Шлаковые включения.

.

Не провары – местное не сплавление основного металла с наплавлением, а также не сплавление между собой отдельных слоев шва при многослойной сварке из–за наличия тонкой прослойки окислов, а иногда и грубой шлаковой прослойки внутри швов.

.

.

Рисунок 4 – Не провары.

.

Причинами не проваров являются: плохая очистка металла от окалины, ржавчины и грязи, малый зазор в стыке, излишнее притупление и малый угол скоса кромок, недостаточная сила тока или мощности горелки, большая скорость сварки, смещение электрода в сторону от оси шва. Не провары по сечению шва могут возникнуть из–за вынужденных перерывов в процессе сварки.

Трещины – в зависимости от температуры образования подразделяют на горячие и холодные.

.

.

Рисунок 5 – Трещины.

Горячие трещины появляются в процессе кристаллизации металла шва при температуре 1100 – 1300 С. Их образование связано с наличием полужидких прослоек между кристаллами наплавленного металла шва в конце его затвердевания и действием в нем растягивающих усадочных напряжений. Повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, водорода и никеля также способствует образованию горячих трещин, которые обычно располагаются внутри шва. Такие трещины выявить трудно.

Холодные трещины возникают при температурах 100 – 300 С в легированных сталях и при нормальных (менее 100 С) температурах в углеродистых сталях сразу после остывания шва или через длительный промежуток времени. Основная причина их образования – значительное напряжение, возникающее в зоне сварки при распаде твердого раствора и скопление под большим давлением молекулярного водорода в пустотах, имеющихся в металле шва. Холодные трещины выходят на поверхность шва и хорошо заметны.

.

К дефектам микроструктуры сварного соединения относят:

Дефекты изоляции – нарушение сплошности; адгезия; заниженная толщина; гофры; морщины; задиры; царапины; проколы.

Основные причины образования дефектов изоляционного покрытия на трубопроводах:

.

1.6 Подготовка трубопровода к пропуску дефектоскопа.

.

Очистка полости трубопровода выполняется в два этапа.

На первом этапе производится его очистка от грязи, парафино–смолистых отложений и инородных предметов очистным скребком. Необходимость данного этапа обуславливается тем, что металлические предметы и окалина регистрируются измерительной системой дефектоскопа – как дефекты трубы, а отложения смоло–парафиновых веществ – как нарушения геометрии сечения.

На втором этапе производится очистка участка трубопровода от частиц черных металлов, путем пропуска по нему специального магнитного скребка.

Если обследование участка трубопровода с помощью дефектоскопа производится впервые, то прежде, чем пропустить по нему зондовый прибор, необходимо убедиться, что он свободно и беспрепятственно проходит через обследуемый участок трубопровода. С этой целью предусматривается пропуск по нему специального снаряда–шаблона. Снаряд–шаблон представляет собой упрощенную металлоконструкцию без блоков электроники и питания, тех же размеров, что и дефектоскоп.

Перед пропуском инспекционного аппарата по трассе обследуемого участка трубопровода устанавливаются маркеры, которые служат для привязки дефекто–грамм к местности и предварительной оценки поврежденных участков трубопровода. Маркеры являются генераторами сигналов, воспринимаемых дефектоскопом. Они размещаются на расстоянии 5–20 км друг от друга.

Частота установки маркеров определяется количеством и расположением по длине участка трубопровода естественных «маркеров» (задвижек, отводов, промежуточных насосных станций и т.д.).

При подготовке камер пуска и приема дефектоскопа прежде всего должно быть определено соответствие геометрических размеров камер размерам зонда. При необходимости производится переоборудование камер или установка новых.

Камеры должны иметь площадку с твердым покрытием, т.к. для запуска и приема дефектоскопа необходимо использовать специальные приемные и запасовочные лотки, а также применять передвижные краны и другие механизмы.

Сборку, настройку и калибровку дефектоскопа для пропуска по обследуемому участку трубопровода производят в стационарных условиях.

Дефектоскоп доставляют к месту запуска с соблюдением мер предосторожности. Предпусковую функциональную проверку дефектоскопа выполняют непосредственно перед запасовкой в камеру пуска скребка.

Пропуск снаряда–шаблона и дефектоскопа производят при одинаковых режимах перекачки. Во время движения дефектоскопа по трубопроводу его сопровождает специальная бригада на автомобиле, оснащенная устройством слежения за перемещаемым в трубопроводе аппаратом, что позволяет в любой момент времени точно указать его местонахождение.

Извлечение дефектоскопа из камеры приема производится с помощью штатных технических средств. После этого аппарат очищается от перекачиваемой жидкости и подвергается осмотру с целью определения поломок и механических повреждений. Для вскрытия дефектоскоп доставляется в удобное невзрывоопасное место. Здесь отключается электропитание, разъединяются все электрические разъёмы и извлекается из контейнера электронный блок с записанной информацией. Далее производят перенос запоминающего устройства с зафиксированной информацией обследования из электронного блока в считывающее и печатающее устройство в передвижной лаборатории.

После предварительного анализа результатов первого пропуска дефектоскопа по обследуемому участку трубопровода отбираются наиболее крупные, характерные дефекты, местоположение которых следует уточнить. Затем выбираются и подготавливаются места установки маркерных устройств, вблизи от выделенных дефектных мест.

Второй запуск дефектоскопа в обследуемый трубопровод производят аналогично первому. По результатам сопоставления данных обоих пропусков определяются наиболее опасные дефекты и их местонахождение.

.

1.7 Метод магнитной дефектоскопии.

.

Метод магнитной дефектоскопии является многообещающим для обследования подземных магистральных газопроводов. Магнитные дефектоскопы позволяют при малых эксплуатационных расходах выявлять коррозионные повреждения стенок трубы на больших расстояниях, но нужно иметь ввиду, что они малочувствительны к трещинам, хотя и могут обнаруживать достаточно большие трещины, всё же для их выявления следует использовать устройство, использующее ультразвук, либо вихревые токи.

Метод магнитной дефектоскопии металлов основан ни обнаружении и регистрации полей рассеяния, возникающих в местах дефектов при намагничивании контролируемых изделий. При этом магнитные силовые линии распространяются в металле стенки трубы без изменения направления, если в ней отсутствуют дефекты. При наличии дефектов в стенках труб магнитные силовые линии отклоняются, и возникает поле рассеяния, величине этого поля зависит от размеров и конфигурации дефекта при определенном значении намагниченности стенки трубы.

Принцип магнитной дефектоскопии иллюстрируются на рисунке 10. Стенка трубы намагничивается до насыщения блоком постоянных магнитов, которые создают в ней магнитное поле. Магнитные силовые линии распространяются параллельно друг другу до тех пор, пока на их пути не встретятся какие – либо дефекты трубопроводных конструкций. Аномалии в стенке трубопровода вызывают изменение однородности магнитного потока, которые при перемещении устройства фиксируются чувствительными элементами (датчиками). К аномальным отклонениям относятся утоньшения стенки, связанные с коррозией внутренней или внешней поверхности трубы, различные повреждения, твердые включения, а также изменения магнитной проницаемости трубы.

.

Рисунок 6 – Принципы магнитной дефектоскопии: 1; 2 – обмотка.

Кроме того, с помощью магнитного метода контроля выявляются различные дефекты в сварных швах газопроводов, выполненных автоматической сваркой при толщине основного металла от 2 до 20 мм. Наиболее хорошо выявляются продольные микротрещины, не провары и скопления шлаковых включений и газовых пор.

При использовании метода магнитной дефектоскопии, выполняются две последовательные операции:

– намагничивание стенки газопровода специальным устройством, при котором поля обнаруженных дефектов «записываются» на магнитную ленту;

– воспроизведение или считывание «записи» с ленты, осуществляемое с помощью магнитографических дефектоскопов.

Для контроля технического состояния металла труб газопровода разработан ряд дефектоскопов, перемещающихся внутри трубопровода и регистрирующих различные коррозионные дефекты (коррозионные каверны, трещины и т.п.).

К наиболее известным устройствам следует отнести систему «Лай–налог», разработанную фирмой «АМФ ТЮБОСКОП» (США) и предназначенную для неразрушающего контроля газопроводов. Сила, движущая систему, создается за счет разности давления подаваемого газа.

Снаряд (рисунок 11) действует по принципу регистрации изменения силовых линий магнитного поля, образованного в металле стенки трубы, в пределах прерывности (каверны, трещины и т.п.), которая препятствует распространению этих линий.

Прибор обнаруживает и регистрирует дефекты, расположенные как на внутренней, так и на внешней поверхности стенки трубы.

Снаряд состоит из трех секций, соединенных шарнирно для обеспечения беспрепятственного прохождения на криволинейных участках трассы газопровода.

Первая секция содержит систему питания и оборудована уплотняющими манжетами, которые позволяют перемещать комплекс под рабочим давлением газа, а также служат для центрического ведения прибора в трубопроводе.

Вторая секция содержит магнитный блок, который производит намагничивание стенки трубы, создавая тем самым магнитное поле.

Третья секция содержит электронные элементы и систему регистрации. В данной секции происходит запись и обработка полученной первичной информации.

При движении снаряда по газопроводу (с оптимальной скоростью 1+5 м/сек.) изменения магнитного поля (между магнитом и датчиком), вызванные изменением толщины стенки трубы (дефектом), регистрируются на 28–дорожечную магнитную ленту. Очень важен выбор метода обработки сигналов.

Необходимо отличать полезные сигналы от помех, идентифицировать различные аномалии с помощью датчиков разного типа с последующей корреляцией полученных результатов.

.

Рисунок 7 – Снаряд–дефектоскоп типа «Лай–налог»:

1 – секция питания; 2 – магнитная секция; 3 – секция регистрации;

4 – направляющая манжета; 5 – колесо записи пройденного пути;

6 – шарнирное соединение.

Снаряд работает на принципе намагничивания короткого отрезка стенки трубопровода, которое он осуществляет по мере своего продвижения по трубе.

Генерация малого поля при этом осуществляется мощными постоянными магнитами, расположенными критически для оптимизации силы и конфигурации налагаемого поля.

Если на стенки трубы имеется потеря металла, вызванная коррозией или механическим повреждением, это вызывает локальное искажение конфигурации магнитного поля, что фиксируется электромагнитными датчиками.

Регистрации сигналов, поступающие от сотен датчиков дефектоскопов, фиксируется мощным магнитофоном и специальным бортовым компьютером.

Внутренние и внешние поверхности проверяются независимо друг от друга, при этом не однократно сканируются и ранжируются на следующие типы повреждений металла:

.

1.8 Анализ результатов контроля.

.

После пропуска снаряда–дефектоскопа специалистами инспектирующей организации проводится экспресс–анализ результатов внутритрубного обследования и представляется отчет, в котором должны быть отражены:

По результатам экспресс–анализа проводятся контрольные обследования (шурфовки) в объеме, определяемом эксплуатирующей организацией.

В ходе их проведения:

Отчет обязательно должен включать:

.

.

К отчету в качестве приложений прилагаются:

При приемке отчета об инспекции проверяется наличие обязательных разделов и их полнота. Далее все дефекты классифицируются как:

В случае необходимости может быть принято решение о контроле результатов инспекции с помощью шурфовки. При проведении шурфовки необходимо обратить внимание на то, сохранили ли после идентификации обнаруженные дефекты свою прежнюю классификацию на группы, укачанные выше, и укладываются ли выявленные погрешности в измерениях геометрии дефектов в установленные производителем снарядов–дефектоскопов допуски.

В случае получения отрицательного ответа на приведенные выше вопросы инспектирующей организации выставляются претензии, и вопрос решается в рамках действующего договора на выполнение внутритрубного обследования.

Под идентификацией дефектов понимается процедура, в ходе которой визуально и средствами наружной дефектоскопии определяется вид повреждения (коррозия, механическое повреждение, внутренний дефект), характер (геометрические особенности дефекта), местоположение и возможные причины образования дефектов.

.

Идентификацию дефектов проводит отдельная бригада, состоящая из дефекто–скописта, аттестованного на второй уровень в центрах Национального аттестационного комитета по неразрушающему контролю, слесаря и представителя ЛПУ (ЛЭС), в обязанности которого входят:

После получения наряд–допуска дефекто–скописты по карте привязки дефекта проверяют правильность выбора дефектной трубы и разметки заявленных дефектов.

Идентификация наружных дефектов имеет некоторые особенности, зависящие от вида дефекта.

Описание локальных дефектов протяженностью до 50 мм (задиры, раковины) обычно ограничивается составлением схемы дефекта на развертке трубы с указанием максимальной глубины и длины дефекта в осевом направлении и фактической толщины стенки в окрестности дефектов (рисунок 12).

.

.

Рисунок 8 – Описание поверхностных наружных дефектов.

.

Для более протяженных локальных дефектов необходима съемка топографии дефектов на кальке в масштабе 1:1 с измерением глубин по сетке, например, 10 x10 мм.

Описание протяженных наружных коррозионных повреждений включает в себя:

.

.

.

Рисунок 9. – Схема коррозионных повреждений наружной поверхности газопровода (фрагмент).

.

Таблица 2 – Местоположение дефектов.

.

Обозначение дефекта . .	Расстояние от шва, м . .	Ориентация в часах– . .	Расположение: внешний внутренний	Локальная коррозия			Общая коррозия			Толщина стенки
				глубина, мм	Длина, мм	ширина, мм	глубина, мм	длина, мм	ширина, мм	номин., мм	фактич., мм
1.	+5,0	6 00	внешний	Отпечаток прилагается						14,2	10,1
2. . .	+2,0 . .	. 5–7 00 . .	внешний . .	2,5	30	30	. . 1,5 .	. . 3000 .	. . 540 .	14.0– . 14,2	. . 12,5
.				2,0	50	40
3. . .	+4,0	5 00 .	. внешний	3,5	20	30	. – .	. –	. – .	14,0– . 14,1	. . 11,5
.				3,0	20	20
4.	–2,8	430	внешний	10,0	350	200	–	–	–	14,1–14,2	14,1
5.	–1,3	400	внешний	3,0	200	50	–	–	–	14,2	11,2

.

Границы обнаруженных дефектов на трубе обводятся масляной краской.

Полученные при внутритрубной инспекции данные должны пройти соответствующую обработку.

Для этого составляются:

При наличии подобным образом обработанной информации предыдущих внутритрубных инспекций и электрометрических обследований представляется возможность комплексного анализа технического состояния трубопровода, а именно:

На основе комплексного анализа данных разрабатывается перспективная программа внутритрубных, электрометрических и других обследований трубопроводов. Периодичность внутритрубной инспекции действующих магистральных газопроводов не должна превышать 8 лет.

Ранжировка дефектов производится в два этапа. На первом этапе дефекты ранжируются согласно “Рекомендациям по расчету трубопроводов с дефектами” на опасные, потенциально–опасные и неопасные. Балльные оценки приведены в таблице 3.

.

Таблица 3 – Оценка опасности дефектов по несущей способности.

.

Степень опасности дефекта	Опасные	Потенциально–опасные	Неопасные
Основной балл	16	8	1

.

На втором этапе производится корректировка ранга каждого дефекта в зависимости от его местоположения на трассе трубопровода согласно таблице 4.

Сумма основного и корректирующего балла дает количественную оценку степени опасности (ранг) каждого дефекта, представленного в отчете об инспекции. Согласно установленным рангам весь список дефектов разбивается на группы, характеризующие разную степень опасности или риска эксплуатации поврежденных участков трубопровода.

Все последующие работы, связанные с идентификацией и ремонтом поврежденных участков, осуществляются с учетом установленной приоритетности дефектов.

.

Таблица 4 – Оценка опасности дефектов в зависимости от трассовых условий.

.

Особенности трассы	Корректирующий балл
Переходы: – через реки, авто–дороги – то же на расстоянии 500 – 1000 м – то же на расстоянии > 1000 м	2
.	1
	0
Пересечения с другими трубопроводами: – есть –нет	2
.	0
Близость населенных пунктов: – в радиусе 1000 м – в радиусе 1000–2000м – в радиусе > 2000 м	2
.	1
	0
Состояние наружной изоляции: – плохое – удовлетворительное – хорошее	2
.	1
	0
Агрессивность грунтов: – высокая –средняя – низкая	2
.	1
	0
Электро–химзащита: – нет –есть	1
.	0
Участок трубопровода: – начальный (до первого крана) –средний – отдаленный от КС	2
.	1
	0

.

.

1.9 Виды инструктажей.

.

Инструктажи являются важными в обеспечении безопасности труда.

Согласно ГОСТ предусмотрено проведение пяти видов инструктажа:

Вводный инструктаж проводится при поступлении на работу службой охраны труда предприятия. Этот инструктаж обязаны пройти все вновь поступающие на предприятие, а также командированные и учащиеся, прибывшие на практику. Цель этого инструктажа — ознакомить с общими правилами и требованиями охраны труда на предприятии.

Первичный инструктаж проводится для всех принятых на предприятие перед первым допуском к работе (в том числе, учащиеся, прибывшие на практику), а также при переводе из одного подразделения в другое. Инструктаж проводится непосредственно на рабочем месте. Цель этого инструктажа — изучение конкретных требований и правил обеспечения безопасности при работе па конкретном оборудовании, при выполнении конкретного технологического процесса.

Все рабочие после первичного инструктажа на рабочем месте должны в зависимости от характера работы и квалификации пройти в течение 2… 14 смен стажировку под руководством лица, назначенного приказом (распоряжением) по цеху (участку и т. п.). Рабочие допускаются к самостоятельной работе после стажировки, проверки знаний и приобретенных навыком безопасных способов работы.

Повторный инструктаж проводится не реже раза в полгода, а для работ повышенной опасности — раза в квартал. Цель этого инструктажа — восстановление в памяти работника правил охраны труда, а также разбор имеющих место нарушений требований безопасности в практике производственного участка, цеха, предприятия.

Внеплановый инструктаж проводится в следующих случаях:

Целевой инструктаж проводится при выполнении разовых работ, не связанных с прямыми обязанностями по специальности (погрузочно–разгрузочные работы, разовые работы вне предприятия цеха, участка и т. п.); ликвидации аварий, катастроф и стихийных бедствий; производстве работ, на которые оформляется наряд–допуск, разрешение или другие специальные документы; проведение экскурсии на предприятии, организации массовых мероприятий с учащимися (спортивные мероприятия, походы и др.).

.

Регистрация инструктажей.

.

Первичный, повторный, внеплановый и целевой инструктажи проводит непосредственный руководитель работ (мастер, инструктор производственного обучения, преподаватель). О проведении указанных инструктажей, стажировке, о допуске к работе лицо, проводившее инструктаж и стажировку, делает запись в журнале регистрации инструктажа и (или) в личной карточке инструктируемого с обязательной подписью инструктируемого и инструктирующего. При регистрации внепланового инструктажа указывают причину его проведения. Целевой инструктаж с работниками, проводящими работы по наряду–допуску, разрешению и т. п. (предусмотрены для отдельных видов работ повышенной опасности), фиксируется в обязательном порядке в наряде–допуске, раз решении или другом документе, разрешающем производство работ.

Проверка знаний является необходимой составляющей обучения и инструктажа. Проверка знаний, полученных в результате обучения и повышения квалификации, осуществляется в виде экзаменов зачетов, тестов.

Результаты инструктажа проверяются устным опросом или с помощью технических средств обучения, а также проверкой приобретенных навыков безопасных способов работы. Лица, показавшие неудовлетворительные знания, к работе не допускают и обязаны вновь пройти обучение или инструктаж.

Инструкции по охране труда на предприятии, в организации, учреждении являются важным элементом обучения и обеспечения безопасности труда.

Инструкция по охране труда — это нормативный акт, устанавливающий требования по охране труда при выполнении в производственных помещениях, на территории предприятия, на строительных площадках и в иных местах, где производятся эти работы или выполняются служебные обязанности.

Инструкции могут разрабатываться как для работников отдельных профессий (электросварщики, слесари, электромонтеры, лаборанты, уборщицы, операторы ПЭВМ и др.), так и на отдельные виды работ (работа на высоте, ремонтные работы, наладочные работы, испытания и др.).

Разработчиком инструкций в подразделении предприятия является его руководитель. Учет наличия инструкций и контроль их своевременного пересмотра осуществляет служба охраны труда предприятия, организации, учреждения.

Органами и ведомствами могут разрабатываться типовые инструкции по охране труда для рабочих основных профессий.

.

1.10 Техника безопасности при эксплуатации газопровода.

.

Эксплуатацию магистрального газопровода должны проводить в соответствии с Инструкцией по производству строительных работ в охранных зонах магистрального газопровода и Правилами безопасности при эксплуатации магистрального газопровода.

Предприятия, эксплуатирующие магистральный газопровод, должны контролировать состояние трубопроводов, в том числе:

На магистральный газопровод предприятием должен быть заведен специальный паспорт, составленный в двух экземплярах. К экземплярам паспорта должна быть приложена его исполнительная схема с нанесенными трубопроводными деталями и указанием типа и марок, сталей труб, установленной запорной, регулирующей и другой арматур. Один экземпляр паспорта должны хранить в производственном объединении, другой – у ответственного за эксплуатацию газопровода, назначенного приказом по предприятию.

Записи, дополнительно вносимые в паспорт газопровода, должны одновременно фиксировать в обоих экземплярах.

Ответственным за общее и безопасное состояние магистрального газопровода является начальник ЛПУМГ. Кроме начальника ЛПУМГ, приказом по ЛПУМГ должны быть назначены специально подготовленные ИТР, ответственные за техническое состояние и безопасную эксплуатацию определенного участка магистрального газопровода.

На трассе магистрального газопровода и отводах должны быть установлены:

Установку опознавательных знаков магистрального газопровода необходимо оформлять совместным актом предприятия, эксплуатирующего магистральный газопровод и землепользователя.

Переходы магистрального газопровода через реки, овраги должны быть оборудованы ограждениями, исключающими возможность перехода по трубопроводу.

Трассу магистрального газопровода, проходящего по землям Гослесфонда, в пределах 3 м от оси крайнего газопровода в каждую сторону необходимо периодически расчищать от поросли и содержать в безопасном и противопожарном состоянии.

В период эксплуатации линейная часть магистрального газопровода подлежит осмотру путем обхода, объезда или облета.

Периодичность обхода, объезда или облета и объем проверки устанавливается графиком, разработанным ЛПУМГ и утвержденным главным технологом производственного объединения в соответствии с Нормами обслуживания и нормативами численности для линейных, обходчиков, осуществляющих обслуживание и охрану линейной части магистрального газопровода.

Обследовать переходы магистрального газопровода через автодороги всех категорий необходимо не реже одного раза в год, в том числе с анализом проб воздуха из вытяжной свечи.

Результаты обхода, объезда или облета следует фиксировать в специальном журнале. В случае обнаружения неисправностей или других нарушений обходчик докладывает о них ответственному за эксплуатацию участка, который, в свою очередь, докладывает диспетчеру или начальнику ЛПУМГ.

Последний принимает меры к устранению обнаруженных недостатков.

ЛЭС должна иметь утвержденные руководством порядок оповещения об аварии, сбора аварийной бригады и выезда к месту аварий, а также перечень необходимых для ликвидации аварий транспортных средств, оборудования, инструмента, материалов, средств связи, пожаротушения, средств индивидуальной и коллективной защиты.

Внеочередной осмотр и обследование магистрального газопровода должны быть проведены на участке, где после стихийного бедствия могло повредить газопровод и сооружения его линейной части, и в случаях обнаружения утечки газа из газопровода или арматуры.

Газопроводы на переходах через реки, ручьи и. балки должны предохранять от размывов и повреждений.

В ЛЭС должны быть составлены и храниться у диспетчера и в аварийно–ремонтных транспортных средствах схемы оптимальных путей их движения (маршрутные карты) от мест их базирования ко всем участкам трассы в разные времена года и при различных метеорологических условиях.

Движение линейного обходчика, бригады при обходе трассы проводится в соответствии с действующими маршрутными картами, с учетом метеорологических условий, паводка, оползня и других возможных факторов (препятствий) на трассе.

Линейные обходчики, бригады при выезде на трассу должны быть обеспечены в соответствии с табелем оснащения, климатическими, метеорологическими условиями, снабжены запасами питания и воды, средствами защиты и оказания доврачебной помощи, а также средствами связи с диспетчером. Транспортные средства должны быть исправны и снабжены достаточным количеством ГСМ и быстроизнашивающихся запчастей.

Выход и выезд на трассу магистрального газопровода линейных обходчиков и бригад для осмотра и обследования, их возвращение или прибытие в контрольные пункты, должны регистрировать в специальном журнале и контролировать диспетчер или другое ответственное лицо, назначенное руководством ЛПУМГ.

В случае неприбытия персонала в установленное время в контрольный пункт или отсутствия с ним связи диспетчер обязан принять необходимые меры к его поиску и оказания необходимой помощи.

Если в процессе обхода (объезда) обнаружено нарушение герметичности газопровода или другая опасная ситуация, опасная зона должна быть ограждена знаками безопасности. При этом необходимо немедленно известить дежурного диспетчера или другое лицо, ответственное за эксплуатацию.

После сообщения диспетчеру необходимо:

В необходимых случаях диспетчер или ответственное должностное лицо предупреждает об опасности органы власти, предприятия, базирующиеся или работающие вблизи этих участков, а также жителей близлежащих населенных пунктов.

После прибытия на место аварии, руководитель работ обязан проверить наличие оградительных средств, знаков безопасности и при необходимости выставить посты, разместить технические средства на безопасном расстоянии от места аварии и установить связь с диспетчером.

Ликвидацию неисправностей на МГ, его сооружениях и арматуре, требующих проведения огневых или газоопасных работ, следует проводить в соответствии с Инструкцией по безопасному проведению огневых работ на объектах транспортировки и хранения газа.

Запрещается устранять утечку газа из МГ через трещину, сквозное коррозионное повреждение и поры путем их подчеканки. Допускается в отдельных случаях временная установка бандажей и других устройств по разрешению руководства производственного объединения.

Перед выездом бригад ЛЭС на трассу проверяют исправность автотранспорта, строительных механизмов, оборудования, инструмента и приспособлений, которые будут использованы в работах на трассе газопровода. Заправляют автотранспорт и механизмы горюче–смазочными материалами. Аварийные автомашины должны быть оборудованы обогреваемыми фургонами, где рабочие могут переодеться и обогреться в ненастную погоду. В фургоне также должен быть верстак с выдвижными ящиками для хранения инструмента, с тисками и заточным станком. Кроме того, в комплект оборудования аварийной автомашины входят бачки с питьевой водой, определенный запас изоляционных материалов, землеройного, слесарного и плотничного инструмента, резиновые запорные шары, манометры, средства пожаротушения.

Кислородные и ацетиленовые баллоны перевозят в специальных шкафах, установленных на наружной задней стенке фургона или под ним. После подготовки машин и оборудования перед самым выездом на трассу газопровода всему персоналу должен быть проведен инструктаж по безопасным методам ведения намеченных работ. При наличии особых условий (горная и болотистая местность и т. д.) инструктаж дополнительно проводят на месте их ведения.

При обходе и объезде трассы необходимо внимательно осматривать валик над газопроводом для выявления утечек газа, места движения ливневых и весенних паводковых вод. При обнаружении утечки выставляют предупредительные знаки с надписью: «Газ! С огнем не приближаться».

Паводковые и ливневые воды при движении могут проникать в траншею, размывать постель газопровода и разрушать изоляцию, поэтому для недопущения аварийного разрыва трубы необходимо безотлагательно принять меры по устранению выявленных особо опасных мест.

При объезде трассы газопровода на вездеходе или автомашине особую осторожность необходимо соблюдать во время переправы через водные преграды. В зимнее время, прежде чем переправляться через замерзшие реки и водоемы необходимо проверить несущую способность ледяного покрова.

Проезд автомобильного и другого транспорта вдоль трассы газопровода должен быть упорядочен. Водители должны хорошо знать местонахождение газопровода и порядок движения. В зависимости от состояния грунта и дорог назначают минимальное расстояние проезда от оси газопровода для исключения создания дополнительной нагрузки на трубу.

При проверке запорной арматуры, расположенной в колодцах и киосках, необходимо принимать следующие меры предосторожности: подойдя к колодцу или киоску необходимо осмотреть его, после чего открыть крышку или дверцу; при наличии шума внутри колодца или киоска открывать крышку или дверцу следует медленно, без рывков и ударов для исключения образования искры и предотвращения возможности взрыва газо–воздушной смеси; крышки и лестницы колодцев должны быть исправными.

Проверку герметичности всех соединений и соединительных линий в обвязке управления запорными кранами необходимо проводить мыльным раствором.

Применение открытого огня для этих целей категорически запрещается.

Выявленные утечки газа необходимо сразу же устранять, в противном случае в местах пропуска газа может произойти его дросселирование, что приведет к образованию пробки и закупорке импульсных линий.

Во время продувки соединительных шлангов высокого давления следует остерегаться удара свободным его концом. В этом случае сначала закрепляют свободный конец шланга и только после этого подают газ на его продувку.

Обслуживающему персоналу очень часто приходится встречаться со случаями утечек газа через обратные клапаны в системе уплотнительной смазки кранов.

Замену клапанов необходимо выполнять с помощью специальных приспособлений, обеспечивающих безопасное проведение работ. Порядок их ведения должен четко соответствовать действующей инструкции.

Обслуживание электропневматических узлов управления и конечных выключателей следует проводить только при отключенном электропитании. Узлы управления должны быть всегда заземлены.

Для обеспечения безопасности при производстве работ по пуску и приему очистных поршней без остановки газо–подачи необходимо выполнять следующее:

Работы с применением метанола – яда необходимо выполнять в строгом соответствии с «Инструкцией о порядке получения от поставщиков, перевозки, хранения, отпуска и применения метанола на объектах газовой промышленности». Метанольницы на трассе газопровода ограждают, входные двери закрывают на замки. На дверцах и ограждениях вывешивают плакаты: «Метанол – яд!», «Огнеопасно!», «Смертельно!». По окончании заливки метанола емкости, насосы, шланги тщательно промывают водой. При отравлении метанолом пострадавшего необходимо срочно доставить в медицинское учреждение.

Не допускается продувка конденсато–сборников и освобождение от газа участков газопровода в атмосферу во время грозы. Удалять конденсат из конденсато–сборников разрешается только в огражденные металлические емкости. Категорически запрещается слив конденсата из газопровода непосредственно в бензовозы или емкости, установленные на автомашине. Рабочие, работающие с конденсатом, должны быть одеты в брезентовую спецодежду.

При обходе трассы газопровода персонал должен также тщательно следить за состоянием проводов воздушных линий электропередач, проходящих вблизи газопровода. При обрыве одного из проводов воздушной линии, находящейся под напряжением, на земле вокруг него образуется опасная зона потенциалов, попадая в которую человек оказывается под действием так называемого шагового напряжения.

Для выхода из опасной зоны необходимо соединить ноги вместе и выходить мелкими шажками или выпрыгивать из нее на двух ногах, одновременно отрываясь и касаясь поверхности земли. В случае своевременного обнаружения места обрыва провода воздушной линии электропередач его необходимо оградить и выставить предупредительные знаки. Запрещается приближаться к нему на расстояние менее 10 м.

1.11 Характеристика факторов техногенного воздействия при эксплуатации газопроводов.

Специфика строительства трубопроводных объектов в газовой промышленности в экологическом плане характеризуется особыми факторами: значительной линейной протяженностью магистральных трубопроводных систем, пожаро– и взрывоопасностью транспортируемых по трубопроводам продуктов, высоким уровнем энерго–напряженности сооружаемых объектов, разнохарактерностью природных ландшафтов, в которых ведется строительство, географическими, геолого–минералогическими и другими факторами. Современный магистральный газопровод диаметром 1400 мм с рабочим давлением 7,5 МПа и протяженностью 1000 км представляет собой по существу взрывоопасный сосуд, разрушение которого даже на ограниченном участке связано с крупномасштабными экологическими потерями, связанными, в первую очередь, с механическими и тепловыми повреждениями природного ландшафта. Иные экологические последствия имеет аварийная ситуация на газопроводах. В этом случае доминирующую роль играет фактор глобального загрязнения водоемов и почв. Экологическое загрязнение в рамках понятия, определенного организацией, включает не только прямое, непосредственное введение сторонних веществ или энергии в окружающую среду, но и косвенное нарушение экологической целостности природного ландшафта, которое приводит к быстро или медленно проявляющемуся отрицательному последствию в отношении человека, и различных популяций флоры и фауны.

Статистический анализ отказов, происходящих на строящихся и действующих магистральных газопроводах показал следующее: из всей совокупности отказов на газопроводах при испытаниях и в эксплуатации произошло около 10%, а на нефтепроводах около 18% отказов со значительным экологическим ущербом. При этом наибольшую экологическую опасность представляют трубопроводы диаметром 1020 мм и 1420 мм. Среднегодовые потери продукта, обусловившие загрязнение окружающей среды, составили по нефтепроводам 750 т, по газопроводам – 43,2 млн. м3.

Характерной особенностью техногенного воздействия газопровода на окружающую среду является наличие термического влияния, связанного с возгоранием газа, а также значительное нарушение целостности почвенно–растительного покрова.

По своему характеру техногенное воздействие на все компоненты природы является комплексным, поскольку затрагивает биохимические процессы, происходящие в атмосфере, земле и водоемах. Например, загрязнение атмосферы обусловлено сжиганием попутного газа на факелах, выбросом газо–продуктов в результате аварий и другими причинами.

Загрязнение рек и водоемов отрицательно сказывается и на рыбных запасах региона.

Имеются также просчеты в долгосрочном планировании. Из–за несовершенства или нарушений природоохранной технологии разрушается растительный покров, выгорает лес, ягельники и т.д. К сожалению, система государственной (и тем более, ведомственной) природоохранной службы не соответствует масштабам нового хозяйственного освоения территории.

Воздействие широкомасштабного строительства магистральных газопроводов в северном регионе отрицательно сказывается на состоянии животного мира. За счет перераспределения популяционных групп, покидающих зоны влияния строительства и эксплуатации магистрального газопровода, происходит уплотнение популяций в новых местах обитания, что приводит, в конечном счете, к снижению продуктивности охотоугодий.

Кроме того, в результате отчуждений территорий под строительство и воздействия производственных процессов сокращаются площади оленьих пастбищ, создаются искусственные препятствия на путях миграции оленей. В результате крайне неравномерно используются кормовые ресурсы, исчезают ягельные корма. Необходимы меры по восстановлению и поддержанию фауны в регионе на оптимальном уровне, дальнейшее развитие сети природоохранных территорий, регулирование нагрузок на оленьи пастбища.

Самостоятельный вид техногенного воздействия на окружающую среду представляет работа компрессорных станций. По основным данным загрязняющим веществом от КС являются окислы азота. Как показывает анализ, содержание этих выбросов в зоне КС превышает максимально допустимые концентрации в атмосферном воздухе. Для ряда КС уровень загрязнения составляет 40–60 ПДК на расстоянии от источника в среднем до 500 м.

Среднегодовой экологический ущерб на один отказ магистрального газопровода, оцененный за десятилетний период наблюдений составил:

При строительстве и эксплуатации магистральных газопроводов возникают достаточно мощные такие источники шума, как компрессорные станции, аэропорты, вертолетные площадки, транспортные магистрали и т.д.

Для всех перечисленных источников характерен высокий уровень шума, значительно превышающий санитарные нормы, что создает неблагоприятные условия для обслуживающего персонала и для жителей близлежащих районов, а также для обитания диких животных, рыб и птиц.

Исследования, проведенные на современных компрессорных станциях, показали, что длительное воздействие шума вызывает различные нарушения в организме человека, что приводит к профессиональным заболеваниям, общей и профессиональной нетрудоспособности. В частности, практически невозможно разговаривать, когда уровень шума на КС превышает 100 дБ.

Распугивая диких зверей и заставляя их покидать место обитания, шум отрицательно влияет на структуру популяций, являясь одной из причин переуплотнения новых мест обитания и снижения продуктивности охотоугодий.

Оценка состояния рек и ручьев, пересекаемых трассами газопроводов, указывает на следующие виды воздействия газопроводов на русло и поймы рек:

Указанные воздействия, вызванные серьезными нарушениями при строительстве трубопроводов, отступлениями от проектов и частично упущениями самого проекта, приводят к стеснению руслового потока, нарушению водного режима, повышению мутности воды, снижению рыбохозяйства иного значения рек.

К числу важнейших факторов, отрицательно влияющих на рост и воспроизводство рыб в пределах региона, относятся следующие:

.

1.12 Мониторинг окружающей среды.

.

Под мониторингом понимается система непрерывного наблюдения, контроля.

Мониторингу могут подвергаться отдельные части объекта, весь объект, комплекс объектов. Если под комплексом объектов понимать природную среду (т.е. почву, воду, воздух, биосферу) всего земного шара, то для проведения такого глобального мониторинга требуется объединение национальных технических средств. Следующий, но объему территории уровень мониторинга может включать только одно государство или группу государств. Мониторинг может проводиться также и на региональном и местном уровне (край, область, район, город, район в городе, отдельное предприятие, подразделение или объект на предприятии).

Организация системы мониторинга поручена Госкомгидромету. В регионах эту работу должны проводить местные исполнительные органы через свои соответствующие структуры, а на предприятиях – отделы или службы экологии.

Объем или уровень мониторинга определяют необходимый набор технических средств. Это могут быть: космические системы, системы на летательных аппаратах, стационарные и передвижные лаборатории и пункты наблюдения, автоматические посты.

Основные проблемы мониторинга можно условно разделить на четыре группы: финансовые, технические, организационные и информационные.

Финансовые проблемы объясняются общим состоянием экономики и степенью готовности общества и государственного аппарата осознать необходимость и важность проблемы.

Технические проблемы – необходимость создания точных, удобных и дешевых приборов контроля отдельных параметров окружающей среды, объединения этих приборов в комплексы.

Организационные – преодоление сохраняющейся ведомственной разобщенности, создание стройной организационной системы подразделений, включающей все заинтересованные организации, распределение полномочий и ответственности.

Информационные проблемы включают процессы получения, обработки и передачи информации от множества источников в один или несколько центров для анализа, учета и принятия мер. Весьма важно создание информационно–аналитических центров мониторинга в регионах, где состояние среды может внезапно и резко изменяться. Отдельно можно выделить проблему математического компьютерного моделирования состояния среды и прогнозов ее развития.

Все четыре проблемы взаимосвязаны, но и внутри отдельных проблем есть свои сложности.

.

Цели и задачи экологического мониторинга.

.

Основные цели экологического мониторинга состоят из обеспечения системы управления природоохранной деятельностью и экологической, безопасностью; полной, достоверной и своевременной информацией о состоянии окружающей природной среды.

Достижение этих целей позволит;

.

Основные задачи экологического мониторинга:

При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:

В зоне влияния источников эмиссии организуется систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей природной среды.

1. Атмосфера: химический и радио–нуклидный состав газовой и аэрозольной фазы воздушной сферы; твердые и жидкие осадки (снег, дождь) и их химический и радио–нуклидный состав; тепловое и влажностное загрязнение атмосферы.

2. Гидросфера: химический и радио–нуклидный состав среды поверхностных вод (реки, озера, водохранилища и т.д.), грунтовых вод, взвесей и донных отложений в природных водостоках и водоемах; тепловое загрязнение поверхностных и грунтовых вод.

3. Почва: химический и радио–нуклидный состав деятельного слоя почвы.

4. Биота: химическое и радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, наземных

сообществ домашних и диких животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона, рыб.

5. Урбанизированная среда: химический и радиационный фон воздушной среды населенных пунктов; химический и радио–нуклидный состав продуктов питания, питьевой воды и т.д.

6. Население: характерные демографические параметры (численность и плотность населения, рождаемость и смертность, возрастной состав, заболеваемость, уровень врожденных уродств и аномалий); социально–экономические факторы.

.

Системы автоматического мониторинга.

.

В настоящее время процесс миниатюризации электронных схем дошел уже до молекулярного уровня, делая реальным полностью автоматизированные, с всеобъемлющим программным обеспечением, сложные многоцелевые и в то же время полностью компактные системы слежения за качеством окружающей среды. Их развитие в настоящее время сдерживается не техническими, а, прежде всего финансовыми трудностями – они все еще стоят очень дорого – и, как ни странно, организационными проблемами многоуровневого управления такими системами, настолько информативными и потенциально мощными, что их создание и эксплуатация приобретают политическое значение. Можно даже сказать, что социально и психологически общество не готово к использованию таких систем, которые по существу определили свое время, что в современном обществе скорее является правилом, чем исключением.

Основными структурными блоками современных автоматических систем мониторинга в настоящее время являются:

В качестве простейшей автоматизированной системы слежения за параметрами окружающей среды приведем пример системы «Радуга», разработанной Ассоциацией по решению экологических проблем.

Система мониторинга экологического состояния водной среды «Радуга» предназначена для измерения параметров водной среды, первичной обработки данных и передачи информации по радиоканалу, обработки и хранения информации в ЭВМ, выдачи результатов измерений в графическом и табличном вариантах на дисплей или принтер.

Система позволяет оперативно следить за состоянием водной среды, обеспечивает качественный мониторинг при проведении работ по восстановлению нормального экологического и санитарного состояния водоемов. Она может быть применена для контроля химического состава промышленных сточных вод, для слежения за соблюдением уровней ПДК, а также для контроля

требуемого качества технологических вод в различных производственных процессах. Применение данной системы в этом ее последнем качестве на промышленном предприятии, по расчетам, позволит сэкономит» сырье и химикаты на сумму, составляющую до 20% их первоначальной стоимости.

Таким образом, система «Радуга» улучшает технико–экономические показатели производства, а введение в программное обеспечение расчета ущерба, наносимого данным предприятием природе и человеку, делает наглядной ту ответственность, которую несет каждый работающий на предприятии, и поднимает культуру производства.

Серийно выпускаемое в настоящее время подобное оборудование производит измерение четырех–шести параметров с помощью одной голоки, погруженной в контролируемую среду, с выдачей полученных показаний на цифровом индикаторе, с записью в память прибора.

Преимущества системы «Радуга» состоят в следующем. Одна приемная станция обслуживает до 16 автоматических передающих станций. К одной передающей станции возможно подключение 16 датчиков. Таким образом, система «Радуга» может измерять в автоматическом режиме до 256 параметров. Использование передачи данных по радиоканалу позволяет существенно увеличить расстояние от передающих станций до приемной. Возможно накопление и хранение получаемой информации в контроллере приемной станции в течение суток с последующей передачей в сжатом (архивированном) виде в ЭВМ для последующей обработки, представление результатов измерений в графическом или табличном виде на дисплее с последующей печатью на принтере.

Система «Радуга» работает круглосуточно в автоматическом режиме с передачей данных из контроллера в ЭВМ один раз в сутки. Цикл опроса каждого датчика задается в интервале от 1 часа до суток. Таким образом, данная система может служить «сторожем», фиксируя залповые, аварийные сбросы, обычно скрываемые предприятиями, которые приурочивают их, как правило, к ночному времени с воскресенья на понедельник.

Требования к датчикам универсальные – преобразование сигнала в электрический импульс, доступный стандартной обработке. В настоящее время в качестве датчиков могут использоваться все ионоселективные электроды, дающие показатели насыщения водородом, кислородом, ионами хлора, брома, йода, нитратов, нитритов, аммонийного азота, сульфатов, сульфитов, тиосульфатов, меркаптанов, фосфатов и ряда тяжелых металлов.

.

1.13 Экологический контроль на объекте.

.

Основные источники загрязнения приземного слоя атмосферы при трубопроводном транспорте газа – аварийные выбросы газа при отказах линейной части магистральных газопроводов. Отказы газопроводов вызываются использованием некондиционных исходных материалов (арматура, сварочная проволока и т. п.), нарушением технологи строительно–монтажных работ, ремонта и эксплуатации, коррозией и т. д.

.

Мероприятия по регулированию выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях (НМУ).

.

Максимальные концентрации загрязняющих веществ, созданные источниками выбросов значительно ниже ПДК населенных мест и составляют не более 0,04 доли ПДК. В связи с удаленностью источников выбросов от населенных пунктов, специальных мероприятий направленных на сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в период НМУ не требуется.

Мероприятия по регулированию выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях на МГ сводятся к следующему:

Предлагаемые мероприятия исключают возможность превышения концентраций загрязняющих веществ сверх допустимых нормативов.

Предупреждения о повышении уровня загрязнения воздуха в связи с ожидаемыми неблагоприятными условиями составляют в прогностических подразделениях Госгидромета.

.

Контроль за соблюдением нормативов ПДВ на предприятии.

В соответствии с «Методическим пособием по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух», для вредных веществ, концентрация которых, создаваемая выбросами предприятия, не превышает 0,1 ПДК, периодичность контроля принимается равной 1 раз в 5 лет.

Контроль выбросов следует проводить по той методике, согласно которой эти выбросы были определены, а именно:

1. РД «Руководство по нормированию выбросов в атмосферу газодобывающими предприятиями»;

2. «Методика по расчету удельных показателей загрязняющих веществ в выбросах (сбросах) в атмосферу (водоемы) на объектах газового хозяйства».

На промплощадке ОЛПУМГ имеется 5 специально оборудованных площадок, 4 отдельно расположенных ящика–контейнера, бутыли и емкости для временного хранения (накопления) образующихся отходов.

Направления размещения отходов следующие:

Отходы деревообработки реализуются населению, отработанный электролит сменяется на специализированных станциях техобслуживания.

Все указанные отходы накапливаются на территории производственной площадки ЛПУМГ в специально оборудованных местах временного хранения в количествах, не превышающих предельно допустимые для условий данной площадки, и своевременно удаляются с территории предприятия.

Места временного хранения отходов расположены с подветренной стороны и имеют асфальтовое покрытие, предотвращающее проникновение токсичных веществ в почву и грунтовые воды. Емкости для накопления отходов отвечают требованиям их транспортировки автотранспортом. Таким образом, условия хранения и накопления обеспечивают защиту отходов от воздействия атмосферных осадков и ветра, минимизируя влияние отходов на окружающую среду.

Характеристика природоохранных мероприятий, осуществляемых предприятием.

На производственной площадке ОЛПУМГ регулярно проводятся режимные мероприятия по снижению воздействия промышленных источников на компоненты окружающей среды и контролю за уровнем этого воздействия.

Так, для слежения за уровнем воздействия выбросов загрязняющих веществ на состояние атмосферного воздуха в зоне влияния источников предприятия ведомственной лабораторией предприятия осуществляется периодический инструментальный контроль соблюдения норм ПДВ на стационарных источниках выброса. Контроль токсичности выбросов загрязняющих веществ от стоянки автотранспорта проводится при плановом осмотре парка автотранспорта и дорожно–строительной техники организации органами ГИБДД.

Планируемая на перспективу реконструкция системы газораспределительных газопроводов и строительство пункта замера и регулирования газа (ПЗРГ) даст возможность отказаться от эксплуатации газо–мотокомпрессоров и достичь существенного снижения выбросов азота диоксида, углерода оксида и метана до величин, позволяющих сократить радиус расчетной санитарно–защитной зоны по показателям загрязнения атмосферы с 1350м до 700м.

По данным для снижения воздействия образующихся отходов на состояние окружающей среды экологической службой предприятия осуществляется периодический производственный контроль, за соблюдением условий сбора, временного хранения, вывоза и транспортировки образующихся отходов.

Приоритетными моментами такого контроля являются: анализ технологических процессов, позволяющий определить возможности снижения количества и степени опасности образующихся производственных отходов и внедрение экологически прогрессивных технологических операций.

Информация о движении отходов ежегодно подвергается систематизации в соответствии с установленными формами отчетности. Последующий анализ ближайших перспектив в развитии производства способствует своевременной подготовке персонала предприятия к размещению новых видов отходов, а при необходимости позволяет своевременно разработать меры предупреждения отрицательного воздействия производственных отходов на окружающую среду.

Удаление образующихся отходов с территории предприятия на специализированные предприятия по приему, переработке, обезвреживанию и складированию промышленных отходов обеспечивается согласно договору с ЖКХ.

Благодаря осуществляемым и планируемым мероприятиям, на территории ближайших к производственной площадке ЛПУМГ селитебных зон не создается опасности превышения уровней загрязнения атмосферного воздуха и акустической среды до уровней, превышающих установленные предельно допустимые нормативы для населенных мест. Промышленные источники ОЛПУМГ также не создают угрозы загрязнению почв, подземных вод и вод поверхностных водных объектов.

ОЛПУМГ не имеет на балансе и не осуществляет самостоятельно эксплуатацию объектов размещения отходов с целью их обезвреживания (полигонов), а также мест особо длительного хранения образующихся отходов (шламо–хранилищ, иловых карт, золо–шлакоотвалов и т.п.).

Все образующиеся отходы производства и потребления накапливаются в специально оборудованных местах в количествах, не превышающих предельно допустимые, и своевременно удаляются с территории предприятия.

Результаты проведенной инвентаризации отходов позволили на основе норм расхода материалов и с учетом технологических процессов определить нормативы образования и размещения отходов ОЛПУМГ.

Накопление и хранение отходов на территории предприятии производится на специально оборудованных местах временного хранения, исключающих непосредственное неблагоприятное воздействие отходов на компоненты окружающей природной среды.

При хранении отходов на открытых площадках соблюдаются следующие условия:

На объектах (местах) хранения отходов необходимо проводить мероприятия по наблюдению за состоянием окружающей среды.

В настоящее время на ОЛПУМГ показатели загрязнения по компонентам окружающей природной среды не определяются.

Приоритетными мерами предупреждения аварийной ситуации в сфере обращения с отходами является строгое соблюдение «Инструкции по сбору, хранению и вывозу отходов», утвержденной руководителем предприятия, и выполнение «Правил охраны труда и техники, противопожарной безопасности».

.

Таблица 5 – Мероприятия по снижению влияния образующих отходов на состояние окружающей среды

.

Вид отхода		Мероприятия		Срок выполнения	Ожидаемая экологическая эффективность
наименование	код по ФККО	наименование	код
1	2	3	4	5	6
Отработанные люминесцентные лампы	.	Организация мониторинга атмосферного воздуха в месте хранения отхода в случае боя ламп. Заключение договора с лабораторией, имеющей соответствующее разрешение.	–	2005	Анализ влияния отходов на окружающую среду в месте их размещения. предупреждение аварийных ситуаций (определение содержания паров ртути в атмосферном воздухе).
Кислота аккумуляторная серная отработанная	.	Заключение договора со спец–организацией о передаче кислоты на утилизацию	–	2005	Утилизация токсичного отхода, правильное обращение с отходом.

.

В течение года производственный контроль осуществляется:

– сотрудниками, назначенными (по приказу руководителя) ответственными за операции с отходами в подразделениях на территории;

– в рамках Инструкций по сбору, хранению, вывозу отходов и промсанитарии персонала, утвержденных по предприятию;

– в соответствии с требованиями нормативно–методической документации, действующей в сфере обращения с отходами (в том числе областного уровня).

.

2. Аварийные ситуации на магистральных газопроводах.

2.1 Классификация чрезвычайных ситуаций.

.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) – это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, а также значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности.

В действующем постановлении “О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера” в качестве критерия тяжести чрезвычайной ситуации используется количество пострадавших. Чрезвычайные ситуации классифицируются в зависимости от количества людей, пострадавших в этих ситуациях, людей, у которых оказались нарушены условия жизнедеятельности, размера материального ущерба, а также границы зон распространения поражающих факторов чрезвычайных ситуаций.

ЧС подразделяются на локальные, местные, территориальные, региональные и транс–территориальные.

.

2.2 Аварии и их характеристики.

.

К сожалению, количество аварий во всех сферах производственной деятельности неуклонно растет. Это происходит в связи с широким использованием новых технологий и материалов, нетрадиционных источников энергии, массовым применением опасных веществ в промышленности и сельском хозяйстве.

Современные сложные производства проектируются с высокой степенью надежности, порядка . Иначе говоря, если этот объект единственный, то авария на нем может произойти один раз в 10 тыс. лет. Но если таких объектов будет 10 тыс. единиц, то ежегодно один из них статистически может быть аварийным. Следовательно, абсолютной безаварийности не существует. При этом, чем выше безопасность объекта, тем последствий аварии больше.

Независимо от производства, в подавляющем большинстве случаев аварии имеют одинаковые стадии развития.

На первой из них аварии обычно предшествует возникновение или накопление дефектов в оборудовании, или отклонений от нормального ведения процесса, которые сами по себе не представляют угрозы, но создают для этого предпосылки. Поэтому еще возможно предотвращение аварии.

На второй стадии происходит какое–либо инициирующее событие, обычно неожиданное. Как правило, в этот период у операторов не бывает ни времени, ни средств для эффективных действий.

Собственно, авария происходит на третьей стадии, как следствие двух предыдущих.

В зависимости от вида производства, аварии и катастрофы на промышленных объектах и транспорте могут сопровождаться взрывами, выходом ОХВ, выбросом радиоактивных веществ, возникновением пожаров и т.п.

Основные опасности нефтегазодобывающих производств, которые могут привести к возникновению чрезвычайных ситуаций, связаны с авариями в виде пожара, взрыва или токсического выброса. Прогнозирование и предупреждение последствий аварий на таких производствах связано, прежде всего, с прогнозированием и предупреждением действия поражающих факторов при реализации основных опасностей. При всем многообразии возможных сценариев аварий набор поражающих факторов ограничен. Это дает возможность описывать физические воздействия, приводящие к нанесению ущерба людям, материальным ценностям и окружающей среде, конечным числом параметров.

Основные поражающие факторы аварий представлены в таблице 1.1

.

.

Таблица 1.1 – Основные поражающие факторы аварий на промышленно опасных объектах.

.

Разновидность аварии	Поражающие факторы	Параметры поражающего действия
Пожар, огненный шар	пламя; тепловое излучение	Определение полей поражающих факторов сводится к определению границ зоны пламени и определению текущих значений теплового потока в зависимости от удаления от внешней границы зоны пламени.
Взрывы (в т. ч. взрывы топливовоздушных смесей)	воздушные ударные волны; летящие обломки различного рода объектов технологического оборудования	Параметры поражающего действия воздушной ударной волны – избыточное давление во фронте волны и ее импульс в зависимости от расстояния от места взрыва. Параметры, определяющие
.	.	поражающее действие осколков, – количество осколков, их кинетическая энергия, направление и расстояние разлета.
Токсический выброс	химическое заражение	Параметрами, характеризующими токсические нагрузки при токсическом выбросе, являются поля концентраций вредного вещества и времена действия поражающих концентраций.

.

Перечисленные поражающие факторы являются основными для рассматриваемых видов аварий. Однако следует учитывать, что при аварии действует несколько поражающих факторов. Так, при пожаре значительным может быть воздействие токсичных продуктов горения. При взрыве больших масс взрывчатых веществ могут иметь место значительные сейсмические последствия, приводящие к обрушению по этой причине. Поэтому при прогнозировании последствий аварий необходимо учитывать все возможные поражающие факторы и выделять основные из них только после анализа возможности их реализации.

Экспертная оценка вероятности проявления основных поражающих факторов при техногенных авариях представлена на рис.1.1.

.

Рисунок 1.1 – Вероятность основных поражающих факторов при техногенных авариях: 1 – разрушение, обрушение зданий и сооружений; 2 – пожар; 3 – осколки и разлетающиеся фрагменты оборудования; 4 – столкновение (удар) с элементами конструкций; 5 – отравление токсичными продуктами; 6 – прямые поражения ударными волнами

Из рисунка видно, что тяжесть последствий при действии различных поражающих факторов существенно различна. В частности, обрушение зданий и конструкций практически всегда приводит к тяжелым последствиям, в то время как последствия воздействия поражающих факторов при пожаре, как правило, не столь катастрофичны для персонала.

.

2.3 Причины возникновения аварий на магистральных газопроводах.

.

Основные причины аварий на объектах магистральных трубопроводов:

Основной причиной аварий на действующих газопроводах за предыдущие годы является стресс–коррозия (табл.1.2). Отмечается тенденция роста аварий по этой причине.

.

Таблица 1.2 – Основные причины аварий на газопроводах.

.

Причины аварий	% от общего числа
1	2
Наружная коррозия	28,9
в т. ч. по КРН	22,5
Механические повреждения	19,0
Брак строительно–монтажных работ	21,9
в т. ч. брак сварки	13,0
Дефекты труб	11,4
Стихийные бедствия	9,5

.

2.4 Причины роста числа аварий на объектах нефтегазового профиля.

.

Переход в нашей стране к рыночным принципам хозяйствования, появление новых видов и форм собственности, резкое ухудшение на данном этапе развития материально–финансового положения большинства промышленных предприятий, значительное физическое и моральное старение оборудования и другие факторы привели в конечном итоге к значительному росту числа крупных аварий с социальными и экономическими последствиями и, в первую очередь, на объектах нефтегазового профиля.

Можно выделить основные проблемы, решение которых позволит в некоторой степени уменьшить аварийность объектов газового профиля.

Во–первых, основной упор делается на противодействие видимым (актуальным на сегодня) опасностям в ущерб деятельности по профилактике опасностей на стадии проектирования и ранних стадиях жизненного цикла объекта.

Во–вторых, происходит многократное повторение и тиражирование однотипных ЧС, по причине отсутствия механизмов учета опыта расследования инцидентов, отказов и аварий в профилактике ЧС на стадиях проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации объекта.

Кроме того, можно отметить недостаточную эффективность действующих служб мониторинга. Службы отслеживания фактической обстановки на предприятиях, как правило, ограничиваются фиксацией “физических” явлений и процессов, они не встроены в системы, обеспечивающие синтез и анализ наблюдений, принятие управленческих решений и корректировку своей деятельности.

.

3. Методика анализа риска.

.

Методология анализа и управления риском позволяет учесть, как вероятностную природу аварий, так и совокупное влияние всех факторов, которые определяют характер их развития и масштабы воздействий на человека и среду его обитания. Используя количественные показатели риска, возможно не только оценить потенциальную опасность, но и сравнить опасности различной природы.

Риск рассматривается в качестве универсального средства измерения и сравнения различных опасностей в рамках одной шкалы.

Методология анализа риска включает расчет вероятности появления нежелательного события и оценку последствий.

Анализ риска рассматривают как часть системного подхода к принятию процедур и практических мер в решении задач предупреждения или минимизации опасностей для жизни человека, ущерба имуществу и окружающей среде.

Анализ риска базируется на собранной информации и определяет меры по контролю безопасности технологической системы. Поэтому основная задача анализа риска заключается в том, чтобы обеспечить рациональное основание для принятия решений в отношении риска.

Анализ риска, или риск–анализ, – это систематическое использование имеющейся информации для выявления опасностей и оценки риска для отдельных лиц или групп населения, имущества или окружающей среды.

Здесь риск – это сочетание частоты (вероятности) и последствий определенного опасного события. Понятие риска включает два элемента: частоту, с которой осуществляется опасное событие, и последствия опасного события.

Анализ риска заключается в выявлении (идентификации) опасностей и оценке риска. Под опасностью понимается источник потенциального ущерба или вреда, или ситуация с возможностью нанесения ущерба. Идентификация опасности – процесс выявления и признания, что опасность существует, и определение ее характеристик.

Таким образом, применение понятия риск позволяет переводить опасность в разряд измеряемых категорий.

Анализ риска проводится по следующей схеме:

.

3.1 Существующие методы анализа риска.

.

Обычно выбор методов анализа риска строго не регламентируется. При выборе необходимо учитывать этап разработки системы, цели анализа, тип анализируемой системы и характер опасности, наличие ресурсов для проведения анализа и другие факторы.

Метод риск–анализа должен удовлетворять следующим требованиям: метод должен быть научно обоснован и соответствовать рассматриваемой системе; метод должен давать результаты в виде, позволяющем лучше понимать характер риска и намечать пути борьбы с этим риском; метод должен быть повторяемым и проверяемым.

.

Классификация методов анализа риска представлена на рис.2.1

   

Рисунок 2.1 – Классификация методов анализа риска.

.

Методы могут применяться изолированно или в дополнение друг к другу, причем, качественные методы могут включать количественные критерии риска (в основном, по экспертным оценкам с использованием, например, матрицы “вероятность – тяжесть последствий” ранжирования опасности).

Рассмотрим коротко эти методы.

Методы проверочного листа и “Что будет, если…?” или их комбинация относятся к группе качественных методов оценки опасности, основанных на изучении соответствия условий эксплуатации объекта или проекта действующим требованиям промышленной безопасности.

Метод “Анализ опасности и работоспособности” кроме идентификации опасностей и их ранжирования, позволяет выявить неточности в инструкциях по безопасности и способствует их дальнейшему совершенствованию.

Если для анализа отклонений от регламента лучше подходит метод “Анализ опасности и работоспособности”, то для анализа оборудования лучшим является метод “Анализ видов и последствий отказов”. Существенной чертой метода является рассмотрение каждого блока или составной части системы (элемента) на предмет того, как он стал неисправным (вид и причина отказа) и какое было бы воздействие отказа на техническую систему.

Анализ вида и последствий отказа можно расширить до количественного “Анализа видов, последствий и критичности отказов”. В этом случае каждый вид отказа ранжируется с учетом двух составляющих критичности – вероятности (частоты) и тяжести последствий отказа.

Понятие критичности близко к понятию риска и может быть использовано при более детальном количественном анализе риска аварии. Определение параметров критичности необходимо для выработки рекомендаций и приоритетности мер безопасности.

В табл.2.1 приведены рекомендуемые показатели уровня и критерии критичности по вероятности и тяжести последствий отказа. При этом необходимо выделять четыре группы, которым может быть нанесен ущерб от аварии: персонал, население, окружающая среда, материальные объекты.

.

Таблица 2.1 – Пример матрицы “Вероятность – тяжесть последствий”

.

Ожидаемая частота возникновения (1/год)		Тяжесть последствий
		Катастро–фический отказ	Критический отказ	Некри–тический отказ	Отказ с прене–брежимо малыми последствиями
1	2	3	4	5	6
Частый отказ	>1	А	А	А	С
Вероятный отказ	1–	А	А	В	С
Возможный отказ	–	А	В	В	Д
Редкий отказ	–	А	В	С	Д
Практически невероятный отказ	<	В	С	С	Д

.

Ранг А соответствует наиболее высокой (неприемлемой) степени риска объекта, требующей незамедлительных мер по обеспечению безопасности. Показатели В, С отвечают промежуточным степеням риска, а ранг Д – наиболее безопасным условиям.

Метод применяется для анализа проектов сложных технических систем или при модификации опасных производств.

Метод ранжирования опасностей и определения степени риска промышленного объекта является смешанным количественным методом, сочетающим численные методы с экспертными оценками в виде штрафов в зависимости от опасности веществ и материалов, используемых в технологических процессах. Метод применяют для оценки потенциальной опасности узлов технологического оборудования в зависимости от характера и условий протекания технологических процессов и категорирования по критериям взрыво–, пожаро–опасности и токсичности. Таким образом, метод косвенно применим для количественной оценки экологических последствий.

Крупные аварии, как правило, характеризуются комбинацией случайных событий, возникающих с различной частотой на разных стадиях возникновения и развития аварии. Для выявления причинно–следственных связей между этими событиями используют логико–графические методы анализа “Деревьев отказов” и “Деревьев событий”.

При анализе “деревьев отказов” выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, инцидентов, ошибок персонала и нерасчетных внешних воздействий, приводящих к головному событию (аварийной ситуации). Метод используется для анализа возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчета ее частоты (на основе знания частот исходных событий).

Анализ “дерева событий” – алгоритм построения последовательности событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации). Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного события на условную вероятность конечного события.

Конечным результатом оценки риска является перечень исходов для каждого рассматриваемого случая, при этом рассчитываются частота и последствия, т.е. величины ожидаемых последствий. Суммирование произведений из всех последствий определяет серьезность аварии.

Количественный анализ риска наиболее эффективен на стадии проектирования и размещения опасных объектов; при оценке безопасности объектов, имеющих однотипное оборудование (в частности, магистральные газопроводы); при необходимости получения комплексной оценки воздействия аварий на людей, материальные объекты и окружающую природную среду.

Недостатками количественного анализа риска являются невысокая точность результатов, вследствие чего использование количественных показателей (в частности, вероятности возникновения аварии) в качестве критериев безопасности для сложных производств, какими являются магистральные газопроводы, как правило, не оправдано.

Для анализа или модернизации сложных проектов (в частности, управления безопасностью магистральных газопроводов) целесообразно применять методы анализа “деревьев отказов” и “деревьев событий”.

Объекты транспорта газа относятся к организационно–ситуационным и обладают рядом свойств, отличающих их от традиционных объектов управления: уникальностью, не формализованностью описания, функциональной ситуационностью, неполнотой исходной информации. При работе с такими объектами не эффективно использовать традиционные методы управления, поэтому целесообразно применять ситуационный подход.

.

3.2 Идентификация опасностей.

.

Установлено, что расследуется и анализируется не более 20–30% от общего количества аварийных ситуаций. Кроме того, нередко допускаются неточности в классификации аварийных ситуаций, таких как “утечки” или неполадки. Поэтому возникает необходимость правильно и полно классифицировать возможные отказы линейной части магистральных газопроводов.

Отказы разделяются по нескольким критериям.

По этапам формирования: проектный, производственный, эксплуатационный.

По виду отказавшего конструктивного элемента: отказ трубных секций, сварных соединений, изоляционного покрытия, траншей, балластирующих устройств, грунтовой засыпки, ЭХЗ.

По влиянию на эффективность функционирования магистрального газопровода: полный отказ, частичный отказ.

По взаимному влиянию отказов: зависимый и независимый.

По последствиям отказов: отказ с незначительными, значительными и критическими последствиями.

Отказ линейной части магистрального газопровода наступает в основном из–за совокупного влияния, дефектов конструктивных элементов.

Регистрируемые в настоящее время отказы линейной части магистрального газопровода являются в основном отказами двух его основных конструктивных элементов – металла трубопровода или сварных соединений.

Классификация дефектов трубных секций представлена на рис.2.2.

Рисунок 2.2 – Классификация дефектов трубных секций

.

Классификация дефектов сварных швов представлена на рис.2.3.

.

Рисунок 2.3 – Классификация дефектов сварных соединений

.

Различают отказы двух принципиально разных групп:

Отказ линейной части магистрального газопровода вследствие отказа металла трубных секций или отказа сварных соединений – элементы группы А.

Отказ линейной части магистрального газопровода вследствие отказа остальных конструктивных элементов, выражающийся в потере герметичности металла трубных секций или металла сварных соединений – элементы группы Б.

Число состояний объекта, состоящего из семи конструктивных элементов, находящихся в одном из двух состояний – работоспособном и неработоспособном – равно: . Так как к отказу могут привести только такие комбинации от–казовых состояний, при которых имеет место отказ металла или сварного соединения, то количество от–казовых состояний равно

.

Значит, 31 состояние системы приводит к отказам магистрального газопровода.

От–казовое состояние регистрируется в случаях:

Причем , где – вероятность отказа из–за разрушения металла труб, – вероятность отказа из–за разрушения сварных соединений.

.

В свою очередь, , где

.

– вероятности отказа из–за прямого отказа конструктивных элементов группы А;

– вероятности отказа из–за отказов конструктивных элементов группы Б.

На основе статистических данных установлено, что

, . Следовательно, .

На основе полученных данных можно прогнозировать среднее время безотказной работы магистральных газопроводов.

Для реализации концепции принятия решения с целью воздействия на факторы риска с позиции мотивации безопасной деятельности необходимо использовать метод, обеспечивающий сравнение факторов на основе какого–либо рода экспертных оценок – метод анализа иерархий, состоящий в декомпозиции проблемы на более простые составляющие части и дальнейшей обработке последовательности суждений лиц, принимающих решение, по парным сравнениям.

Наиболее опасными с точки зрения разгерметизации магистрального газопровода являются следующие дефекты: трещина и технологическая трещина в металле трубы.

.

3.3 Оценка риска: анализ частоты аварий.

.

Оценка риска – это процесс, используемый для определения степени риска анализируемой опасности для здоровья человека, имущества или окружающей среды. Понятие “степень риска” идентично понятию “риск”.

Под приемлемым уровнем риска понимается риск, уровень которого допустим и обоснован, исходя из экономических и социальных факторов. Риск эксплуатации потенциально опасного объекта будет являться приемлемым в том случае, если его величина настолько незначительна, что ради выгоды, получаемой от эксплуатации объекта, общество готово пойти на этот риск.

Оценка риска включает в себя анализ частоты и анализ последствий.

Для оценки риска возникновения аварии на магистральном газопроводе, заключающейся в потере герметичности стенок трубы и сварных соединений, используется метод построения и анализа дерева неполадок и дерева событий.

Графическая форма дерева неполадок, используемого для анализа причин разгерметизации магистрального газопровода, представлена в приложении.

Вершиной данного дерева является нежелательное событие – разгерметизация газопровода. Последовательность событий, которые приводят к нежелательному событию в вершине, образуют ветви дерева: дефекты газопровода, ошибки проведения технической диагностики, механизмы и нагружения. Промежуточные события обозначены прямоугольниками, постулируемые исходные события–предпосылки показаны кругами с цифрами (их наименования и нумерация приведены в табл.2.2). Для придания дереву неполадок большей информативности определяются вероятности появления различных событий.

Для связи между событиями в “узлах” деревьев используются знаки “И” и “ИЛИ”. Логический знак “И” означает, что вышестоящее событие возникает при одновременном наступлении нижестоящих событий (соответствует перемножению вероятностей для оценки вероятности вышестоящего события).

Знак “ИЛИ” означает, что вышестоящее событие может произойти вследствие возникновения одного из нижестоящих событий. Например, нарушение свойств металла труб и сваршвов может произойти вследствие либо механического, либо технологического нарушения.

По результатам численного анализа дерева неполадок могут быть выработаны различные рекомендации вариантов решений, на основе которых осуществляется управление процессом.

Дерево неполадок дает ясное представление о взаимосвязях внутри системы и о том, каким образом и по каким причинам возникают различные нежелательные события, которые могут повлиять на потерю герметичности магистрального газопровода.

.

Таблица 2.2 – Исходные события “Дерева отказов”

.

№	Наименование события–предпосылки	Вероятность события
1	Ошибки при проведении тех. диагностики	0,0000004
2	Наклеп	0,000002
3	Пластическая деформация	0,0000014
4	Риски	0,0000001
5	Задиры	0,0000002
6	Вмятины	0,0000014
7	Царапины	0,000079
8	Плены	0,000002
9	Расслоения	0,000003
10	Ликвация	0,0000001
11	Полос–чатость	0,00000001
12	Неметаллические включения	0,00000001
13	Натеки	0,000001
14	Кратеры	0,000001
15	Подрезы	0,000001
16	Протеки	0,000002
17	Трещины	0,000002
18	Прожоги	0,0000024
19	Поры	0,000002
20	Не провары корня шва	0,000003
21	Неметаллические включения	0,000005
22	Прочность	0,000001
23	Вязкость	0,00000001
24	Полосчатость	0,0000001
25	Сопротивление зарождению трещин	0,000004
26	Свариваемость	0,0000002
27	Способность к пластич. деформации	0,0000001
28	Механические разрушения	0,000001
29	Коррозия	0,000001
30	Действие блуждающих токов	0,0000001
31	Механические воздействия	0,000002
32	Воздействия окружающей среды	0,000003
33	Внутреннее давление	0,000012
34	Давление грунта	0,000002
35	Температурные воздействия	0,000001
36	Упругий изгиб	0,000004
37	Блуждающие токи	0,000002

.

На рисунке 2.4 представлено дерево событий для ситуации “выброс газа”.

.

.

Рисунок 2.4 – Дерево событий для ситуации “выброс газа”

.

Конструирование дерева событий происходит аналогично конструированию дерева неполадок. Оно начинается с определения инициирующего события. Каждая ветвь дерева событий представляет собой отдельный результат последовательности событий.

Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного события на вероятность последующего. При этом сумма вероятностей событий, следующих из каждой точки разветвления дерева событий, равна единице (что, по существу, означает полноту описания возможных сценариев развития аварийной ситуации).

Оценку вероятности событий проводят с использованием статистических данных или расчетными методами. При отсутствии статистических данных для вероятности мгновенного воспламенения истекающего продукта допускается принимать значение 0,05. Статистические вероятности различных сценариев развития аварий с выбросом горючего вещества приведены в таблице 2.3

.

Таблица 2.3 – Статистические вероятности сценариев развития аварий

.

Сценарий аварии	Вероятность
Факел	0,0574
Огненный шар	0,7039
Горение пролива	0,0287
Сгорание облака	0,1689
Взрыв облака	0,1190
Без горения	0,0292

.

Также по статистике степень аварийности трубопроводного транспорта . В 90% случаев происходит выброс содержимого через отверстие 1 дм в стенке трубопровода до тех пор, пока утечка не будет остановлена, в 10% случаев – полный разрыв трубопровода.

.

3.4 Оценка риска: анализ возможных последствий аварий.

.

Анализ последствий включает оценку воздействий опасных факторов на людей, имущество или окружающую среду.

Так как авария на опасных промышленных объектах может быть отнесена к случайным явлениям, то мера опасности может быть оценена при анализе случайных величин ущербов от аварии. Так, при рассмотрении события “отказ технического устройства” в теории надежности оперируют в основном дискретной характеристической случайной величиной X, которая равна 1, если за определенное время отказ происходит, и равна 0, если не происходит.

События, связанные с крупными нежелательными последствиями в сложных системах, анализируют, рассматривая случайную величину потерь (ущербов) от аварии при эксплуатации опасных промышленных объектов – Y0.

Количественные показатели риска аварии (индивидуальный, коллективный и социальный риски, ожидаемый ущерб) представляют собой характеристики случайной величины аварийных потерь Y. Определение “потенциальный территориальный риск” характеризует случайное событие – возникновение в определенной точке территории факторов аварии, достаточных для смертельного поражения человека. Этот риск определяется дискретной характеристической величиной D, равной 1, если за определенное время такое событие происходит, или равной 0, если не происходит.

Потери Y разделяют на материальные G (непрерывная случайная величина) и людские N (дискретная случайная величина).

В практике анализа риска аварии чаще оперируют не с вероятностями, а со средними интенсивностями (частотами) нежелательных событий за определенное время.

Если рассматривать происходящие аварии как стационарный пуассоновский поток событий, то связь между вероятностью события А за время t и его интенсивностью такова:

.

Рассмотрим дискретную случайную величину людских потерь N при аварии на магистральном газопроводе с возможными значениями . Каждое из этих значений N может принять с некоторой вероятностью . Описание дискретной случайной величины N считается полным с точки зрения теории вероятностей, если установлен закон распределения случайной величины, который представляется в виде ряда распределения.

.

Таблица 2.4 – Ряд распределения дискретной случайной величины N.

.

	0			…		…
				…		…

.

Причем

,

– вероятность безаварийной эксплуатации опасного промышленного объекта.

Чтобы придать ряду распределения более наглядный вид прибегают к его графическому изображению – строят многоугольник распределения.

Для непрерывной случайной величины ряд распределения построить нельзя, поэтому воспользуемся другой характеристикой случайной величины потерь:

.

Ее называют F/N–кривой (диаграммой) или F/G–кривой. Это классическая функция распределения потерь, построенная в координатах , так как .

Вероятность попадания случайной величины на заданный участок.

: .

В частном случае, значение функции F/N при n=1 чел. Равно вероятности несчастного случая со смертельным исходом, связанного с аварией на магистральном газопроводе.

Одна из основных целей оценки риска аварии – получение достоверных количественных показателей, пригодных для эффективного управления процессом обеспечения промышленной безопасности на опасных промышленных объектах. Оперирование неоднозначными исходными данными дает такие же неоднозначные практические рекомендации и результаты управления.

Для более удобного построения F/N–кривых выражение представим в развернутом виде:

.

.

Для непрерывной случайной величины материальных потерь при аварии G может быть определена функция плотности распределения:

.

Математическое ожидание дискретной случайной величины N (коллективный риск) определяется:

.

Если ввести в рассмотрение случайную величину числа рискующих попасть в аварию U, то общее выражение для среднего по группе рискующих индивидуального риска :

.

,

где – корреляционный момент случайных величин N и 1/U. В частном случае при U=const

,

где u – общее число рискующих людей.

Математическое ожидание непрерывной случайной величины G (ожидаемый ущерб) определяется:

.

В терминах теории вероятностей основные показатели, используемые при анализе риска аварии на опасном промышленном объекте представлены в таблице 2.5.

.

.

Таблица 2.5

.

Показатель риска аварии	Случайная величина	Тип	Показатель риска в терминах теории вероятностей	Формула, описание
1	2	3	4	5
Технический риск	Есть–нет отказ X	Дискретная характери–стическая	Вероятность отказа с определенными последствиями, который произойдет за некоторый отрезок времени	– вероятность того, что X=1
Потенциальный территориальный риск	Есть–нет факторы смертельного поражения D	То же	Вероятность возникновения за определенное время в некоторой точке пространства факторов смертельного поражения	– вероятность того, что D=1
Социальный риск (F/N–кривая)	Людские потери при аварии N	Дискретная	Интегральная функция распределения людских потерь
Полное описание сценариев аварии с гибелью людей	То же	То же	Ряд распределения N (графически – многоугольник распределения)	См. табл.2.4
Коллективный риск ()	–	–	Математическое ожидание N
Таблица 2.5 (окончание)
1	2	3	4	5
Индивидуальный риск ()	Людские потери при аварии N и число рискующих U	Дискретные	Математическое ожидание N и U
Риск материальных потерь (F/G–кривая)	Материальные потери при аварии G	Непрерывная	Интегральная функция распределения материальных потерь
сценариев аварии с	.	.	(графически – кривая	.
материальными потерями	.	.	распределения)	.
Ожидаемый ущерб	–	–	Математическое ожидание G
Наиболее вероятный ущерб	–	–	Мода G	при
Полный ожидаемый вред (ущерб) от аварии	Людские и материальные потери при аварии N, G	Смешанная	Сумма математических ожиданий N и G	где H – стоимостная оценка человеческой жизни

.

4. Ситуационный подход к управлению безопасностью потенциально опасных производственных объектов.

4.1 Принципы ситуационного управления.

.

Под ситуационным управлением понимают управление, основанное на выявлении проблемных ситуаций и выполнении различных преобразований имеющейся информации в управленческие решения, приводящие к их разрешению.

Под ситуацией в общем случае понимается сочетание условий и обстоятельств, создающих определенную обстановку, положение.

При исследовании организационно–технических систем управления выделяют такие понятия, как состояние, ситуация и событие (воздействие).

Под состоянием понимают систематически наблюдаемое свойство, качество, значение определенных параметров, определяющих характеристики структуры управления.

Под ситуацией подразумевают реализованные или ожидаемые предыстории состояний за некоторый интервал времени (прогнозируемые состояния).

Предыстории могут отражать прошлое, настоящее или будущее состояние. При описании ситуаций обязательным элементом является описание и самого объекта, и системы управления с внешней средой.

Под событием понимают воздействие, оказываемое на структуру управления (объект управления) извне или изнутри. Объект управления функционирует в определенной среде.

Текущей ситуацией на объекте управления называют совокупность всех сведений о структуре объекта управления и его функционировании в данный момент времени. Обозначим текущие ситуации через .

Полной ситуацией называют совокупность, состоящую из текущей ситуации, знаний о состоянии системы управления в данный момент и знаний о технологии управления. Полные ситуации обозначим через .

При исследовании объекта управления обычно выделяют типовые (штатные) ситуации, соответствующие предусмотренным целям системы управления и не требующие вмешательства извне. Наряду с ними выделяют проблемные (критические, опасные) ситуации, когда определенные параметры приближаются к выходу за пределы допустимых значений и вызывают негативное воздействие на состояние объекта управления.

Исследование проблемных ситуаций и их разрешение составляют содержание ситуационного управления.

Ситуационный подход реализует требования системного подхода по конкретной реализации методов и концепций в конкретных ситуациях, по которым принимается решение. Данный подход является противопоставлением концепциям классической теории управления, основным тезисом которых являлось соответствие рациональным “принципам управления”. Ситуационный подход ориентирован на тщательное изучение конкретных условий – ситуаций в управлении и гибкой адаптации организационно–управленческих форм и методов к специфике этих ситуаций. Ситуационный подход ориентирован на рассмотрение категорий “неопределенностей” при принятии решений по слабоструктурированным проблемам.

Сущность концепции ситуационного управления сводится к следующему: каждому типу конкретной ситуации должна соответствовать своя последовательность процедуры управления (сценарий) со своими критериями и методами принятия решения, предоставляющая возможность адаптации структуры управления к динамически меняющимся условиям функционирования системы управления и внешней среды.

В методе ситуационного управления обеспечивается построение модели объекта управления, построение процедуры управления им и поиск целесообразных решений по управлению им. Указанные особенности обеспечивают применимость этого метода, когда сложность объекта управления не позволяет строить его формальную математическую модель и ставить задачу управления в традиционном духе.

.

4.2 Функции и структура системы ситуационного управления.

.

Метод ситуационного управления базируется на следующей гипотезе: множество всех возможных полных ситуаций значительно мощнее, чем соответствующее ему множество принимаемых решений, т.е. .

В качестве примера можно привести задачу управления автомобилем. Число возможных дорожных ситуаций – очень велико, а принимаемых решений по управлению мало (ускорение, торможение, поворот руля влево или вправо).

Если множество полных ситуаций разбить на подмножества, каждому из которых можно поставить в соответствие единственное типовое решение, то задача управления, грубо говоря, сведется лишь к классификации поступающих на вход системы внешних ситуаций. Эта идея реализуется в рамках метода ситуационного управления, для чего разработан специальный язык представления и обработки описаний полных ситуаций.

Любая ситуация характеризуется набором признаков. Пусть

– значения набора признаков. Среди компонент

могут быть количественные, качественные и классификационные признаки.

Классификационные признаки отражают проявление некоторых свойств, позволяющих разбить совокупность свойств на классы

,

где – номер класса, к которому принадлежит свойство .

Анализ ситуации в соответствии с классификационными признаками позволяет построить модель принятия решения в той или иной ситуации.

На рисунке 3.1 приведена блок–схема традиционной системы ситуационного управления. Основой управления здесь является семиотическая (знаковая) модель, строящаяся в виде сети, где узлами являются внутренне непротиворечивые формальные модели, а переходы между узлами задаются правилами преобразования параметров формальных моделей –корреляционными или логико–трансформационными правилами (ЛТП). Построение семиотической модели осуществляется на языке ситуационного управления, представляющем собой достаточно сложное по структуре подмножество естественного языка.

Рисунок 3.1 – Структура системы ситуационного управления.

.

Здесь Анализатор по описанию текущей ситуации принимает решение о необходимости (или отсутствии таковой) применения какого–либо управления.

Если управление необходимо, в действие вступает Классификатор, который должен отнести текущую ситуацию к одному или нескольким классам, соответствующим некоторому одношаговому управлению. Решение Классификатора передается Коррелятору, где хранятся все ЛТП. Если Коррелятору удается выбрать единственное ЛТП, то на объект выдается связанное с этим правилом управление; в противном случае подключается Экстраполятор, предназначенный для выбора управления путем экстраполяции и сравнения последствий всех альтернативных воздействий.

Таким образом, в общей схеме ситуационного управления Коррелятор, Классификатор и Экстраполятор совместно решают следующую задачу: перечисленные блоки позволяют формировать последовательность решений, с помощью которой можно перевести текущую ситуацию в некоторую целевую.

В силу конечности числа различных воздействий все множество возможных полных ситуаций распадается на классов, каждому из которых будет соответствовать одно из возможных воздействий на объект управления. То есть должны существовать такие процедуры (процедуры классификации), которые позволили бы классифицировать полные ситуации так, чтобы из них можно было образовать столько классов, сколько различных одношаговых решений есть в распоряжении системы управления.

Между описанием ситуаций на естественном языке и внутренними представлениями информации о них в управляющей системе существует явный разрыв. Поэтому требуется преобразовывать словесные описания во внутреннее представление. Для этого необходимо получать специфическую информацию, связанную с функционированием Анализатора. Его задача состоит в классификации поступившей информации в соответствии с теми задачами, которые должна решать система управления. Эти задачи могут быть трех типов: пополнение системы новой информацией об объекте управления или способах управления, формирование ответа на некоторый запрос на основе информации, хранящейся в системе, поиск решения в ситуации, описание которой поступило в систему. Разделение этих задач на три класса нужно производить при преобразовании входного текста во внутреннее представление. Поэтому Анализатор можно рассматривать как составную часть лингвистического процессора.

На рисунке 3.2 представлена традиционная структура лингвистического процессора, в котором анализ поступившего на вход текста идет по предложениям в порядке их поступления.

Рисунок 3.2 – Структура лингвистического процессора

.

Обратимся вновь к структуре системы ситуационного управления, представленной на рис.3.1

Центральной ее частью является Классификатор. С его помощью решается основная задача – получение классов ситуаций, каждый из которых однозначно или с определенными приоритетами соответствует тем или иным решениям по управлению. Очевидна важность роли процесса обобщения описаний и их классификации.

Первая особенность задач формирования понятий и классификации в ситуационном управлении – поиск прагматических признаков классификации, способных обеспечить нахождение таких обобщенных описаний ситуаций, которые позволяли бы успешно решать задачу поиска решения по управлению объектом. Именно признаки выступают в качестве параметров, на основании которых происходит выделение обобщенных понятий и строится та или иная классификация.

Вторая особенность задачи формирования понятий и обобщения ситуаций в рассматриваемой области – наличие процедур обобщения, основанных на структуре отношений, присутствующей в описании ситуаций.

Наконец, третья особенность обсуждаемых процедур, характерных для всех систем, работающих со знаниями, – возможность работы с именами, присваиваемыми отдельным понятиям и ситуациям.

Общая постановка задачи обобщения понятий и классификации имеет в данном случае следующий вид.

На множестве конкретных ситуаций найти такое разбиение их на классы, при котором каждый класс имел бы в рамках данной модели управления некоторую “разумную” интерпретацию процесса управления ситуацией. На множестве полных ситуаций необходимо выделить такое множество классов , что каждый из них допускал бы “разумную” интерпретацию для процедуры поиска решения по управлению объектом. В частности, классификация по некоторому основанию должна быть согласована с классификацией на множестве воздействий (управлений) .

Множество всех текущих ситуаций на магистральном газопроводе можно отнести к трем основным классам: безаварийная эксплуатация, предаварийное состояние, авария.

В процессе функционирования системы ситуационного управления работа по формированию классов ситуаций и уточнению ранее сформированных классов происходит постоянно, так как обучающая выборка может не исчерпывать всего богатства возможных ситуаций, складывающихся на объекте управления.

Обобщение может происходить на многих этапах, и поэтому исходные описания ситуаций и обобщенные их описания образуют иерархическую структуру, в каждом слое которой находятся описания, полученные из исходных с помощью тех или иных процедур обобщения. Если исходные описания принять за нулевой уровень, то на первом уровне будут находиться описания, полученные непосредственно из описаний ситуаций, лежащих на нулевом уровне. На второй уровень попадут описания, которые возникнут за счет применения процедур обобщения к описаниям первого уровня и т.д. Возникает как бы “слоеный пирог”. Ситуации на всех уровнях соответствуют некоторым решениям по управлению. В идеале на самом верхнем уровне системы классификации возникают описания, каждому из которых соответствует определенное решение по управлению.

Когда Классификатор сформирован, то его работа заключается в следующем.

Если на вход системы управления поступает некоторая конкретная ситуация, то она обогащается за счет работы процедур пополнения описаний ситуаций и поступает на нулевой уровень “слоеного пирога”. С помощью вертикальных связей она обобщается до наивысшего возможного уровня. Если на этом уровне ей соответствует решение по управлению, то оно поступает из Классификатора в Коррелятор. Если же при невозможности дальнейшего обобщения данному уровню не соответствует никакого решения, то Классификатор переходит в стадию обучения.

Функциональная структура Классификатора представлена на рис.3.3.

Рисунок 3.3 – Схема функциональной структуры Классификатора.

.

Как отмечалось ранее, планировщики формируют последовательность решений, с помощью которой можно перевести текущую ситуацию в некоторую целевую. Планировщики сначала формируют план, затем проверяют его выполнимость и эффективность, отбирают среди сформированных наилучший план, начинают его выполнение и при необходимости корректируют план при поступлении дополнительной информации от объекта управления и окружающей среды.

В данной работе используется планирование по состояниям. Понятие состояния складывается из состояния объекта управления и состояния окружающей среды. Построение плана происходит в пространстве состояний таким образом, что каждое одношаговое решение по управлению переводит систему из одного состояния в другое. План представляется в этом случае некоторой траекторией в пространстве состояний.

Задачу планирования по состояниям можно описать некоторой моделью, представленной на рис.3.4.

Рисунок 3.4 – Сеть вывода управляющего решения.

.

При планировании в пространстве состояний необходимо найти путь, ведущий из начальной вершины (1) в какую–нибудь из вершин, символизирующих целевые ситуации или конечные состояния (9, 10 или 11). Таким образом, все разветвления в вершинах считаются альтернативными. Надо выбрать одно (любое) продолжение движения.

Совокупность дедуктивного вывода, описание модели функционирования магистрального газопровода, связанных с ней программных модулей и закономерностей функционирования магистрального газопровода вместе с процедурами их проверки образуют интеллектуальный пакет прикладных программ. В виде такого пакета в данном случае выступает Коррелятор. Его основная компонента – набор логико–трансформационных правил вида:

, где

– описание фрагмента текущей ситуации, наличие которого определяет применимость логико–трансформационного правила;

– описание преобразуемого фрагмента;

– результирующее описание нового фрагмента описания.

Если рассматривать , и как дескрипторы, а как некоторый спецификатор, то легко установить соответствие между функциональными моделями и набором логико–трансформационных правил, хранящихся в базе знаний.

В задаче управления безопасностью магистральных газопроводов переходы между состояниями в пространстве состояний не детерминированы, что отражает неполноту знаний о возможностях таких переходов. В этом случае дуги сети, на которой производится планирование, взвешиваются значениями функции принадлежности.

В идеале необходимо получить прогноз развития событий на уровне описания тех ситуаций, которые могут возникнуть в будущем. То есть необходимо получить экстраполяцию в виде перевернутого дерева, показанного на рис.3.5 Его корень соответствует ситуации на объекте в данный момент времени. Если в качестве решения планируется , то последующие ярусы дерева показывают те ситуации, в которые может попасть объект в результате реализации именно данного решения. Ветвление дерева соответствует той неопределенности, с которой можно представить процесс развертывания событий. Около каждой ситуации, лежащей на концевых ветвях дерева, проставлены оценки , характеризующие возможность такого исхода.

.

Рисунок 3.5 – Дерево экстраполяции управленческих решений.

Если в исходной ситуации кроме решения можно использовать некоторые другие решения, то для всех них строится имитационный процесс, порождающий свое дерево такого же типа, как на рис.3.5 Далее по некоторому решающему правилу оцениваются полученные в результате моделирования оценки и выбирается то решение , для которого решающее правило дает наилучший результат.

Особенность описанного метода состоит в том, что при моделировании каждый раз имеется описание получаемой ситуации, а, значит, ее можно классифицировать с помощью Классификатора и оценивать ее конфликтность или не конфликтность для управления объектом.

.

.

Утверждено Учредителем Компании «ГазТрансНефть» С.И.Шабулдаев

.