автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Разработка методов анализа риска эксплуатации магистральных трубопроводов

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (В Н И И Г А 3)

На правах рукописи УДК 622.691.4.004

ОВЧАРОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА РИСКА ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Специальность 05.15.13 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1997

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательской институте природных'газов и газовых технологий (ВНИИГАЗ)

Научный руководитель: - кандидат технических наук, вед.н.с. Сафонов B.C.

Официальные оппоненты:

диссерт........... , ге диссертаций на соискание

ученой степени доктора технических наук при Всероссийском., научно-исследовательском институте природных газов и".газовых технологий (ВНИИГАЗ.) по адресу:142717, Московская1область, Ленинский район,пос.Развилка, ВНИИГАЗ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИГАЗа.

- доктор технических наук, профессор Максимов В. М.

- кандидат технических наук, вед.н.с. Белов Н, С.

Ведущее предприятие: ДП ВНИПИГАЗДОБЫЧА

Защита

часов 30 минут на заседании

Ав! реферат разослан1

___ 1997 г

Ученый секретарь диссертационного совета, к. т.н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы, 8' последние годы в России на фоне сохраняющегося высокого уровня аварийности в промышленности с тяжелыми,как правило.экономическими и сойиально-Экологическими последствиями наблюдается'Значительный рост интереса к проблеме безопасности,обусловленный серьезной обеспокоенностью общества положением дел в этой сфере. В условиях ограниченных материальных ресурсов стратегия и тактика обеспечения безопасности должны строиться по оптимальной схеме,предусматривающей направление средств и усилий прежде всего на те участки, где больше потенциал опасности и выше вероятность его реализации, при этом затраты на безопасность должны быть адекватны этому потенциалу. Осуществление такой стратегии требует освоения совершенно новых подходов к анализу показателей безопасности промышленных объектов, вскрывающих внутренние механизмы аварийности и возникновения ущерба. Наиболее четкие ориентиры для решения этой задачи дает методология промышленного риска, получившая широкое распространение за рубежом и поедяагающая.для оценки безопасности новый количественный критерий - риск, объединяющий вероятность и последствия потенциальных аварий.

В 1995 году принято постановление правительства "О декларации безопасности промышленного объекта Российской Федерации", во исполнение которого Госгортехнадзором и МЧС определен порядок разработки декларации., предусматривающий в качестве одного из основных этапов проведение "анализа риска эксплуатации промобъекта".Однако необходимая для этого методическая база на сегодня не создана, и поэтому перед газовой промышленностью (ГП) стоит задача скорейшей разработки и внедрения методов анализа риска в отечественную практику проектирования и эксплуатации технологических обьектоа ГП

Среди характерных объектов ГП особого внимания с точки зрения безопасности заслуживают магистральные трубопроводы (МТ), на которые приходится не только основная часть материальных и финансовых ресурсов отрасли, но и 8590% аварий, происходящих на предприятиях РАО "Газпром". Причем с увеличением доли газопроводов больших диаметров, работающих под высоким давлением, и трубопроводов, транспортирующих нестабильные жидкости, последствия аварий для человека и окружающей среды (ОС) становятся все более тяжелыми.

На современном этапе развития отрасли решение проблемы повышения безопасности МТ невозможно без создания новых методов анализа, базирующихся на методологии промышленного риска, с учетом специфики МТ и сложных механизмов возникновения и развития аварий на них под влиянием множества факторов. Та-

ким образом, разработка методических подходов к анализу риска, обусловленного эксплуатацией МТ, является актуальной научно-технической задачей.

Целью диссертационной работы является разработка комплекса научно-обоснованных методов анализа социального риска,связанного с эксплуатацией линейной части магистральных газопроводоз(МГ) и конденсатопродуктопроводов(МКП).

Основные задачи работы:

10боснование общей последовательности анализа риска эксплуатации МТ;

2)Анализ и систематизация статистических данных по авариям на МТ;

3)Исследование логики возникновения и развития аварий на МТ; выявление характерных сценариев аварий на МГ и МКП и определение факторов, влияющих на вероятность реализации различных сценариев и их конкретных вариантов;

4)Разработка методических подходов к оценке локальных интенсивностей аварий на различных участках трасс МТ;

5)Обоснование масштабов распространения поражающих факторов аварий на МТ при различных сценариях их развития;

6)Выявление специфики негативного воздействия на человека и ОС поражающих факторов аварий на МТ, а также - количественных корреляций между дозой воздействия и вероятностью поражения;

7)Разработка методики расчета территориального распределения риска для населения, проживающего в полосе прохождения трассы МТ, с учетом технологической специфики трубопровода и влияния местных факторов различной природы на развитие аварии и масштабы ее негативного воздействия.

Основные защищаемые положения:

10пределение показателей риска МТ должно проводиться только на основе комплексного подхода, включающего анализ всех этапов развития аварийного процесса с учетом вероятностного характера возникновения аварии, распространения ее поражающих факторов и их негативного воздействия на человека и ОС. 6 диссертации предложен общий алгоритм анализа социального риска эксплуатации МТ, реализующий указанный подход. 2)При определении вероятности возникновения аварии на МТ, как одной из составляющих риска, необходимо учитывать локальный характер проявления аварийности и дифференцированно оценивать влияние на вероятность разгерметизации трубопровода различных факторов (технологических, природных, ант-

ропогенных), меняющихся по трассе МТ. Автором разработана методика оценки локальной интенсивности аварий на участке МТ. учитывающая изменение по трассе доля и степени влияния указанных факторов на вероятность разрушения МТ.

3)Риск в точке территории,прилегающей к МТ, существенно зависит от размеров и конфигурации зон негативного воздействия аварии, вероятностей "захвата" ими исследуемой точки и вида функции поражения "доза-эффект", определяемых конкретными комбинациями значений местных влияющих факторов (технологических, инженерно-геологических, метеорологических, антропогенных) и статистическими вероятностями их реализации. С использованием сценарного подхода и приемов логико-вероятностного анализа в работе предложены методы расчета вероятностей "захвата" произвольной точки территории зонами воздействия и вероятностей поражения в ней при различных физических проявлениях аварий для точечного и линейного источников опасности.

4)На основе вышеназванных методов автором разработаны методика и алгоритм расчета территориального распределения индивидуального и интегрального рисков для населения в полосе прохождения трасс МТ с привязкой к реальному ситуационному плану анализируемой местности и учетом пространственно-временного распределения потенциальных реципиентов на ней.

Научная новизна диссертационной работы:

1)Предложен общий алгоритм расчета показателей риска МТ, транспортирующих углеводородные газы и жидкости, реализующий комплексный подход к анализу безопасности зксплутации МТ.

2)Разработана методика оценки локальной интенсивности аварий по трассе МТ.в рамках которой осуществляется дифференцированный подход к определению влияния на вероятность разгерметизации трубопровода технологических, природных и антропогенных факторов с учетом их локального проявления.

3)С использованием приемов логико-вероятностного анализа разработаны методы расчета вероятностей "захвата" произвольной точки территории зонами воздействия поражающих факторов и вероятностей возникновения ущерба (поражения) а ней при различных физических проявлениях аварий как для точечного, так и для протяженного линейного источника опасности.

4)Разработана методика расчета территориального распределения индивидуального и интегрального рисков для населения в полосе прохождения трасс МТ на

реальной картографической основе с уметом пространственно-временного распределения потенциальных реципиентов на анализируемой территории.

Практическая ценность и реализация работы. Результаты работы могут служить в качестве методической базы при обосновании показателей безопасности МТ как на стадии их проектирования, так и в процессе эксплуатации, Разработанные методы позволяют проранжировать участки МТ по степени опасности, получить территориальное распредэление вероятности и масштаба потенциального ущерба от возможных аварий' на них, создавая тем самым основу для разработки деклараций безопасности НТ, наиболее адекватного распределения ограниченных средств на мероприятия по снижению риска и, в конечном итоге, - для существенного повышения уровня безопасности трубопроводов.

Предложенные в диссертации методические подходы использовались при анализе риска ряда действующих, строящихся и проектируемых МТ, таких как: система газопроводов "Ямал-Центр", продуктопровод "Миннибаево-Казань", система лродуктопроводов ШФЛУ из района г.Сургута, а также при анализе риска соединительных и промысловых трубопроводов Астраханского, Оренбургского и Бованенковского ГКН. Ряд положений диссертации использован при разработке разделов 3-гб "Отраслевого руководства по анализу и управлению риском, связанным с техногенным воздействием на человека и окружающую среду при сооружении и эксплуатации объектов добычи, транспорта, хранения и переработки углеводородного сырья с целью повышения их надежности и безопасности", утвержденного РАО "Газпром" и рекомендованного в качестве научного пособия по расчету риска для проектных институтов и промышленных предприятий отрасли.

Апробация работы.Основные положения и результаты работы докладывались на Международном семинаре по анализу риска, 8НИИГАЗ-АМ0К0 (Москва, 1994); Международном симпозиуме по оценке химического риска (Москва,1994); Международной конференции "Безопасность крупных городов" (Москва, 1996); на семинаре "Развитие научно-технического творчества молодежи предприятий, организаций, научно-исследовательских институтов топливно-энергетического комплекса и Студентов высших и средних учебных заведений, готовящих специалистов отрасли" (Москва, 1995г).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6-ти печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и библиографии, насчитывающей 171 наименование. Работа изложена на 344 страницах машинописного текста и содержит 87 рисунков и 99 таблиц.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность работы, формулируются ее цель и основные задачи, перечисляются положения, отражающие научную новизну и практическую значимость диссертации.

В пераой главе обсуждаются основные особенности МТ, как потенциальных источников опасности, проводится обзор современных достижений в области анализа их безопасности с использованием методологии риска, обосновывается и описывается последовательность расчета показателей риска эксплуатации МТ.

МТ, в отличие от других технологических объектов ГП, характеризуются большей уязвимостью от природных и антропогенных негативных воздействий; высокой производительностью и значительной протяженностью (объемом) отдельных секций, объективно обуславливающих в случае аварии выброс больших количеств взрыволожароопасных и/или токсичных веществ; многообразием сценариев развития аварий под влиянием множества факторов различной природы.Важнейшей особенностью МТ является линейная макрогеометрия , предопределяющая :

а)изменеиие по трассе значений природных, антропогенных, технологических, Эксплуатационных факторов,влияющих на интенсивность аварий (X.), характер (сценарий) их развития (П) и масштабы последствий (У), что обуславливает зависимость этих параметров от линейной координата "х" точки трассы:

Х-Ф,(х), П=Ф2(х) , V =Ф3(х) ; (1)

б) непредсказуемость местоположения потенциального разрыва МТ относительно анализируемой точки территории.

Учитывая указанные особенности, комплекс методов анализа безопасности НТ целесообразно строить на основе принципов классической методологии промышленного риска, наиболее последовательно отражающей случайную природу аварийных процессов и их последствий для человека и ОС.

Большой вклад в становление методологии риска как прикладной науки внесли такие известные зарубежные организации, как ЮЬетЕ, Н&ЭЕ, ТНО, А!СПЕ и др. В нашей стране развитие этого научного направления связано с именами В.А.Легасова, И.И.Кузьмина,Н.А.Махутова,А.А.Швыряева, Г.Э.Одишарии, В.С.Сафонова, А.Н-Черноплекова и других ученых.

За последние 15 лет методы анализа риска стали находить широкое применение в трубопроводном транспорте опасных веществ. К настоящему моменту на Западе разработан ряд соответствующих руководств и программных продуктов, в частности, такими известными компаниями как British Ças, Amoco, Gaz oe France, Rurhgas, SNAM и др. Большинство зарубежных методик строится по схеме: оценка частоты -> оценка последствий -> оценка индивидуального и

коллективного рисков и использует,как правило, упрощенные аналитические

с

решения задач аварийного истечения и эмпирические модели распространения поражающих факторов в ОС ("Желтая книга" голландской фирмы TN0).

Кроме методов расчета абсолютного риска за рубежом создан 'ряд руководств по анализу относительного риска эксплуатации МТ. Наиболее известна методика Dow Chemical (W.K.Muhlbauer),представляющая собой экспертную ин~ дексно-балльную систему оценки безопасности участков МТ. Аналогичные разработки на основе западных подходов существуют и °в России (Аргасов Ю.Н., Велиюлин И. И.,Семякин Б.Н.).

В большинстве отечественных разработок в области .анализа безопасности объектов ГП (в том числе и МТ),в частности, методиках ГАНГа им. И.М.Губкина (В.М. Максимов и др. ), ГГО им. Воейкова (М.Е.Берлянд и др.) акцент смещен на математическое моделирование физических процессов развития, аварий и их последствий, а вопросы логико-вероятностного анализа, расчета и построения полей риска остаются е тени. Лишь в отдельных работах (Е.Е.Лимар, Ф.А.Нес-зихский) эти аспекты рассматриваются, но при этом не учитывается ряд прин-цтиалвных моментов, как-то: изменение интенсивности аварий вдоль трассы; случайный характер 'захвата" рассматриваемой точки территории зоной воздействия поражающих факторов; вероятностный характер функции поражения "токсодоза-эффект" Кроме того,отсутствует логическое завершение анализа -построение полей риска.

Таким образом, в отечественной ГП пока не реализован комплексный подход к анализу безопасности МТ. учитывающий специфику линейных источников опасности, многообразие и вероятностный характер сценариев развития аварий и их последствий.С другой стороны, отсутствие в открытой печати детального описания моделей и процедур,лежащих в основе зарубежных методик, не позволяет использовать их с полным доверием для анализа риска конкретных трубопроводов. Все вместе взятое обуславливает необходимость разработки собственного методического инструмента анализа риска МТ.чему и посвящена настоящая работа.

С учетом особенностей линейных источников опасности, логики реализации ущерба от аварий на МТ и опыта методических разработок в области анализа безопасности технологических объектов в работе предложена следующая поэтапная схема расчета показателей риска эксплуатации МТ:

№ Содержание этапа

1 Определение цепи и глубины анализа риска МТ

2 Анализ технологической специфики ИТ. Выявление природы опасностей, связанных с эксплуатацией МТ

3 Определение спектра нарушений герметичности М1, рассматриваемых в качестве аварий

4 Определение средней интенсивности (Х^ ) аварий на ИТ данного типа

5 Оценка локальной интенсивности аварий на различных участках трассы МТ путем корректировки \0с уметом влияния на X природных, антропогенных, технологшеских и эксплуатационных факторов

6 Анализ логики развития аварии на различных участках тргссы МТ с учетом конкретных значений факторов, влияющих на вероятность реализации тех или иных исходов (физических проявлений) аварии и вариантов ее исходов

{ Оценка интенсивности, продолжительности и общих обьемоа поступления опасных веществ в окружающую среду для выбранного спектра карушений герметичности и сценариев остановки перекачки

8 Выбор пороговых значений негативного воздействия характерных поражающих факторов на потенциальных реципиентов

9 Расчет распространения опасных веществ и энергии ^ ОС и оценка размеров зон опасного воздействия поражающих факторов пои реализации различных вариантов исходов аварии

10 Определение условных вероятностей реализации различных исходов аварии и их вариантов

11 Расчет условных вероятностей "захвата" различных точек территоруи зонами опасного аоздействия, соответствующими различным вариантам рассматриваемых исходов аварии

12 Расчет условных вероятностей поражения в тех же точках с помощью непрерывных функций "доза-эффект"

13 Расчет значений индивидуального риска в тех же точках и построение территориального распределения (поля) индивидуального риска

14 Расчет интегрального риска на рассматриваемой террчтории и построение гистограмм распределения реципиентов по уровням риска

15 Анализ полученных результатов с целью принятия соответствующих решений по управлению риском (данная проблема в работе не рассматривается)

8о второй главе определяется природа опасностей, присущих МГ и МКП, исследуется логика возникновения и развития аварий на них,выявляются факторы, влияющие на реализацию различных аварийных сценариев.

В качестве аварий на газопроводах в диссертации рассматривались только разрывы на полное сечение. В отличие от МГ под авариями на МКП подразумевался широкий спектр нарушений герметичности, поскольку даже относительно небольшие утечки нестабильных жидкостей могут приводить к образованию и распространению взрывопожароопасных "тяжелых" паровых облаков.

В результате проведенного в работе с помощью метода "дерева отказов" исследования логики возникновения аварий на МТ определены основные механизмы влияния различных факторов (природных, антропогенных,технологических) на вероятность разгерметизации трубопровода, что использовалось затем при разработке методики оценки интенсивности аварий на участке трассы МТ (глава 3).

Для систематизированного исследования логики развития аварий на ИТ и повышения степени "программируемое™" вероятностного анализа (см. главу 6) в работе предложен подход, основанный на понятиях "исход аварии" и "вариант исхода".Полагается, что авария на конкретном МТ может иметь несколько исходов (т. е.физических проявлений:пожар,дрейф токсичного облака и др.), каждый из которых может быть реализован в ряде вариантов, определяемых различными комбинациями значений вариантозадаощих параметров (размера трещины, продолжительности истечения, скорости ветра и др.). Вариант исхода выражается,в конечном итоге,в конкретных конфигурации и размерах зоны воздействия (38) поражающего фактора,Под 38 подразумевается замкнутая 2-мерная область анализируемой территории,в пределах которой значение физической характеристики и поражающего фактора не превышает определенного порогового значения ипор, соответствующего заданной вероятности поражения. В рамках этого подхода с помощью "деревьев событий" выявлены возможные исходы аварий на МГ и МКП.

В качесгве основных факторов, определяющих исходы аварии на газопроводах. выделены следующие: несущая способность и состав грунта, наличие в газе токсических компонентов, наличие и распределение источников зажигания (ИЗ) по территории, прилегающей к МГ. Наиболее значимыми исходами, предопределяемыми конкретными значениями этих факторов, являются: 1) горение 2-х независимых высокоскоростных струй газа, истекающих из концов разрушенного МГ (при прокладке МГ в "слабых" грунтах): 2)горение близкого к вертикальному низкоскоростного шлейфа газа, истекающего из котлована, образовавшегося э результате разрушения МГ (при прокладке МГ в нормальных грунтах); 3)распро-

странение в приземном слое атмосферы облака токсичной примеси (при ее наличии в газе).К основным вариантозадающим факторам, предопределяющим конкретное развитие во времени и пространстве перечисленных исходов, отнесены; расположение места аварии относительно КС. время перекрытия аварийной секции, размеры котлована, геометрия взаимного распложения торцев разрушенного МГ, метеорологические параметры, шероховатость поверхности и ряд других.

Логика развития аварии на МКП рассматривалась в работе применительно к МТ,перекачивающим нестабильную жидкость, при разгерметизации которых имеет место двухфазное истечение флаида в атмосферу с растеканием его по поверхности и интенсивным кипением. Учитывая взрывопожароопаскость образующихся паровоздушных смесей и возможное наличие токсических компонентов (Н23) в транспортируемой среде, были выделены следующие наиболее опасные исходы аварии на МКП: 1) образование и диффузионный турбулентный перенос "тяжелого" парового облака в приземном слое атмосферы с последующим воспламенением от каких-либо ИЗ и сгоранием в дефлаграционном или детонационном режиме с переходом в пожар разлития; 2)пожар разлития при воспламенении паров жидкости сразу после выброса; 3) образование и перенос Парового облака, содержащего токсичную примесь. Варианты перечисленных исходов аварии на МКП зависят, кроме факторов,указанных выше для МГ.от: характера сквозного повреждения МТ, температур грунта и воздуха, проницаемости грунта, топографических и ландшафтных условий, распределения ИЗ по территории и ряда других.

Полученные в данной главе перечни основных исходов и вариантозадающих Факторов позволяют оценить возможное число анализируемых вариантов при расчете риска » определить практически целесообразные объем и глубину анализа путем зыбора адекватного числа значений вариантозадающих параметров.

В третьей главе на основе анализа статистики аварий на МТ определяются средние значения X на МГ и МКП, относительные частоты реализации наиболее значимых исходов аоарий на них и утечек различной интенсивности при разрывах МКП,прослеживается вклад различных причин в возникновение аварий. Особое внимание обращается на локальное проявление аварийности на МТ, связанное с условиями их эксплуатации, и в итоге предлагается методика оценки локальной интенсивности аварий на участке трассы МТ.

По результатам анализа статистики по авариям на МТ РФ были приняты в качестве базовых для использования при расчете риска следующие значения средней интенсивности (Ц,) аварий (на 1000 км в год): для МГ - 0.22; для МКП (крупные и средние утечки)- 0.25.Однако при оценке риска для населения

конкретных территорий эти средние значения требует корректировки, поскольку реальные значения X могут сущзствеино различаться как на разных ИТ, так и на различных участках одного и того же МТ под влиянием целого ряда внешних и внутренних факторов различного происхождения - от характеристик ОС до основных аспектов предыстории трубопровода (проект-»СКР -»эксплуатация). Общее совокупное влияние этих факторов на X проявтяется в региональном характере аварийности.который был подтвержден результатами расчетов X на МГ, расположенных в 46-ти областях и краях РФ. Отношения "региональных" X к средней по ЕСГ составляют от 0.1 (Чувашия) до 5.1 (Ставропольский край).

Регионально-локапьный характер проявления аварийности на МТ обусловил необходимость разваботки методики оценки локальной интенсивности аварий на участке трассы НТ с ■учетом влияния различных факторов. Поскольку приводимое в статотчетах оаспределечие аварий по нескольким обобщенным причинам не дает возможности выделить отдельные факторы, оказывающие самостоятельное влияние на X., для построения методики была введена система более глубокой дифференциации и гр/ппировки факторов члияния (ФВ). Били вьбраны наиболее значимые ФВ. образовавшие 12 групп, 8 из которых соотносится с вышеупомянутыми обобщенными причинами и 4 введены дополнительно:

№ группа йактовоч № Групг.а факторов

^ Внешние механические воздействия 7 Качество СМР

с Подземная конрозин 8 Испытания трубопровода

3 Стресс-коррозия 9 Конструктивно-технологические факторы

4 Атмосферная коррозия 10 Природные факторы и воздействия

5 Внутренняя коррозия 11 Уровень технической эксплуатации

6 Лооизводстченные факюры 12 Имевшие место отказа и ачарии

Какдая группа характеризуется определенным относительным вкладом в аварийность МТ,учитываемым с помочью весового коэффициента р; (i-номер группы), значения которого коррелируют с долями причин аварий на ИТ отражаемыми в статистике. Доля влияния каждого фактора внутри i-той группы выражается с помощью весового коэффициента qy (j-номер фактора в группе). Значения q,, определялись по результатам экспертное анализа (при определении перечня ОВ ряда групп »■ значений q^ частично использовались экспертные оценки компании Dow Chemiса!).Каждому фактору Fy соответствует шкала дискретных (fijS,s=!,...,S} или непрерывных значений fye|fg<mul); iij<",:ui'j, отражающая диапазон его изменения по "ci-ле влияния" ка Я. Трасса МТ разбивается на N участков тек. чтобы в пределах кзждого из них значение любого <№ сохранялось посто-

янным.Суть предлагаемой методики состоит в том, чтобы нз каждом анализируемом (n-ом) участке трассы определить значение интегрального коэффициента (кш)> показывавшего во сколько раз локальная интенсивность аварий (А.п) сличается от средней При эгом для расчета предложена следующая формула:

I КО

Т. 1>«'Ч<ГВ8 I ZPl-48-В^

¡»1 j«I

Здесь kper=:X^'i)/>-ср - региональный коэффициент, отражающий влияние на X факторов глобального характера, обусловленных особенностями развития региона на обозримом историческом отрезке (Х.^'1 - среднестатистическая интенсивность аварий на МТ в регионе "Per,"). Значения к^ рассчитаны по результатам анализа статистики аварий в каждой области РФ.

kD = Х^ /Я.ср-"диаметральный" коэффициент влияния (используется только для газопроводов), корректирующий Х^рВ зависимости от диаметра анализируемого МГ U<? - среднестатистическая интенсивность аварий на МГ с диаметром 0). Значения kD (от 0, 35 до 1,6) приняты по результатам обзора статистики аварий на МГ разных диаметров Единой системы газоснабжения (ЕСГ). Дробь з (2) - локальный коэффициент влияния (ктк), учитывающий совокупное влияние на интенсивность аварий всех конкретных местных ФЗ, действующих ча анализируемом участке МТ, и для своего расчета потребовавший разработки специальной балльной системы,при которой каждом/ значению fy каждого фактора Fjj ставится в соответствие определенное, назначаемое на основании экспертной оценки, количество баллов Bjj (по 10-баллььой шкале),отражающее "силу" его влияния: Вщ=фщ(1ц), где фу-функция дискретного или непрерывного аргумента, задаваемая экспертом для каждого ФВ.При рассмотрении конкретного участка МТ определяется значание каждого ФВ и соответствующее ему число баллов, взвешиваемое затем с помощью коэффициентов и (jy. Сумма всех взвешенных балльных оценок (БС) факторов дает суммарную фактическую БО участка (числитель),а ее отношение к БО (знаменатель) некоего среднестатистического участка (Вср) -значение клок. Оценка В^ получается на основе определения средних по ЕСГ значений f|cp) каждого ФВ и соответствующих им БО В^ср) по той же 10-балльной шкале.

Далее в работе приведено описание учитываемых в методике ФВ с указанием их возможных и средних значений и соответствующих им БО; дан пример расчета локальной интенсивности аварий на гипотетическом участке МГ.

В четвертой главе дается обоснование масштабов негативного воздействия на человека и ОС характерных аварий на МГ и МГП с анализом влияния технологических и природных факторов на интенсивность и объемы поступления опасных веществ а атмосферу и размеры зон воздействия При этом использовались наиболее апробированные математические модели {или готовые результаты расчетов по ним), а также известные экспериментальные данные.

С помощью программы расчета аварийного истечения газа (В.А. Сулейманоз) получены оцен<и интенсивности выброса из ИГ с различными диаметрами и рабочими давлениями при различных вариациях по месту аварии, времени срабатывания линейных кранов и отключения КС. Характерные начальные расходы газа из одного конца разрушенного МГ составляют от 400 кг/с (0=530 мм,Р=55 ати) "до 6000 кг/с (0=1420мм,Р=75 ати).Продолжительность истечения зависит,главным образом, от времени идентификации факта и места аварии и реальных возможностей оперативного закрытия линейной арматуры.

Оценки размеров зон загазованности при рассеивании природного газа в атмосфере получены для двух исходов аварии: истечения газа в виде 2-х' свободных струй и низкоскоростного истечения из котлована. Рассчитанные по методике TN0 максимальные дли>:а и ширина струи при выбросе из МГ с 0=1420 мм и Р=75 ати соответственно составили 800 м и 60 м. Полученные с помощью струйной модели A.C.Едигарова размеры зон загазованности при истечении газа из котлована для МГ 1420мм не превышают по протяженности 300м.

При оценке масштабов токсического воздействия газа, содержащего сероводород. использовались результаты расчетов по струйно-диффузионной модели А, С.Едигарова.На тримере расчета последствий разрыва промыслового коллектора Астраханского ГКМ (Dy=400 мм, Р=120 ати, 26 %o6.H2S) показано,что протяженности зон токсического воздействия могут достигать 11 км.

Расчет размеров зон термического воздействия производился для 2-х типов пожара на МГ:горящей струи и пожара в котловане. Алгоритм расчета tenno-всго излучения от струйного пламени по модели "поверхностного источника" ба-зиоовался на эмпирических соотношениях Шеффилдского университета и компании Shell no определению геометрии пламени.Установлено, что протяженности зон теплового облучения (с границами, соответствующими 2 кВт/м2) существенно зависят от интенсивности выброса газа и наклона струи и могут достигать нескольких сотен метров. Максимальная дальность прямого огневого воздействия струи, рассчитанная для МГ с Dy=1400 мм и Р=75 ати, составляет «700 м .

При расчете теплового воздействия от пожара в котловане были учтены результаты модельных экспериментов (ВНИИПО-ВНИИГАЗ) по изучению горения встречных струй метана в котловане, на основании которых в качестве формы

л о

пламени был принят вертикальный/наклонный цилиндр с диаметром основания в 1,5-2 раза превышающим эквивалентный диаметр котлована.Расчеты теплового облучения от ложара доя характерных размеров котлована и углов наклона пламени показали, что в наиболее неблагоприятных условиях протяженность ("по ветру") зон воздействия достигает 400 м.

Барическое воздействие при разрушении МГ обусловлено расширением сжатого газа и продуктов его сгорания в случав воспламенения. Ударная волна, образующаяся при воспламенении .газа, не совладает по времени с волной от его расширения, имеющей резко затухающий характер и не представляющей угрозы за пределами нормативных безэласных расстояний, и, по данным зарубежных экспериментов (British'Gas, А.Hoff), изотопное давление при вспышке не превышает 0.1 ати вблизи места воспламенения.

Прй анализе последствий разгерметизации жидкостных МТ особое внимание в работе уделялось МТ, тран&портирующим нестабильные жидкости. В расчетах аварийного опорожнения таких МТ принималось, что истечение двухфазной смеси происходит в 2 этапа: на 1-ом этапе - а режиме "запирания" с постоянным критическим расходом GKp, определяемым корреляцией;Генри-Фауске, до момента перекрытия аварийного участка, на 2-ом этапе -в нестационарном режиме с падающим расходом. Полученные по формуле Фауске интенсивности истечения ШФЛУ из МТ с Dy=400 мм и Р<64 ати на 1-ом этапе составляют 20+100 кг/с при истечении из трещин и 300+350 кг/с -при разрыве на полное сечение. Количество вылившегося продукта существенно зависит от своевременной идентификации факта аварии оператором на НС к времени перекрытия аварийной секции МТ. Согласно расчетам (для того'же МТ) по модели ВНИЙГАЗа (В.С.Сафонов,В.А Сулейманов) время падения давления на НС на 2 атм при длинах перегонов ?50+300 км и GKp=40+350 кг/с может достигать 15+50 мин, а опорожнение секции длиной 5+10км протекает в течение 35+80 мин.Таким образом, показано, что гидродинамические процессы в МКП объективно характеризуются высокой инерционностью и ограниченными возможностями оперативной диагностики и локализации аварий.

Оценки размеров разлива и интенсивности испарения нестабильной жидкости с поверхности грунта получены с помощью обобщенной модели нестационарного теплообмена кипящей жидкости с многослойными конструкциями

(В.С.Сафонов, А.С.Едигаров) с учетом результатов экспериментов ВНИИПО МВД РФ по кипению криогенных жидкостей не поверхности грунта. Соответствующие расчеты выявили доминирующее влияние на интегральную интенсивность испарения интенсивности аварийного истечения продукта из МТ.

Согласно результатам многовариантных расчетов рассеивания "тяжелых" паров ШФЛУ,истекающей из МГ с 0у=400 мм и Р<64 ати (А.С.Едигаров), максимальная протяженность взрывоопасного облака варьируется от 0,45 до 2,9 км при отношении длины к ширине З-г-5. При этом степень влияния на размеры облака интенсивности истечения ШЫ1У, стабильности атмосферы VI скорости ветра существенно выше степени влияния расстояния между линейными задвижками.

При воспламенении облака размеры зоны ущерба существенно зависят от режима его сгорания. Согласно результатам исследований Института химической физики РАН и зарубежных экспериментов 1ее, Н.Пойзап) при воспламенении углеводородных облаков на открытых пространствах, имеет место дефлаграцион-ный режим горения с дозвуковыми скоростями (50-300 м/с) и избыточными давлениями у границ облака, не превышающими 0,8-5-0,0 бар.

Размеры зсн теплового воздействия от пожаров разлития углеводородных жидкостей оценивались с использованием американской методики (К.в.Мийап), рассматривающей пламя как оптически "серый" поверхностный источник теплового излучения цилиндрической формы. Результаты расчетов тепловых потоков облучения при различных метеоусловиях и диаметрах "луж" (не превышающих, как правило,70 м) разлитой жидкости показали, что предельно допустимые значения потоков (ц=2 кВт/м2) наблюдаются на расстояниях не более 200-5-250 м от центра очага пожара, т.е. з пределах нормативных безопасных расстояний от МТ.

В пятой главе на основе анализа результатов современных исследований в области негативного воздействия поражающих факторов техногенных аварий на человека и ОС установлены пороговые значения и функции характерных вредных воздействий на потенциальных реципиентов при авариях на МТ, позволяющие определить вероятность гибели человека в пределах ЗБ.

Выбор пороговых значений ипор имеег принципиальное значение в задачах оценки риска, поскольку они определяют границы, а, следовательно, и размеры анализируемых ЗВ.В качестве ипор может быть задано либо предельно допустимое (ипг1) для реципиента значение физической характеристики поражающего факторе (концентрации токсической примеси, теплового потока облучения, избыточного давления ударной волны),либо значение иЖ, соответствующее заданной сте-

пени поражения с вероятностью Р (например, - летального исхода со 100%-ой вероятностью), В первом случае размеры анализируемых зон значительно больше, чем во ^ тором. По результатам обзора ряда исследований по этой проблеме (N. А. Е|ьепЬегд, С.М. Р^егзеп и др.) в работе взделены значения идо„ и и^ для термического, барического и токсического (Н23) видов воздействий, характерных длс аварий на МТ.

Негативное воздействие поражающих факторов на реципиентов в ЗВ носит вероятностный характер, что связано с различной степенью физиологической устойчивости различных индивидуумов к вредном нагрузкам. При этом условная вероятность горажения внутри зоны (Р(У^ I Т*), где 7]* и Уц -события, состоящие в захвате анализируемой точки зоной и гибели рэципизнта в ней, соответственно) зависит от полученной реципиентом дозы 0(1 ';т„) негативной нагрузки, где т„ - расчетное время воздействия поражающего фактора Для определения Р(Уу! Ту) з работе применен известный методический подход <Ы. А.?1в?пЬвгд и до.), использующий функцию нормального распределения вероятностей;

аргументом которой являете; прсбит-функция Рг~с+(11л(0), характеризующая зависимость "доза-эффект' для конкретных поражающих факторов и категорий реципиентов. Эмпирические коэффициенты "с" и "<Г отражают специфическую опасность данного поражающего фактора (или токсичного вещества) и восприимчивость к нему данной категории реципиентов. В диссертации приведены рекомендуемые для использования при анализе риска от аварий на МТ рробит-функции для расчета вероятности термического, барического, механического (от осколков МП и токсического (Н23) поражения людей, выбранные по материалам различных работ (С.М.Р^егегзеп, методика АIСИЕ).

Для "струевого" пожара на МГ проанализирована возможность каскадного раззития аварии в случае прямого сгнезого воздействия струи на параллельно проложенный трубопровод Для этого на основе решения уравнения теплового баланса в стенке МГ была определена динамика снижения прочностных свойств металла трубы и рассчитаны знг>"ения времени термической устойчивости МГ.

Шестая глава посвящена разработке процедур расчета индивидуального риска в точке территории от точечного и линейною источников опасности для различных исходов яварий, характерных для МТ, с последующим построением поля индивидуального риска Я, распределением людей по уровням Я и расчетом интегрального риска (КИНг) на анализируемой территории.

(3)

Индивидуальный риск а точке М Шм) трактоеался в работе как вероятность смертельного поражения человека в этой точке (событие У*м) в результате потенциальных аварий на МТ, в течение года.

Для многоисходных и многовариантных аварий, характерных для МТ, событие У*м является сложной комбинацией простых событий, описывающих логику реализации ущерба в т.М, расчет вероятности которого потребовал применения приемов алгебры событий и теории вероятностей. При разработке процедуры расчета предполагалось, что авария (случайное событие А) может иметь множество исходов {Вь»—1,—,1), образующих полную группу из I несовместных случайных событий, а каждый исход - множество вариантов также

составляющих полную группу из 1(1) несовместных событий. Вариант Ущ исхода'В( осуществляется при реализации конкретной комбинации { } значений вариан-тозадающих факторов характерных для данного исхода аварии,

n

(т.е. Пч'л') и 8 конечном итоге выражается в образовании ЗВ 2ц олреде-

41=1 I

ленных размеров. Осуществление события У*м возможно при попадании точки М в одну из М зон и реализации негативного воздействия поражающего фактора в этой точке, приводящего к смерти реципиента.Полученное в работе общее выражение для вероятности события У*м (индивидуального риска !*„) имеет вид:

я« = ТО = ¿'гЧ^ЖТ^ц).рсуа1гвтч> , (4)

n

где Р(2ц)-аероятность образования зоны (событие Пу» ); Р(Ту IХ^) -

У=1

условная вероятность "захвата" точки М зоной Ъу (событие при

условии ее реализации; РО^^Т,) -условная вероятность•гибели реципиента в точке М (события Уу) при условии ее "захвата" зоной

Логика процедуры расчета Я«, базирующаяся на выражении (4), описана в работе сначала для точечного источникз опасности на примере исхода, связанного с распространением облака токсичного газа в результате выброса в т. О (рис.1). Для рассматриваемого исхода В^ аварии было принято допущение о прямоугольной форме плоских 38 с размерами ау и Ь^, равными максимальным длине и ширине образующегося облака с границами, определяемыми пороговой концентрацией Стар токсичной примеси, выше которой уже существует ненулевая вероятность поражения. Для расчета риска Ящ (при исходе В(), разного "внутренней" сумме в (4). необходимо определить для каждого варианта рассмат-

0 %/г

риваемого исхода вероятности,входящие в (4). При определении Р(2^) предполагалось, что каждый вариант реализуется при совмещении определенных значений 4-х вариантозадающих случайных параметров: интенсивности выброса

Оа (1=1.....Ь), сезона БеЛ 01=1,...,Н)> скорости ветра ги,(у=1,...,Г) и класса

устойчивости атмосферы (по Паскуиллу) (Л^ (т=1,...,М). С учетом этого в результате применения модели дисперсии газа к каждому из ^ЬН-Г-М вариантов исхода можно получить "набор" из ^ разномерных , геометрически подобных ЗВ и для каждой из них определить статистическую вероятность ее реализации:

Р(гу)-Р(А).Р(В; I А)Р(Оа! АВ£)Р(ий)-Р($са1)Р(Си | ц^а), (Б)

где Р(А) -частота возникновения аварий на объекте 0; Рф^АЬусловная вероятность реализации исхода В| (относительная частота невоспламенения газа при выбросе);Р(Оц|А-В;) - относительная частота реализации значения вц аварийного расхода газа; Р(цг)- частота повторяемости з разрезе года значения щ, скорости ветра; Р^ец^-относительная частота реализации сезона Бе^, в течение года; РССЗш^и^Зеа,) -условная вероятность реализации данного класса устойчивости атмосферы С^щ при условии реализации и 1%; ]=1г1мп -номер варианта исхода аварии (номер ЗВ).

Необходимость расчета условной вероятности РСГ^^) "захвата" точки Н зоной обусловлена случайным характером направления ветра 0Ц, в силу чего полярный угол ©=©„ ориентации зоны также является случайной величиной, и "захват" зоной точки М даже при а^ арм всего лишь вероятен , но не досто-

верен. Зонз "накроет" т.М при а¡¡¿рм , если угол ©ее ориентации находится в интервале [е^'ЩЩ где вй<'>=ви-р0; Рц=агсяш(Ьц/2р„), рис.1.

Вероятность реализации условия определилась через плотность

4>й(в) распределения вероятностей полярного угла 0 ориентации зоны, получаемой в виде гистограммы относительных частот ориентации зоны (рис.2) на базе анализа статистики по частоте повторяемости определенных направлений ветра. \У(ЭЦ) отображается обычно е виде Н-румбовой розы ветров (с угловой величиной румба 2к/Ы) для заданной скорости ветра соответствующей варианту с учетом э;ого получено выражение для условной вероятности "захвата" точки М зоной в условиях ветра:

ер

при Рм>ач: Р(Т«|2^)=0; при рм< РСГЙ|2^)= \ 9(г(0)ае (С.)

п в®

Е) ч

п/2

Если границы ЗВ заданы пороговым значением Спор, соответствующим мгносенной смерти реципиента, то Р(1'ц1Тц^)=] в любой точке гены, ч определяется только вероятностями Р(^) и Р(Т¡¿¡2%). В ьном случае условная вероятность поражения в пределах 38 является функцией токсодози. Поскольку угловое положение зены "удерживающей" в своих пределах точку М, может меняться в

интерзале ¡Эм~&/>ем+Ри1> обуславливая вариацию токсодозы в этой точке от минимальной (на боковой границе зоны) до максимальной (на оси зоны), то условная вероятность поражения а точке М является функцией случайного аргумента 0 (угла ориентации ЗВ): Р(Уу|2^)=Р$|(0). При этом ее возможные значения в К равноотстоящих точках по ширине зоны на расстоянии рм от источника выброса (на дуге АМ) могут быть рассчитаны с помощью выражения (3) при

Рг=>РИк)=с + <1- Ьф^'Кгде [С" (т)(3т -значение токсодозы 8 к-ой точке

У У У ^ м*

на дуге АН; С„ (т) - концентрация токсической примеси в к-ой точке дуги АМ, вычисляемой в системе координат Х(5>0(5>У<5>, связанной с зоной; тв - расчетное время воздействия. В общем случае при известной плотности распределения ч>(,(6) случайной величины © искомая условная вероятность поражения в т. М может быть определена как математическое ожидание функции на интервале

С учетом этого окончательное выражение для индивидуального риска токсического поражения в точке М пои аварии на точечном источнике опасности примет вид:

Ям;=Р(А)Р(В,IА)-1 £ £ II Р(Оа|ЛВ1)-Р(и„) Р(5с1Ь) Р(СЬ;га |ц^е^ в!?)

•) Р^(е)-ч>!7(9)ае] , (7)

е<!> ч

где индекс " ] " эквивалентен цепочке индексов " 1уЬш ".

Для других возможных исходов аварий на ИТ расчет Ям1 проводится по вышеописанной схеме с учетом различий в вариантозадающих параметрах и определении доз негативного воздействия соответствующих поражающих факторов.

При расчете риска для исхода, связанного с распространением и возможным воспламенением от внешних иртрчников зажигания (ИЗ) облака тяжелых паров сжиженного газа,учитывался дополнительный случайный фактор -"взаимодействие" облака с ИЗ при следующих допущениях: режим сгорания облака -дефлагра-ционный; границы ЗВ определяются пороговой концентрацией паров Спор=0,5-Сш,1> (где Сщш-нижний предел воспламенения), чтобы учесть не только прямое термическое воздействие в пределах сгорающего облака, но и барическую нагрузку вне его; вероятность смертельного поражения в пределах ЗВ равна 1, Были рассмотрены два характерных случая реализации ущерба в точке М с момента захвата ее зоной; 1)при срабатывании п-го ИЗ на фронте "растущей" 38 ; 2)при срабатывании хотя бы одного из N ИЗ, уже находящихся на территории возможного расположения зоны, "поглотившей" т.М и достигшей своих максимальных

размеров.В результате получены соответствующие выражения для расчета индивидуального риска в точке анализируемой территории.

В отличие от процедур расчета 1Ц, для точечных источников опасности построение алгоритма для линейных источников (ИТ) осложняется непредсказуемостью места возникновения аварии на трассе как точки отсчета распространения ее поражающего фактора. Процедура расчета риска а т. Н описана в работе на примере исхода В; аварии на МГ, связанного с выбросом токсичного газа для 2-х основных случаев расположения т. М: 1)в районе прямолинейного участка трассы ИГ на расстоянии ум от него; 2) в районе поворота трассы при следующих допущениях: в произвольный момент времени на участке трассы может произойти только одна авария; локальная интенсивность аварий на участке постоянна и равна X; ЗВ имеют прямоугольную форму с размерами, определяемыми теми же параметрами (С,и,8с,С1), что и для случая точечного источника выброса.

Проблема непредсказуемости места возникновения аварии на МТ была решена на основе анализа "геометрии взаимодействия" зон с точкой М с определением для каждой из них/своего "участка влияния"(УВ) длиной Ц на трассе МТ (рис.3). УВ, соответствующий зоне с длиной щ и шириной Ц,-это участок МТ, возникновение аварии в любой точке которого может привести к захвату зоной Щ точки М. Длина УВ для зоны

Рис.3."Участки влияния" для различных вариантов У,- исхода В1 аварии А на МГ

(8)

СЕ

Введение УВ позволяет существенно сузить область неопределенности по месту возникновения аварии и четко определить, для каждого варианта Vg потенциально опасный для точки И отрезок трассы МТ. Дальнейший анализ каждого варианта Vs осуществлялся путем разбиения УВ длиной Ц на S элементарных отрезков (рис. 4), середина каждого из которых идентифицировалась как возможная точка выброса газа (с вероятностью P(A)=V(L^/S), инициирующего образование зоны 2ц (события Z|s),s = 1,...,S). Тем самым получаем S

точечных источников опасности, вероятности поражения в т. И (события от которых определялись по логике, описанной выше для таких источников.С учетом несовместности событий "внутри" каждого варианта Vy и несовместности вариантов Vy получено выражение для индивидуального риска в т.М, обусловленного исходом B¡ аварии А, для прямолинейного участка трассы МГ:

RM¡= XP(BjlA)- III I {P(Gil|A)-P(uj7).P(Seih)-P(Clim|uií -Se,,)-

s L ei? -

-EhHí v^'^mm), o)

где индекс "j" эквивалентен цепочке индексов "fyhm".

Риск Ищ в точке М, расположенной в районе првррота трассы НГ определялся как сумма рисков и И^) от 1-го и 2-го плеч поворота, рассматри-

ваемых как прямолинейные участки. При этом учитывалось, что из-за различия в общем случае расстояний от т. М до плеч поворота (у„1 *у„2) соответствующие каждому варианту Уу "участки влияния" на плечах 1 и 2 имеют разные длины: ЩМ-^ау2 -ум)2 ; - уи22~ и могут "выходить" за вершину угла

поворота,обуславливая уменьшение реальных длин УВ. Метод пригоден для расчета риска в т.М при любых углах поворота МТ и любом расположении точки Н.

Разработанные процедуры позволяют последовательно рассчитать значения индивидуального риска И в заданных узлах 2-мерной сетки, нанесенной на карту прилегающей к МТ анализируемой территории, и путем построения изолиний, соответствующих различным значениям Л, получить поле индивидуального риска К(х.у). наглядно отражающее территориальное распределение вероятности поражения от возможных аварий на МТ. Поле 1Цх,у) в совокупности с информацией о реальном пространственно-временном распределении людей на анализируемой территории дает возможность "проранжировать" население по уровням индивидуального риска с получением гистограмм N(11), где М-количество людей, и рассчитать интегральный риск для данной территории:

Киет=/Ля(х,У)К(х>У)-^]<1хс1у (10)

У *

где 1Ч(х,у) -количество постоянно проживающих (работающих) на данной единичной площади (дх-йу) людей; тпр -доля времени в году присутствия этих людей на данной единичной площади.

В качестве объекта практического приложения разработанного комплекса методов анализа риска был выбран магистральный бутанопровод "Миннибаево-Казань" (0=325 мм, Р=5.3-ь20 кгс/см2) протяженностью 288 км, пересекающий районы с развитой инфраструктурой и высокой плотностью населения. В ходе анализа были рассчитаны показатели риска для 32 участков МТ с близким расположением населенных пунктов. Анализ показал, что более 46 тысяч человек проживают в зоне повышенного риска (ИЖдоп. где Кдоп=10"6). Интегральный риск по всей длине МТ составил 0.6 чел/год. С учетом полученных результатов эксплуатация бутанопровода была приостановлена для генеральной, реконструкции.

Основные результаты и выводы: 1)Разработан общий алгоритм комплексного анализа социального риска, связанного с эксплуатацией МГ и МКП, который позволяет исследовать все этапы реализации ущерба от аварий на МТ и рассчитать показатели риска их эксплуатации с учетом вероятностной природы возникновения аварии, распространения ее поражающих факторов и их воздействия на человека и ОС.

2)Выявлены и систематизированы характерные (ло физическому проявлению) исходы аварий на МГ и МКП, определены основные факторы, влияющие на вероятность реализации этих исходов и вариантов их дальнейшего развития,

3) Проведены аналитический обзор и систематизация статистики по авариям на МТ, на основе чего приняты для использования при анализе риска базовые значения интенсивности аварий на МГ и МКП, определены относительные частоты реализации характерных исходов на них и возникновения утечек с различной интенсивностью на жидкостных МТ. Показано, что различные исходы и варианты исходов аварий на МТ имеют существенно различные вероятности реализации.

4) На основе анализа статистики по количеству, причинам и "географии" аварий подтвержден регионально-локальный характер зависимости интенсивности аварий на протяженных МТ от природных, антропогенных, технологических и эксплуатационных ФВ.В итоге разработана методика оценки локальной интенсивности аварий на участке трассы МТ, позволяющая учитывать долю и степень влияния каждого из выбранных факторов на вероятность разгерметизации МТ.

5) По результатам анализа литературных источников выбраны пороговые значения и пробит-функции негативного воздействия на человека и ОС поражающих факторов аварий на МТ, позволяющие определить границы зон воздействия и учитывающие вероятностный характер поражения реципиентов, испытывающих тепловые, токсические, барические и механические нагрузки.

6) С использованием комплекса известных математических моделей, результатов экспериментов и на основе анализа актов расследования аварий на газопроводах получены оценки размеров зон термического, барического, токсического и механического воздействий.Показано,что среди прочих поражающих фактороз аварий на МГ (очищенный газ) наиболее опасным является термическое воздействие от пол.аров.Установлено, что размеры зон теплового воздействия зависят не только от интенсивности выброса и метеофакторов, но и от несущей способности грунта и, как правило, не превышают нормативных безопасных расстояний от МГ.

7) Аналогичным образом получены оценки размеров зон воздействия при авариях на МКП. Установлено,что наиболее опасным исходом является воспламенение протяженного облака "тяжелых" углеводородных паров. Размеры зоны термическо-барического воздействия при этом в наибольшей степени зависят от интенсивности и продолжительности истечения флюида и распределения ИЗ по терри гории.

8) Разработан метод определения вероятности "захвата" точки территории зоной негативного воздействия и возникновения ущерба в ней для точечного и

линейного источников опасности на основе учета размеров зоны и распределения статистических вероятностей реализации метеопараметров в разрезе года.

9) Разработан метод расчета индивидуального риска в точке территории от точечного источника выброса взрызоложарооласных "тяжелых" паров нестабильной жидкости, распространяющихся в приземном слое атмосферы, с учетом произвольного расположения ИЗ и случайного характера их "срабатывания".

10)На основе вышеназванных методов разработаны методика и алгоритм расчета территориального распределения индивидуального и интегрального рисков для населения в полосе прохождения трасс ИТ с привязкой к реальному ситуационному плану местности.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: 1.Овчаров С.В.Анализ риска для населения при эксплуатации магистральных газо- и продуктопроводов // Международная конференция "Безопасность крупных городов": Тез. докл.- И , 1996 - с. 59

2.Овчаров С. В.Расчет индивидуального риска от точечного источника опасност/ //Морские и арктические нефтегазовые месторождения и экология: Сб.науч.то ВНИИГАЗа. - Москва, 1996.-С. 95-111.

3.Овчаров С. В.,Одишария Г.Э..Сафонов В.С.,Швыряев А,А.Расчет индивидуального риска от линейного источника опасности//Норские и арктические нефтегазовые месторождения и экояогия?Сб.науч.тр.ВНИИГАЗа.-Москва, 1996.-с.111-131.

4.Сафоноз B.C. .Одишария Г.3.,Швыряев A.A. .Овчаров C.B..Дворников O.G.Предварительная оценка риска эксплуатации газотранспортной системы "Ямал-Центр" //Основные направления в решении проблемы экологического риска топливно-энергетического комплекса:Сб.науч.тр.ВНИИГАЗа. - Иосква, 1994. - с. 171-183.

5.Сафонов B.C., Одишария Г.З., Швыряев A.A., Овчаров C.B., Дворников О С. Комплексная оценка риска эксплуатации технологических объектов крупного газоконденсатного месторождения в условиях Крайнего Севера //Основные направления в решении проблемы экологического риска топливно-энорго-тического комплекса: Сб.науч.трудов ВНИИГАЗа,- Москва, 1994.-с.134-206.

6.Сафонов B.C., Одишария Г.З., Овчаров C.B., Швыряев А.А.Об особенностях использования статистической информации при анализе риска эксплуатации трубопроводов // Морские и арктические нефтегазовые месторождения и эколо'ия: Сб. науч.тр. ВНИИГАЗа. - Москва, 1996. - с. 152-178.

Соискатель .

Введение.

1. Проблема оценки безопасности эксплуатации магистральных трубопроводов (МТ).

1.1. Особенности МТ, требующие учета при разработке методов анализа риска их эксплуатации.

1.2. Развитие методологии промышленного риска. Обзор современных достижений в области оценки риска МТ.

1.3. Общая последовательность количественного анализа риска МТ.

2. Природа опасностей МТ различного назначения. Логика возникновения и развития аварий на МТ.

2.1. Опасности газопроводов и конденсатопродуктопроводов

2.2. Трактовка понятия "авария" для МТ различного назначения.

2.3. Логика возникновения аварий на МТ.

2.4. Возможные исходы и варианты исходов аварии на МТ и факторы, влияющие на их реализацию.

2.4.1. Влияние различных факторов на развитие аварии на газопроводах.

2.4.2. Влияние различных факторов на развитие аварии на конденсатопродуктопроводах.

3. Оценка частоты аварий на МТ.

3.1. Аналитический обзор статистических данных по авариям на МТ и особенности их использования при расчете показателей риска.

3.1.1. Статистика аварий на магистральных газопроводах (МГ).

3.1.2. Статистика аварий на магистральных конденсатопродуктопроводах (МКП).

3.1.3. Спектр возможных размеров сквозных отверстий и объемов утечек при авариях на жидкостных трубопроводах.

3.2. Методика оценки локальной интенсивности аварий на участке трассы МТ.

3.2.1. Значения и балльные оценки различных факторов влияния.

3.2.2. Пример расчета локальной интенсивности аварий на участке МТ.

4. Обоснование масштабов поражающего воздействия при авариях на МТ.

4.1. Масштабы поражающего воздействия при авариях на газопроводах.

4.1.1. Истечение газа при разрыве МГ на полное сечение.

4.1.2. Рассеивание в атмосфере аварийных выбросов из МГ.

4.1.3. Горение газа.

4.1.4. Разлет осколков при аварии на МГ.

4.2. Масштабы поражающего воздействия при авариях на МКП.

4.2.1. Аварийное истечение нестабильных жидкостей из МКП.

4.2.2. Растекание и испарение СУГ на поверхности грунта.

4.2.3. Рассеивание "тяжелых" паровых облаков в атмосфере.

4.2.4. Горение облаков тяжелого газа.

4.2.5. Пожары разлития углеводородных жидкостей.

5. Характеристики негативного воздействия аварий на человека и окружающую среду.

5.1. Термическое воздействие на человека и окружающую среду.

5.2. Барическое воздействие на человека и сооружения.

5.3. Механическое воздействие осколков разрушенного МГ на человека.

5.4. Токсическое воздействие сероводорода на человека.

6. Расчет территориального распределения риска.

6.1. Введение в разработку процедуры расчета риска в точке территории.

6.2. Расчет индивидуального риска от "точечного" источника опасности.

6.2.1. Расчет риска от выброса токсичного газа в атмосферу.

6.2.2. Особенности расчета индивидуального риска от пожаров.

6.2.3. Особенности расчета индивидуального риска при переносе в атмосфере легковоспламеняемых облаков тяжелого газа.

6.3. Расчет индивидуального риска от линейного источника опасности.

6.4. Построение поля индивидуального риска и расчет интегрального риска.

6.5. Практическое приложение методов анализа риска эксплуатации МТ. Анализ риска эксплуатации продукгопровода Миннибаево-Казань (краткое описание).

В последние годы в России на фоне сохраняющегося высокого уровня аварийности в промышленности с тяжелыми, как правило, экономическими и социально-экологическими последствиями наблюдается значительный рост интереса к проблеме безопасности, обусловленный серьезной обеспокоенностью общества положением дел в этой сфере. Важность данной проблемы подчеркивается в принятых в 1993-1995 гг Правительством РФ и реализуемых в настоящее время целевых федеральных программах ("Экологическая безопасность России", "Безопасность населения и народно-хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф" и др.), нацеливающих на поиск новых путей обеспечения безопасности промышленных производств. В условиях ограниченных материальных ресурсов стратегия и тактика обеспечения безопасности должны строиться по оптимальной схеме, предусматривающей направление средств и усилий прежде всего на те участки, где больше потенциал опасности и выше вероятность его реализации, при этом затраты на безопасность должны быть адекватны этому потенциалу. Осуществление такой стратегии требует освоения совершенно новых подходов к анализу показателей безопасности промышленных объектов, вскрывающих внутренние механизмы аварийности и возникновения ущерба. Наиболее четкие ориентиры для решения этой задачи дает методология промышленного риска, получившая широкое распространение за рубежом и предлагающая для оценки безопасности новый критерий - риск, объединяющий вероятность и последствия потенциальных аварий.

К работе в этом направлении побуждает и принятое в 1995 году постановление правительства "О декларации безопасности промышленного объекта Российской Федерации" /62/, во исполнение которого Госгортехнадзором и МЧС определен порядок разработки декларации, предусматривающий в качестве одного из основных этапов проведение "анализа риска эксплуатации промобъек-та". Однако соответствующая методическая база ни Госгортехнадзором, ни МЧС до сих пор не разработана. В связи с изложенным перед газовой промышленностью (ГП), как одним из лидеров отечественной индустрии, стоит задача скорейшей разработки и внедрения методов анализа риска в отечественную практику проектирования и эксплуатации технологических объектов ГП.

Среди таких объектов особого внимания с точки зрения обеспечения безопасности заслуживают магистральные трубопроводы (МТ). МТ играют огромную роль в экономике страны, являясь наиболее экономически эффективным видом транспорта углеводородного сырья и продуктов его переработки. На долю МТ, общая протяженность которых в пределах РФ достигла в 1996 году 145 тыс. км, приходится, по существу, основная часть расходуемых в отрасли материальных и трудовых ресурсов. При этом 85-90% аварий, имеющих место на предприятиях РАО "Газпром", происходит именно на МТ, приводя не только к значительным экономическим потерям,но и к гибели людей и экологическому ущербу.

МТ, транспортирующие газообразные и жидкие углеводороды, представляют собой линейные источники опасности для человека и окружающей среды (ОС). Опасности, связанные с их эксплуатацией, обусловлены легковоспламеняе-мостью и, в ряде случаев, токсичностью транспортируемых веществ (природного газа, конденсата, сжиженных газов), а также огромным энергетическим потенциалом МТ. При этом с увеличением доли газопроводов больших диаметров, работающих под высоким давлением, и МТ, перекачивающих нестабильные жидкости, последствия аварий для человека и ОС становятся все более тяжелыми.

Следует подчеркнуть ряд особенностей МТ, которые предопределяют необходимость разработки особых методических подходов к анализу их безопасности.

Во-первых, по сравнению с другими технологическими объектами МТ являются более уязвимыми сооружениями, испытывая в силу более "тесного" соприкосновения с природной и социальной средами целый спектр негативных природных и антропогенных воздействий, способных привести к аварии. Причем в силу линейной макрогеометрии и значительной протяженности МТ большинство внешних и внутренних факторов, отрицательно влияющих на целостность трубопроводов, изменяются по длине трассы, обуславливая различие значений интенсивности аварий на различных участках МТ.

Во-вторых, не имеющие ограждения МТ непосредственно вторгаются в природную среду и среду обитания людей, что в случае аварии чревато возникновением существенного ущерба (так, в 1989 году в Башкирии при разрыве продуктопровода, сопровождавшемся образованием и последующим воспламенением парового облака в районе железной дороги, погибли 258 человек).

В третьих, аварии на МТ могут иметь различные физические проявления (пожары, взрывы дрейфующих легковоспламеняемых паровых облаков, образование облаков токсичного газа и т.д.), многообразие которых, а также вариантов их дальнейшего развития зависит от целого ряда внутренних и внешних по отношению к МТ факторов: технологических, конструктивных, инженерно-геологических, природно-климатических, антропогенных и др. Соответственно, методы анализа безопасности МТ должны быть достаточно универсальными для "обработки" различных по физической сути аварийных сценариев.

Наконец, в отличие от сосредоточенных источников опасности, построение алгоритма анализа для МТ осложняется наличием дополнительного случайного фактора, связанного с неопределенностью места возникновения аварии на трассе, как исходной точки распространения поражающих факторов.

В силу отмеченных положений, характеризующих остроту и актуальность проблемы анализа безопасности МТ, существует потребность в методическом инструменте, позволяющем с учетом всей сложности механизма и случайного характера возникновения и развития аварий на МТ под влиянием множества факторов провести комплексный анализ и дать количественную оценку риска их эксплуатации. Применение такого инструмента дало бы возможность подкорректировать применительно к конкретным ситуациям существующие нормы проектирования и безопасности МТ, правила и процедуры их эксплуатации, оптимально распределить средства на повышение безопасности, разработать эффективные планы реагирования на аварийные ситуации, обосновать порядок землепользования в полосе прохождения трасс, информировать население об уровнях риска, обусловленного близким расположением трассы МТ, и сравнить этот риск с "фоновыми" рисками, с которыми люди сталкиваются в повседневной жизни.

Существующие в настоящее время отдельные методики анализа риска МТ характеризуются узкой областью применимости как с точки зрения технологической специфики МТ (когда в качестве объектов исследования рассматриваются МТ одного конкретного назначения, транспортирующие определенный продукт), так и с точки зрения анализируемого спектра сценариев аварий и видов негативного воздействия на потенциальных реципиентов (как правило, анализируется риск либо токсического, либо термического поражения). Часто при этом основной упор делается на математическое моделирование физических процессов, а таким вопросам, как: логико-вероятностный анализ возникновения и развития аварий, учет изменения интенсивности аварий по длине трассы, расчет и построение полей риска и ожидаемого ущерба уделяется недостаточное внимание.

С учетом вышеизложенного цель настоящей диссертационной работы состоит в создании комплекса научно-обоснованных методов количественного анализа социального риска, связанного с эксплуатацией линейной части магистральных газопроводов (МГ) и конденсатопродуктопроводов (МКП).

Основные задачи работы:

1) Обоснование общей последовательности анализа риска эксплуатации МТ;

2) Анализ и систематизация статистических данных по авариям на МТ;

3) Исследование логики возникновения и развития аварий на МТ; выявление характерных сценариев аварий на МГ и МКП, а также - факторов, влияющих на вероятность реализации различных сценариев и их конкретных вариантов;

4) Разработка методических подходов к оценке локальных интенсивностей аварий на различных участках трасс МТ;

5) Обоснование масштабов распространения поражающих факторов аварий на МТ при различных сценариях их развития;

6) Выявление специфики негативного воздействия на человека и ОС поражающих факторов аварий на МТ, а также - количественных корреляций между дозой воздействия и вероятностью поражения;

7) Разработка методики расчета территориального распределения риска для населения, проживающего в полосе прохождения трассы МТ, с учетом технологической специфики трубопровода и влияния местных факторов различной природы на развитие аварии и масштабы ее негативного воздействия.

Научная новизна диссертационной работы:

• Предложен общий алгоритм расчета показателей риска МТ, транспортирующих углеводородные газы и жидкости, реализующий комплексный подход к анализу безопасности эксплутации МТ.

• Разработана методика оценки локальной интенсивности аварий по трассе МТ, в рамках которой осуществляется дифференцированный подход к определению влияния на вероятность разгерметизации трубопровода технологических, природных и антропогенных факторов с учетом их локального проявления.

• С использованием приемов логико-вероятностного анализа разработаны методы расчета вероятностей "захвата" произвольной точки территории зонами воздействия поражающих факторов и вероятностей возникновения ущерба (поражения) в ней при различных физических проявлениях аварий как для точечного, так и для протяженного линейного источника опасности.

• На основе вышеназванных методов разработана методика расчета территориального распределения индивидуального и интегрального рисков для населения в полосе прохождения трасс МТ На реальной картографической основе с учетом пространственно-временного распределения потенциальных реципиентов на анализируемой территории.

Праут^есхая ценность и реализация работы. Результаты работы могут служить в качестве методической базы при обосновании показателей безопасности МТ как на стадии их проектирования, так и в процессе эксплуатации. Разработанные методы позволяют проранжировать участки МТ по степени опасности, получить территориальное распределение вероятности и масштаба потенциального ущерба от возможных аварий на них, создавая тем самым основу для разработки деклараций безопасности МТ, наиболее адекватного и оптимального (с точки зрения баланса затрат и эффективности) распределения ограниченных средств на организационно-технические мероприятия по снижению риска и, в конечном итоге, - для существенного повышения уровня безопасности трубопроводов.

Предложенные в диссертации методические подходы использовались при анализе риска ряда действующих, строящихся и проектируемых МТ таких, как система газопроводов "Ямал-Центр", продуктопровод "Миннибаево-Казань", система продуктопроводов ШФЛУ из района г.Сургута, а также при анализе риска соединительных и промысловых трубопроводов Астраханского, Оренбургского и Бованенковского ГКМ. Ряд положений диссертации использован при разработке разделов 3+6 "Отраслевого руководства по анализу и управлению риском, связанным с техногенным воздействием на человека и окружающую среду при сооружении и эксплуатации объектов добычи, транспорта, хранения и переработки углеводородного сырья с целью повышения их надежности и безопасности", утвержденного РАО "Газпром" и рекомендованного в качестве научного пособия по расчету риска для проектных институтов и предприятий отрасли. Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на Международном семинаре по анализу риска, ВНИИГАЗ-АМОКО (Москва, 1994); Международном симпозиуме по оценке химического риска (Москва, 1994); Международной конференции "Безопасность крупных городов" (Москва, 1996); на семинаре "Развитие научно-технического творчества молодежи предприятий, организаций, научно-исследовательских институтов топливно-энергетического комплекса и студентов высших и средних учебных заведений, готовящих специалистов отрасли" (Москва, 1995г).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1)Разработан общий алгоритм комплексного анализа социального риска, связанного с эксплуатацией МГ и МКП, который позволяет исследовать все этапы реализации ущерба от аварий на МТ и рассчитать показатели риска их эксплуатации с учетом вероятностной природы возникновения аварии, распространения ее поражающих факторов и их воздействия на человека и ОС.

2) Выявлены и систематизированы характерные (по физическому проявлению) исходы аварий на МГ и МКП, определены основные факторы, влияющие на вероятность реализации этих исходов и вариантов их дальнейшего развития.

3) Проведены аналитический обзор и систематизация статистики по авариям на МТ, на основе чего приняты для использования при анализе риска базовые значения интенсивности аварий на МГ и МКП, определены относительные частоты реализации характерных исходов на них и возникновения утечек с различной интенсивностью на жидкостных МТ. Показано,что различные исходы и варианты исходов аварий на МТ имеют существенно различные вероятности реализации.

4) На основе анализа статистики по количеству, причинам и "географии" аварий подтвержден регионально-локальный характер зависимости интенсивности аварий на протяженных МТ от природных, антропогенных, технологических и эксплуатационных ФВ. В итоге разработана методика оценки локальной интенсивности аварий на участке трассы МТ, позволяющая учитывать долю и степень влияния каждого из выбранных факторов на вероятность разгерметизации МТ.

5) По результатам анализа литературных источников выбраны пороговые значения и пробит-функции негативного воздействия на человека и ОС поражающих факторов аварий на МТ, позволяющие определить границы зон воздействия и учитывающие вероятностный характер поражения реципиентов, испытывающих тепловые, токсические, барические и механические нагрузки.

6) С использованием комплекса известных математических моделей, результатов экспериментов и на основе анализа актов расследования аварий на газопроводах получены оценки размеров зон термического, барического, токсического и механического воздействий. Показано,что среди прочих поражающих факторов аварий на МГ (очищенный газ) наиболее опасным является термическое воздействие от пожаров. Установлено, что размеры зон теплового воздействия зависят не только от интенсивности выброса и метеофакторов, но и от несущей способности грунта и, как правило, не превышают нормативных безопасных расстояний от МГ.

7) Аналогичным образом получены оценки размеров зон воздействия при авариях на МКП. Установлено, что наиболее опасным исходом является воспламенение протяженного облака "тяжелых" углеводородных паров. Размеры зоны термическо-барического воздействия при этом в наибольшей степени зависят от интенсивности и продолжительности истечения флюида и распределения ИЗ по территории.

8) Разработан метод определения вероятности "захвата" точки территории зоной негативного воздействия и возникновения ущерба в ней для точечного и линейного источников опасности на основе учета размеров зоны и распределения статистических вероятностей реализации метеопараметров в разрезе года.

9) Предложен метод расчета индивидуального риска в точке территории от точечного источника выброса взрывопожароопасных "тяжелых" паров нестабильной жидкости, распространяющихся в приземном слое атмосферы, с учетом произвольного расположения ИЗ и случайного характера их "срабатывания".

Ю)На основе вышеназванных методов разработаны методика и алгоритм расчета территориального распределения индивидуального и интегрального рисков для населения в полосе прохождения трасс МТ с привязкой к реальному ситуационному плану местности.

1. Андросов А.С., Бартак М.К. Экспериментальное исследование воспламенения древесины под влиянием тепловых потоков // Пожароопасность веществ и материалов.-М., 1982.-С.174 -177.

2. Белов Н.С. Принципы анализа эксплуатационной безопасности и оценки степени риска// Основные направления в решении проблемы экологического риска ТЭК: Сб. науч. тр. ВНИИГАЗа.-1994.-С.64-71.

3. Белов Н.С., Девичев В.В. Повышение безопасности трубопроводного транспорта агрессивных сред // Газовая промышленность.-1990.-С.51-53

4. Белов П. Г. Системная инженерия безопасности: методологические основы //Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях: ОИ, выпуск 8.-М.: ВИНИТИ.-1993.-106 с.

5. Бесчастнов М.В. Взрывобезопасность и противоаварийная защита химико-технологических процессов. М.:Химия, 1983. - 471 с.

6. Боровков В.А. Особенности эксплуатации подземных газопроводов в условиях Крайнего Севера // Газовая промышленность.- 1992.-№2.-С.30-31.

7. Бородавкин П. П., Березин В Л. Сооружение магистральных трубопроводов: Учебник для ВУЗов.-2-е изд.,перераб. и доп.-М.:Недра, 1987.-471с.

8. Бородавкин П.П., Ким Б.И. Охрана окружающей среды при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1981.-160 с.

9. Бунчук В.А. Транспорт и хранение нефти, нефтепродуктов и газа.- М.: Недра, 1977. -366 с.

10. Ю.Векилов Э., Идрисов Р. Нефтегазовая промышленность: цена воздействия на окружающую среду // Нефтяник.- 1993.- №4. С. 17-20.

11. П.Вострокнутов М.В.,Гутенев В.С.,Воронков Н.Н.,Стрельцов И.А. Анализ нарушений Правил охраны магистральных газопроводов европейской части Рос-сии//ЭИ ИРЦ Газпром,сер. Трансп. и подзем. хран.газа.-1994.-вып.4.-С.19-23.

12. Временная методика расчета рассеивания газовых выбросов из наземных источников на объектах газовой промышленности: Утв. Мингазпромом СССР 31.08.87.-М.:ВНИИГАЗ, 1987.-42 с.

13. Временный порядок разработки декларации безопасности промышленного объекта Российской Федерации: Утв. Госгортехнадзором и МЧС РФ 4.04.96.-М., 1996.-27 с.

14. Вчера, сегодня, завтра нефтяной и газовой промышленности России / Н.К.Байбаков, Н.М.Байков, К.С.Басниев и др.; Под ред.Н. А Крылова.-М.: издание ИГиРГИ, 1995.- 448 с.

15. Газотранспортные магистрали Западной Сибири /Г.В.Крылов, Л.Г.Рафиков, В.АИванов и др.-М.:Недра, 1990.-259 е.: ил.

16. Гвоздев Б.П., Гриценко А.И., Корнилов АЕ. Эксплуатация газовых и газо-конденсатных месторождений: Справочное пособие.- М.:Недра, 1988. -575 с.

17. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учеб. пособие для втузов. Изд.5-е, перераб. и доп. М.:Высшая школа, 1977.-479 е., ил.

18. ГОСТ 12.1.011-78. ССТБ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний.-М.:Изд-во стандартов, 1991.-21 с.

19. ГОСТ 12.1.004-91. ССТБ. Пожарная безопасность.Общие требования.-М.:Изд-во стандартов, 1991.-81 с.

20. ГОСТ 12.1.010-76. ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования.-М.:Изд-во стандартов, 1984.-7 с

21. ГОСТ 12.1.044-89. ССБТ. Пожаровзрывоопасностъ веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.-М.:Изд-во станд.,1990-143с.

22. ГОСТ 25812-83. Трубопроводы стальные магистральные.Общие требования к защите от коррозии. .-М.:Изд-во стандартов, 1983.-46 с.

23. ГОСТ 9.039-74. Единая система защиты от коррозии и старения. Коррозионная агрессивность атмосферы. .-М.:Изд-во стандартов, 1976.-20 с.

24. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов дня технических целей-М:Изд-во станд-ов, 1985.- 140с.

25. ГОСТ 12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. М.: Изд-во стандартов, 1976,- 6 с,

26. Губин С. От расчета до прогноза // Нефтяник.- 1993.- №4. - С. 16-17.

27. Демченко В.Г., Демченко Г.В. К вопросу повышения надежности и безопасности эксплуатации магистральных газопроводов//ЭИ ИРЦ "Газпром", сер.Транспорт и подземное хранение газа.-1994.-вып. 4.-C.3-13.

28. Доброчеев О. В. Рассеяние тяжелых газов в атмосфере.-М.:РНЦ "Курчатовский институт", 1993.

29. Едигаров А.С. Метод расчета зоны поражения при аварийных выбросах токсичного газа //Российский химический журнал.- 1995.- т.39.-№2.-С.94-100.

30. Едигаров А. С. Численный расчет турбулентного течения холодного тяжелого газа в атмосфере//Ж.вычисл. матем.и мат.физики.-1991.-т.31.-№9.-С. 1369-1380.

31. И-72.Инструкция по безопасности работ при разработке нефтяных,газовых и газоконденсатных месторождений, содержащих сероводород.-М., 1977.

32. Инструкция по применению стальных труб в газовой и нефтяной промышленности: Уте. ГК "Нефтегазстрой" и ГГК "Газпром" в 1992г.- М.,1992.- 32 с.

33. Ким Б.И., Зоненко В.И. Вероятностно-статистические модели надежности систем трубопроводного транспорта // Тр. МИНХиГП им.И.М.Губкина.-1989.-Вып. 35.- С.137-142.

34. Кравец В. А. Системный анализ безопасности нефтяной и газовой промышленности. М,:Недра, 1984. - 117 с.

35. Критерии вывода магистральных газопроводов в капитальный ремонт (РД): Утв.РАО "Газпром" 2.10.96.-М.,1996.

36. Куликов B.C. и др. Исследование воспламеняемости древесины под влиянием внешнего потока излучения// Вестник АН БССР, сер. физ-энерг. наук.-1983.- №1.-С.90-94.

37. Кумылганов АС. Состояние и перспективы капитального ремонта магистральных нефтепроводов//Трубопроводный транспорт нефти.-1995.- №6.- С.3-6.43Лазарев Н.В. Вредные вещества в промышленности: Справочник, Т.З.-Л.:Химия, 1977

38. Легасов В.А.,Чайванов Б.Б.,Черноплеков АН.Научные проблемы безопасности техносферы//Безопасность труда в пром-ти.-1988.-М8.- С.92-101.

39. Лимар Е.Е. Методология расчета риска при авариях на газотранспортных системах.//Основные направления в решении проблемы экологического риска топливно-энергетического комплекса:Сб. тр.ВНИИГАЗа.-М.,1994.-С.156-163.

40. Мазель А.Г.О стресс-коррозии газопроводов//Газ. пром-тъ.-1993.-МЬ1.-С.36-39.

41. Мазур И.И., Иванцов О.М., Модцаванов О.И. Конструктивная надежность и экологическая безопасность трубопроводов. М.: Недра, 1990. - 264 е.: ил.

42. Максимов В.М., Лимар Е.Е. Новый подход к оценке экологических последствий аварий на газопроводах // Газ. пром-ть.-1992.-№ 10.-С.22-24.

43. Маршалл В. Основные опасности химических производств: Пер. с англ. -М.:Мир, 1989, 672 е., ил.

44. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях на химически опасных объектах и транспорте (РД 52.04.253-90): Утв.Госкомгидрометом СССР 24.03.90.-Л., 1991.

45. Методика оценки последствий аварий на пожаро-, взрывоопасных объектах// Сборник методик по прогнозированию возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС (книга 2). М.: МЧС России, 1994.

46. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86): Утв. Госкомгидрометом СССР. -Л., 1987.

47. Методика расчета загрязнения атмосферы аварийными выбросами нестабильного конденсата: Утв. РАО "Газпром" 20.05.93.-М., 1993.- 71 с.

48. Методика экспертной оценки относительного риска эксплуатации линейной части магистральных газопроводов / Ю.НАргасов, В.И.Эристов, В.Д.Шапиро и др. М.:ИРЦ Газпром, 1995.- 99 с.

49. Методические указания по расчету параметров выброса газовой смеси и ее рассеивания в атмосфере при аварийных разрывах газопроводов: ГАНГ им.И.М.Губкина, ВНИИГАЗ.- М., 1992.- 64 с.

50. Мульбауэр В.К. Новый метод оценки безопасности трубопроводов // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом.-1990.-№9.-С.54-58.

51. Мутовин Ю.Г.,Одишария Г.Э. Обобщение методов расчета теплофизических свойств смесей углеводородных газов, включающих азот // Проблемы транспорта газа: Сб.науч.трудов ВНИИГАЗа. М., 1983.- С.97-111.

52. Надежность магистральных газопроводов и проблемы их капитального ремонта, Москва, ноябрь 1993г.: Тез. докл. НТС РАО "Газпромом., 1993.- 44 с.

53. Несвижский Ф.А.,Харламов В.В.Аналитический метод определения зоны поражения для трубопроводных систем//Исследование надежности и безопасности магистр, и технол. трубопр-ов:Тр.ГИАП.-М.,1987.-С.28-33.

54. Несвижский Ф.А., Харламов В.В. Формальная модель возникновения опасной ситуации для магистрального аммиакопровода//Исследование надежности и безопасности магистр, и технол. трубопр-ов:Тр.ГИАП.-М.,1987.- С.22-28.

55. Нигматуллин Р.П. Динамика многофазных сред.-М.: Наука, 1987,-Т.1.- 464с.

56. Патон Б.Е. Новое в строительстве и повышении надежности магистральных газопроводов // Газовая пром-тъ.-1993.-№ 10.-С.26-29.

57. Поляков В.Н., Колобанова АЕ., Минеев В.Н. Масштабный эффект при разрушении газопроводов // Стр-во трубопроводов.-1992.-№ 10.-С.36-38.

58. Пономарев А.А., Карпов В.Л., Строгонов В.В., Макеев В.И., Некрасов В.П. Пожаровзрывоопасность рассеянных факелов//Морские и арктические нефтегазовые месторождения и экология:Сб.науч.тр.ВНИИГАЗа.-М.,1996.-С.131-137.

59. Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов.-М.:Недра,1982.-158 с.

60. Продукция газовой промышленности: основные требования к качеству и методы контроля качества / В.А. Истомин, А. Н. Кульков, Р.С.Сулейманов, Л.И.Шампурова.- М.:ИРЦ "Газпром", 1994.-101 с.

61. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров /М.В.Кузнецов, В.Ф.Новоселов, П.И.Тугунов, В.Ф.Котов. -М.: Недра,1992.-238 с.:ил.

62. Пути совершенствования обслуживания и ремонта магистральных газопроводов, Свердловск, 19-22 марта 1990 г.: Тез. докл. конф. -М., 1990.-106 с.

63. Рабчук В.И.,Ракитина Г.С.,Семякин Б.Н. Методология оценки риска потенциально опасных объектов газовой промышленности//Сб.:Социально-эконом. и эколог, аспекты анализа риска/СЭИ СО РАН.-1993.-С.114-117.

64. Российско-американский симпозиум по нормированию в транспорте и распределении газа, Саратов,сентябрь 1996 г.; Тез. докл. симп. -М., 1996.-172 с.

65. Руденко Ю.Н. Проблемы надежности системы газоснабжения // Газовая пром-ть.-1993.-№10.-С.24-26.

66. Самотаев А.В. Исследование времени воспламенения веществ и материалов при пожаре//Пожар. техн. тактика и автомат, установки пожаротушения.-М., 1989.-С.137-147.

67. Сафонов B.C., Едигаров А.С. Анализ особенностей и расчет интенсивности испарения сжиженного природного газа при его аварийных разливах по поверхности грунта//Вопросы транспорта газа,вып. 64.- М.:Недра,1987.-184 с.

68. Седых А.Д. Потери газа на объектах магистрального транспорта.- М.-ИРЦ Газпром, 1993.-43 с.

69. Семякин Б.Н. Сравнительная оценка уровня технологического риска для магистральных газопроводов// Надежность и безопасность стареющих энергосистем энергетики : Тез.докл. 66-го заседания семинара. Иркутск.-1993.

70. СНиП Ш-42-80. Часть III. Глава 42. Правила производства и приемки работ. Магистральные трубопроводы.- М.:Стройиздат, 1981.-78 с.

71. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы/Госстрой СССР.-М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1985.-52 с.

72. Харионовский В.В.,Окопный Ю.А.,Радин В.П. Исследование устойчивости подводных переходов газопроводов, имеющих размытые участки // Сб.: Проблемы надежности газопроводных конструкций.-М. ,1991 .-С. 94-99.

73. ЮЗ.Харионовский В.В.,Соннинский Л.В. Подводные переходы действующих магистральных газопроводов // Газовая промышленность.-1995.-№1.- С.20-21.

74. Ю4.Хенли Э.Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с англ. В.С.Сыромятникова, Г.С.Деминой. Под общ.ред, В.С.Сыромятни-кова.- М.Машиностроение, 1984. 528 е., ил.

75. Чирсков В.Г., Иванцов О.М., Кривошеин Б.Л. Сооружение системы газопроводов Западная Сибирь Центр страны.-М.: Недра, 1986.-304 с.

76. Юб.Шарыгин В.М., Лисин В.Н., Поляков Г.Н. Дефектование и очередность ремонта открытых участков трубопроводов // Газ. пром-ть.-1992.-№ 1 .-С.28-29.

77. Ю7.Шестая международная деловая встреча "Диагностика-96", Ялта, апрель 1996 г.: Тез. докл. встречи.- Т.1 "Диагностика трубопроводов".- М., 1996.-243 с.

78. Ю8.Шумайлов А.С., Гумеров А.Г., Молдаванов О.И. Диагностика магистральных трубопроводов. М.:Недра, 1992.-251 е.: ил.

79. Ю9.Эпов А.Б. Аварии, катастрофы и стихийные бедствия в России. -М.:Финиздат, 1994.- 342 с.

80. Ю.Ясин Э.М., Березин В.Л., Ращепкин К.Е. Надежность магистральных трубопроводов,- М.:Недра, 1972.-I84 с.

81. Andersen Т. and A.Misund. Pipeline Reliability Some Remarks of Failure Rate and Characterictics//Veritas, 1982.-105.- p.16-19.

82. An Investigation of Potential Hazards from the Operations in the Canvey Island/Thurroc Area.195 pp.HMSO, Health and Safety Executive.- London, 1981

83. Barlow R.E., Fussell J.B., Singpurwalla N.D. Reliability and Fault Tree Analysis.-SIAM, Philadelphia, 1975.

84. Bell R.P. Isopleth Calculations for Ruptures in Sour Gas Pipeline // Energy Processing.-1978,- July-August.- p.36-39.

85. Berry K.G.,Meriggi C.R.,Muller В., Lyons D. Performance of Oil Industry Cross-country Pipelines in Western Europe// PetroChem.- 1994.-№3.-p.l5-19.

86. Пб.Сатегоп I. A Performance Analysis of Alberta's Pipelines // The Journal of Canadian Petroleum Technology.-1984.-Nov.-Dec.-№6.-p.40-43.

87. Chamberlain G. Developments in design methods for predicting thermal radiation from flames // Chem. Eng. Des.-1987.-V.65.- p.299-309.

88. Cook J.} Bahrami Z., Whitehouse R.J. A Comprehensive Program for Calculation of Flame Radiation Levels//J.Loss Prev.Process. Ind.-1990.-V.3.-January.-p. 150-155.

89. Cox R.A. The Application of Risk Assessment Techniques to "Major Hazard" Pipelines//Pipes & Pipelines International.-1982.-December.

90. Croce P.A., Mudan K.S. Calculating Impacts for Large Open Hydrocarbon Fires // Fire Safety Journal.- 1986,-Ns 1 l.-p.99-112.

91. Crocker W.P.,Napier D.H. Assessment of Mathematical Models for Fire and Explosion Hazards of Liquid Petroleum Gases//Hazardous Materials.-1988.-Vol.20. -p. 109-135.

92. Davis B.C., Bagster D.F. The Computation of View Factors of Fire Models // J.Loss Prev. Process Ind.-1990.-V.3.-July.-p.327-329.

93. Drake E.M., Reid R.C.How LNG boils on soi!s//Hydrocarb.Process.-1975.- May.

94. Eisenberg N.A., Lynch C.J., Breeding R.J. Volnerability Model. A Simulation System for Assessing Damage Resulting from Marine Spills/ Nat. Tech. Inf. Service, Report AF-A102-245, Springfield, Va.,1975.

95. Ermak D.L.Users Manual for SLAB:An Atmospheric Dispersion Model for Denser than Air Releases.-Lowrence Livermore National Laboratory,California,-1990.

96. Ethane and Ethylene Pipelines Between Mossmorran and Grangemouth, Assessment of Residual Risk// Production,No.9,London, January 1983.

97. Fauske H.K., Epstein M. Source Term Considerations in Connection with Chemical Accidents and Vapour Cloud Modelling // J. Loss Prevention in the Process Indusries.-1988.-Vol.l.-p.75-83.

98. Fearnehough G.D., Tovmsend N.A. Control of Risk from UK Gas Transmission Pipelines//AGA 7th Symposium on Line Pipe Research, Oct. 1986.-Houston, 1986.

99. Fussell J.В., Burdick G.R. Nuclear Systems Reliability Engineering and Risk Assessment.- SIAM, Philadelphia, 1975.

100. Gas Pipeline Incidents. A Report of the European Gas Pipeline Incident Data Group.//Pipes & Pipelines International.-1988,- July-August.- p. 11-14

101. Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis. New-York: AIChE/CCPS, 1989.

102. Guidelines for Hazard Evaluation Procedures. New-York: AIChE/CCPS, 1985

103. Guidelines for Vapor Release Mitigation. New-York: AIChE/CCPS, 1988b .

104. Hall S.M. Spills from Large Cruide-oil-carrying Transmission Pipelines an Analysis by Cause, Frequency and Consequence// Pipes & Pipelines International.-1988.- July-August.- p. 15-20.

105. Hamaide G., Gazade M., Hofbauer M., Vareschi G. Study of a Methodology of Safety Assessment for High-Pressure Natural Gas Pipelines //1995 Int. Gas Research Conf.,Cannes,France,6-9 November,I995:Prepr.-Chicago etc., 1995.-Vol.III.-p.54-62.

106. Handbook of chemical hazard analysis procedures. U.S. Department of Transportation, 1992.

107. Hanna S.R., Drives P.S. Guidelines for Use of Vapour Cloud Dispersion Models. AIChE.-NewYork, 1987

108. MO.Hazard Identification and Risk Control for the Chemical and Related Industries: Major Industrial Hazards Project Report/ D.H.Staler, E.R.Corran, and R.M.Pitbladoeds/ University of Sydney, Warren Centre, NSW 2006, Australia.-1986

109. Hl.Hoff A.M. An Experimental Study of the Ignition of Natural Gas in a Simulated Pipeline Rupture // Combustion and Rame.-I983.-49.- p. 51-55.

110. Hopkins H.F., Lewis S.E. TRANSPIPE: an Expert System Package for the Assessment of the Risks and Hazards of Gas Transmission Pipelines // Gas Eng. and Mgt.-Vol.34.- 1994.-Jan-Feb.-p.36-41.

111. Kalghati G. The Visible Shape and Size of a Turbulent Hydrocarbon Jet Diffusion Flame in a Cross-wind //Combustion and Flame.- 1983.- V.52.- p.91-106.

112. Lanoy A Analyse des explosions air-hydrocarbure en milieu libre. Paris, Imprimerie Louis-Jean, 1984, 390 p.

113. Lee J . Fuel-Air Explosions.- Univers. of Waterloo Press, 1982.- p. 1006

114. Lees F.P. Loss Prevention in the the Process Industries: 2 Volumes, Butterworths.-London and Boston, 1980 .

115. Levin S.I., Kharionovsky V.V. Causes and Frequency of Failures on Gas Mains in the USSR.// Pipes & Pipelines International, 1993, July-August, p.9-13

116. Manual of Industrial Hazard Assessment Techniques. -Office of Environmental and Scientific Affairs, World Bank, Washington D.C., 1985

117. Methods for the Calculation of Phisical Effects.-TNO, CPR 14E, Committee for the Prevention of Disasters, Second Edition.-Voorburg, 1991.

118. Morrow T.B., Bass R.L., Lock J.A. An LPG Pipeline Break Flow Model // J. of Energy Resources Technology.-1983.-V.105.- >69.- p. 379-387

119. MuIbauer W.K. Pipeline Risk Management Manual:A Systematic Approach to Loss Prevention and Risk Assessment.-Houston,Texas:Gulf Publishing Company, 1992.

120. Mudan K.S. Thermal Radiation Hazard from Hydrocarbon Pool Fires//Prop. Energy and Combust. Sci.- 1984.- 10,1.- p.59-80.

121. Pasquill F. Atmospheric Diffusion. New-York, 1974

122. Pfenning D.B., Dale Zinn C. Line, Weather Conditions among Variables to Determine Public Risk//Oil and Gas J. 1991. - 89,№23.- p.34-35.

123. Pietersen C.M. Consequence of accidental releases of hazardous material// J. Loss Prev. Process. Ind.-1990.-V.3.-Januaiy.-p.l36 141.

124. Pipelines and Public Safety. -Transportation Research Board. National Research Council, USA, Washington, 1988

125. Reid R.C., Wang R. The Boiling Rates of LNG on Typical Dike Floor Materials // Cryogenics.-1978.- July .

126. Rein R.G., Sliepcevich C.M., Welker J.R. Radiation View Factors for Tilted Cylinders // Fire & Flammability.-1970.-V.l-April.-p.l40-153.

127. Risk Analysis of 6 Potentially Hazardous Industrial Objects in the Rijnmond Area: A Pilot Study.- Rijnmond Public Authority,D.Reidel, Dordrecht, 1982

128. Rodean H., Hogan. W. Vapour Burn Analysis for the Coyote Series LNG Spill Experiments/ Lawr. Livermor Nation. Lab. UCRL-53530, April 1984

129. Rusin M.,Sawides-Gellerson E. The Safety of Interstate Liquid Pipelines: An Evaluation of Present Levels and Proposals for Change/Res. Study of API, July, 1987

130. Wickens M.J., Lowesmith В J. Fire and Explosion Hazards . Recent Large Scale Experiments to Assess and Mitigate Their Effects // Gas Engineering & Management.- 1994.-December

131. Whittaker J.D. A Computer Model of the Risks from Gas Pipeline Ruptures/ Prepared for Alberta Environment Pollution Control Division, 9820-106 St-Edmonton, Alberta, T5K 2J6, Canada, 1981, 43 pp.

132. Whittaker J.D., Angle R.P., Wilson D.J., Choukalos M.G. Risk-Based Zoning for Toxic-Gas Pipelines // Risk Anal.-1982.-2.-Nb3.-p.l63-l69

133. Withers J. Major Industrial Hazards-Their Appraisal and Control.- New York-Toronto: Halsted Press, Division of John Wiley & Sons, Inc., 1988.

134. Zelensky M.J., Springer W.A.J. Public Safety Risk Assessment of Natural Gas Liquids Pipelines//ASME International Pipeline Conference.-Vol.l.-1996.-P.151-158

135. Список введенных сокращений

136. БО балльная оценка фактора влияния МН- магистральный(е) нефтепровод(ы)

137. БОСЗ балльная оценка среднего значения фактора влияния МТ -магистральный(е) трубопровод(ы)

138. ГП газовая промышленность НС - насосная станция

139. Г ПА газоперекачивающий агрегат НТП - научно-технический прогресс

140. ГПЗ газоперерабатывающий завод ОС - окружающая среда

141. ДП дочернее предприятие ПДК - предельно-допустимая концентрация

142. ЕСГ Единая система газоснабжения ППР - планово-предупредительные работы

143. ЗБР зона безопасных расстояний ПС - природная среда

144. ИЗ источник зажигания ПТЭ - Правила технической эксплуатации

145. ЙСЗ индивидуальные средства защиты РФ - Российская Федерация

146. ИТР инженерно-технические работники СКР - стресс-коррозионное растрескивание

147. KB коэффициент влияния СМР- строительно-монтажные работы

148. КР климатический район СУГ - сжиженные углеводородные газы

149. КС компрессорная станция ТО - техническое обслуживание

150. ЛПУ линейное производственное управление УЗ - ультразвуковой контроль

151. ЛЧ линейная часть УКК - учебно-курсовой комбинат

152. ЛЭС линейно-эксплуатационная служба ФВ - фактор влияния

153. МГА максимальная гипотетическая авария ШФЛУ - широкая фракция углеводородов

154. МГ магистральный(е) газопровод(ы) ЭС - электрод сравнения

155. МКП магистральные конденсатопро-воды ЭХЗ - электрохимическая защита

156. ММГ многолетнемерзлые грунты

157. Рис.6.7. К расчету индивидуального риска в точке М при распространении в приземном слое атмосферы взрывопожароопасных облаков тяжелого газа