什么是潛在影響區域
來源:《管道保護》2024年第4期 作者:張華兵 時間:2024-9-6 閱讀:
潛在影響區域是管道泄漏著火后可能使其周邊公眾安全和/或財產遭到嚴重影響的區域。通常簡化認為潛在影響區域是一個圓形區域,其半徑可通過潛在影響半徑計算公式來簡化計算,也可由專業技術人員采用專業軟件來進行精確計算。
簡化計算時的潛在影響半徑計算公式為:
式中,R為潛在影響半徑,m;D為管徑,mm;P為最大允許操作壓力,MPa。
據美國石油學會分別在1966年和1996年的研究,潛在影響半徑計算公式確定的人員影響程度是人暴露在該環境下大約3 s時會感到疼痛,該情況下操作人員不能正常履行其工作職責。所以該范圍不是死亡范圍,也不是輕傷范圍。需要簡化計算死亡半徑,可將潛在影響半徑計算公式中的系數由0.099替換為0.078,計算輕傷半徑則將系數替換為0.202。
天然氣管道泄漏著火后的影響范圍受許多因素影響,該公式計算時僅使用了管徑和最大允許操作壓力兩個參數,進行了大量簡化。譬如僅考慮天然氣泄漏后著火形成的噴射火影響,不考慮爆炸的影響;管道失效模式為破裂,不考慮小孔、中孔、大孔泄漏等其他情況;天然氣泄漏速率取最大泄漏速率的1/3;不考慮風速風向的影響等。
這些簡化中,有些會使潛在影響半徑計算結果比真實情況偏小,也可能偏大。如存在一定擁塞的場所中,天然氣管道爆炸的影響范圍會大于噴射火的影響范圍,這時潛在影響半徑計算結果偏小;天然氣管道破裂的影響范圍遠大于小孔、中孔、大孔泄漏等失效模式的影響范圍,這時潛在影響半徑計算結果偏大;天然氣泄漏速率取最大泄漏速率的1/3,在天然氣管道泄漏著火初期計算結果偏小,中后期計算結果偏大;在不利風向下,不考慮風速風向的影響會使計算結果偏小。因此管道企業使用潛在影響半徑計算公式時必須注意,其計算結果僅供進行初步判斷,做重大決策時應該以專業軟件計算結果為準。
因對壓力在10 MPa以上管道的計算結果誤差太大,ASME B31.8S―2020《輸氣管道系統完整性管理》中直接明確該公式不適用于10 MPa以上的管道。采用專業軟件計算可以大大減小計算時的誤差。目前國內外都有可用于精準計算的成熟軟件,只需要專業技術人員收集大量數據,設定具體泄漏場景和參數進行計算,得到的結果可以在管道影像圖上進行形象展示。
作者簡介:張華兵,現任河北大學智慧油氣管道研究所所長,油氣管道完整性管理技術委員會秘書長,甘肅省管道保護協會特約研究員,長期從事油氣管道完整性管理技術研究與應用工作。聯系方式:modify78@163.com。
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