地区等级划分.doc

地区等级划分
、 我国大型输气管道工程建设始于20世纪50年代。管道的安全保证基本上是沿用前苏联大型管线设计模式,埋地管道与居民点、工矿企业和独立建构筑物之间保持一定的安全距离。后来,根据我国情况制定了《埋地输气干线至各类建构筑物最小安全距离、防火距离》,但在执行过程中,遇到很多矛盾,有些问题,难以解决。20世纪70年代中期参照美国国家标准ASME ,按不同的地区等级采用不同的设计系数,做出相应的管道设计。当时,地区等级不是按居民密度指数来划分,而是以建构筑物的安全防火类别为基础,相应地划分出四类地区等级,设计系数与美国国家标准ASME ,经实践,尚属可行。本标准在分析国外标准和总结国内经验的基础上,规定采用控制管道自身的安全性作为输气管道的设计原则。现分述如下:
第一,管道安全保证的两种指导思想。在输气管道建设中的安全保证有两种指导思想:一是控制管道自身的安全性,。它的原则是严格控制管道及其构件的强度和严密性,并贯穿到从管道设计、设备材料选用、施工、生产、维护到更新改造的全过程。用控制管道的强度来确保管线系统的安全,从而对周围建构筑物提供安全保证。目前欧美各国多采用这种设防原则。二是控制安全距离,如前苏联“大型管线”设计标准。它虽对管道系统强度有一定的要求,但主要是控制管道与周围建构筑物的距离,以此对周围建构筑物提供安全保证。
四川地区30多年来输气管道设计、建设的实践表明,由于我国人口众多,地面建筑物稠密,按安全距离进行管道设计建设,不仅选线难度大,而且即使保证了安全距离未必就能保证周围建构筑物和居民的安全。例如,四川付纳输气管线(φ720×8)于1979年11月25日发生爆破,爆破时管道压力为2MPa,距管道150―200m远的农舍因室内余火未尽,引爆着火,烧毁民房8间,烧死牛1只、猪5头。1980年付纳线整改后,重新试压至5MPa时,管子爆破,管沟中
400mm×400mm×l000mm条石飞出100余米。又如,1965年4月美国路易斯安纳州发生一起美国有史以来最严重的输气管道爆破事故,当场炸死17人,钢管爆裂8m,炸出一条长8m、宽6m、深3m的大坑,把半吨多重的5块钢板炸到100余米远的地方。
第二,加强管道自身安全是对管道周围建筑物安全的重要保证。对于任何地区的管道仅就承受内压而言,应是安全可靠的。如果存在有可能造成管道损伤的不安全因素,就需采取一定的措施以保证管道的安全。欧美国家输气管道设计采取的主要的安全措施,是随着公共活动的增加而降低管道应力水平,即增加管道壁厚,以强度确保管道自身的安全,从而对管道周围建筑物提供安全保证。这种“公共活动”的定量方法就是确定地区等级,并使管道设计与相应的设计系数相结合。美国OPSR统计资料表明,处在三、四级地区的商业区、工业区、住宅区的管道外力事故是很低的。在这些地区主要采取降低管道应力的方法增加安全度。按不同的地区等级,采用不同的设计系数(F)来保证管道周围建构筑物的安全。显然这种做法比采取安全距离适应性强,线路选择比较灵活,也较经济合理。
第三,强度设计系数(F)。管道安全性的判断是许用应力值,使用条件不同其值亦异。即使在同样条件下,根据各国国情,其值亦有所不同。美国国家标准ASME B31