Развитие методики прогнозирования возникновения аварийных ситуаций на магистральных нефтепроводах

УДК 658.382.3

РАЗВИТИЕ МЕТОДИКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДАХ

© 2016 Д.Ш. Сибгатулина, А.Э. Мухаметханов

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева

Статья поступила в редакцию 01.12.2015

В статье рассматривается возможность внедрения в систему анализа источников опасности и учета факторов, формирующих ситуационные опасности метода «Древовидной структуры». Ключевые слова: аварийный разлив нефти, чрезвычайная ситуация, последствия аварии, степень риска, угроза, опасность.

ВВЕДЕНИЕ

Магистральные нефтепроводы (МН) опутали планету Земля подобно паутине. Их главное направление нетрудно определить: от мест добычи нефти они направляются либо к местам переработки нефти, либо к местам погрузки на танкеры. Именно по этой причине задача транспортировки нефти привела к созданию большой сети нефтепроводов. По размеру грузооборота нефтепроводный транспорт намного превзошел железнодорожный в части перевозок нефти и нефтепродуктов. МН являются опасными объектами, расположенными по всей территории РФ. На данный момент по территории РФ проходит свыше 60 тыс. км нефтепроводов и нефтепро-дуктоводов. Обеспечение безаварийной работы МН является важной целью систем обеспечения промышленной безопасности.

Действующее в Татарстане ОАО «Северо-Западные магистральные нефтепроводы» - одно из крупнейших предприятий в составе Транснефти, объединяющее около 6 тысяч километров нефтепроводов, перекачивающих ежегодно почти 170 миллионов тонн нефти.

Все вышесказанное подтверждает, что необходим более полный анализ источников опасностей и учёт факторов, формирующих ситуационные опасности (антропогенного, природного или комбинированного характера), с целью возможности организации процесса управления ими.

Для начала работы по данной теме следует дать определение слову «риск» Есть много разных определений этого термина. Вот некоторые из них.

Риск - количественная оценка опасностей, определяется как частота одного события при наступлении другого.

Сибгатулина Дина Шамилевна, доцент кафедры промышленной и экологической безопасности. E-mail: le9endary7@gmail.com

Мухаметханов Артур Эдуартович, студент кафедры промышленной и экологической безопасности. E-mail: le9endary7@gmail.com

Риск или степень риска - сочетание частоты возникновения и последствий определенного опасного события. Понятие риска всегда включает два элемента: частота, с которой осуществляется опасное событие, и последствия этого события.

Опасность - потенциальный источник возникновения ущерба.

Угроза - реальная опасность, возможность причинения вреда, возможность наступления опасного сочетания ситуации и состояния взаимодействия объектов, которое делает опасность реальной.

АНАЛИЗ НОРМАТИВНО-ПРАВОВОЙ БАЗЫ В ОБЛАСТИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧС, В ЧАСТИ КАСАЮЩЕЙСЯ АРН

Изучение нормативно-правовой базы России необходимо для того, чтобы знать права и обязанности организаций, эксплуатирующих МН в нашей стране, какими силами и средствами они должны обладать, для предупреждения и ликвидации последствий аварийного разлива нефти и нефтепродуктов и какую ответственность они будут нести в случае возникновения такой аварии.

Также в этой части мы рассмотрим зарубежные нормативно-правовые акты и сравним их с законодательством России в области предупреждения ЧС, обусловленных разливом нефти и нефтепродуктов.

ОСНОВНЫЕ НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫЕ ДОКУМЕНТЫ В ОБЛАСТИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧС

Основным законом в области защиты населения от ЧС является федеральный закон от 21.12.1994 г. № 68-ФЗ « О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

Основными нормативно-правовыми документами в области предупреждения ЧС обусловленных разливом нефти и нефтепродуктов являются:

- Постановление Правительства Российской Федерации от 21.08.2000г. № 613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов» (в ред. Постановления Правительства РФ от 15.04.2002 N 240).

- Постановление Правительства Российской Федерации от 15.04.2002г. № 240 «О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации».

- Приказ МЧС России от 28.12.2004г. N 621 «Об утверждении правил разработки и согласования планов по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации» (в ред. Приказа МЧС РФ от 17.01.2011 N 2) (Зарегистрировано в Минюсте РФ 8 мая 2003 г. N 4516).

- Приказ МПР России от 03.03.2003г. № 156 «Об утверждении указаний по определению нижнего уровня разлива нефти и нефтепродуктов для отнесения аварийного разлива к чрезвычайной ситуации».

- Постановление Кабинета Министров Республики Татарстан от 11.05.2004г. № 226 «О мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на территории Республики Татарстан» (в ред. Постановлений КМ РТ от 03.11.2005 N 528, от 14.08.2006 N 409).

- Договора с профессиональными аварийно-спасательными формированиями на обслуживание объектов ТЭК (ОПО) заключается также в соответствии с требованиями следующих нормативно-правовых документов:

- статья 10 Федерального закона № 116 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997;

- статьи 15, 20 Федерального закона № 151 «Об аварийно-спасательных службах и статусе спасателей» от 22.08.1995.

ОСНОВНЫЕ ВЫДЕРЖКИ ИЗ НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫХ ДОКУМЕНТОВ

В ОБЛАСТИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧС

Из приведённых выше документов выделим наиболее важную для нас информацию.

1. Постановление Правительства Российской Федерации от 15.04.2002г. № 240 определяет:

1) Для организации осуществляющих транспортировку и хранение нефти и нефтепродуктов законом устанавливаются требования к организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов (далее именуются - мероприятия), направленных на снижение их негативного воздействия на жизнедеятельность населения и окружающую природную среду.

2) В организациях, имеющих опасные производственные объекты, для осуществления мероприятий должен быть план по предупреждению

и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов (далее именуется - план).

3) Организации обязаны создавать собственные формирования (подразделения) для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, проводить аттестацию указанных формирований в соответствии с законодательством Российской Федерации, оснащать их специальными техническими средствами или заключать договоры с профессиональными аварийно - спасательными формированиями (службами), выполняющими работы по ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, имеющими соответствующие лицензии и (или) аттестованными в установленном порядке.

4) С целью определения необходимого состава сил и специальных технических средств на проведение мероприятий организациями осуществляется прогнозирование последствий разливов нефти и нефтепродуктов и обусловленных ими вторичных чрезвычайных ситуаций. Прогнозирование осуществляется относительно последствий максимально возможных разливов нефти и нефтепродуктов на основании оценки риска с учетом неблагоприятных гидрометеорологических условий, времени года, суток, рельефа местности, экологических особенностей и характера использования территорий (акваторий).

5)Разливы нефти и нефтепродуктов классифицируются как чрезвычайные ситуации и ликвидируются в соответствии с законодательством Российской Федерации.

В зависимости от объема и площади разлива нефти и нефтепродуктов на местности, во внутренних пресноводных водоемах выделяются чрезвычайные ситуации следующих категорий:

- локального значения - разлив от нижнего уровня разлива нефти и нефтепродуктов (определяется специально уполномоченным федеральным органом исполнительной власти в области охраны окружающей среды) до 100 тонн нефти и нефтепродуктов на территории объекта;

- муниципального значения - разлив от 100 до 500 тонн нефти и нефтепродуктов в пределах административной границы муниципального образования либо разлив до 100 тонн нефти и нефтепродуктов, выходящий за пределы территории объекта;

- территориального значения - разлив от 500 до 1000 тонн нефти и нефтепродуктов в пределах административной границы субъекта Российской Федерации либо разлив от 100 до 500 тонн нефти и нефтепродуктов, выходящий за пределы административной границы муниципального образования;

- регионального значения - разлив от 1000 до 5000 тонн нефти и нефтепродуктов либо разлив от 500 до 1000 тонн нефти и нефтепродуктов, выходящий за пределы административной границы субъекта Российской Федерации;

- федерального значения - разлив свыше 5000 тонн нефти и нефтепродуктов либо разлив нефти и нефтепродуктов вне зависимости от объема, выходящий за пределы государственной границы Российской Федерации, а также разлив нефти и нефтепродуктов, поступающий с территорий сопредельных государств (трансграничного значения).

2. Постановление Правительства Российской Федерации от 21.08.2000г. № 613 определяет: разработку планов в соответствии с действующими нормативными правовыми актами с учетом максимально возможного объема разлившихся нефти и нефтепродуктов, который определяется для следующих объектов:

- трубопровод при прорыве - 25 процентов максимального объема прокачки в течение 6 часов и объем нефти между запорными задвижками на прорванном участке трубопровода;

- трубопровод при проколе - 2 процента максимального объема прокачки в течение 14 дней.

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ПРИЧИН АРН НА МН.

АНАЛИЗ СТАТИСТИКИ ПО АРН НА МН

История эксплуатации МН показывает, насколько опасными могут быть аварии с разливами нефти (табл. 1).

Из этих данных мы видим, что причинами аварий на МН могут служить разные факторы и для минимизации последствий, каждый и них нужно учитывать при анализе риска.

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР, КАК ПРИЧИНА АРН НА МН

Человеческий фактор - причина несчастного случая, аварии, происшествия в результате неправильных действий человека.

При желании, практически все причины аварий, связанных не только с авариями на МН, можно свести к человеческому фактору, так как любая техническая система создана человеком. Следовательно, аварии могут произойти либо вследствие ошибочных действий человека при строительстве ремонте, эксплуатации и т.д., либо неверных или неполных расчетов заложенных в проекте технической системы. Тем не менее, в рамках данной работы в эту группу мы отнесем только те причины аварий на МН, которые непосредственно вызваны действиями человека:

- аварии в результате механических повреждений;

-аварии в результате брака при строительно-монтажных работах;

-аварии в результате некачественной диагностики или ремонта;

-аварии в результате нарушения технологии перекачки нефти.

Так же в группу «человеческий фактор» следует отнести такие причины аварии как: незаконные врезки в МН, террористические акты и диверсии.

Террористический акт - это применение оружия, совершение взрыва, поджога или иных действий, которые создавали опасность для жизни или здоровья человека или причинение значительного имущественного ущерба либо наступления иных тяжких последствий, если такие действия совершены с целью нарушения общественной безопасности, запугивания населения, провокации военного конфликта, международного осложнения.

Диверсия - это совершение с целью ослабления государства взрывов, поджогов или иных действий, направленных на массовое уничтожение людей, причинение телесных повреждений или иного вреда их здоровью, на разрушение или повреждение объектов, имеющих важное народнохозяйственное или оборонное значение, а также совершение с той же целью действий, направленных на радиоактивное загрязнение, массовое отравление, распространение эпидемий.

ОТКАЗ ОБОРУДОВАНИЯ, КАК ПРИЧИНА АРН НА МН

Несмотря на то, что многие причины аварий с разливом нефти и нефтепродуктов происходят по вине человека отказ оборудования, как причина ЧС на МН тоже вносит не малый вклад. Чаще всего, такие аварии происходят по причине несовершенства систем и методов контроля оборудования, так как эти аварии практически всегда можно предотвратить, своевременно обнаружив проблему. Таким образом, к основным причинам разлива нефтепродуктов на МН вызванных отказом оборудования могут быть:

- аварии в результате внешней коррозии стенок трубопровода;

- аварии в результате внутренней коррозии стенок трубопровода;

- усталость металла;

- аварии при потере герметичности МН;

- аварии при потере герметичности задвижек и вантузов.

ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧС(Н) НА МН

Наиболее сложной для анализа группой можно считать природные источники возникновения ЧС. Это группа, на которую практически невозможно повлиять, поэтому мы должны учитывать природные источники возникновения дефектов МН, начиная с этапов проектирования и подбора материалов, заканчивая самим строительством МН.

Таблица 1. Аварии с разливами нефти

Дата аварии Место аварии Описание аварии

12.05.2009 Россия Ростовская область Авария на нефтепроводе произошла в Ростовской области. В Чертковском районе Ростовской области произошел порыв нефтепровода ООО «Приволжский магистральный нефтепровод». Вылилось около 300 куб. метров нефти с последующим возгоранием на площади 600 квадратных метров. В Южном региональном центре МЧС России создан оперативный штаб. Проведены работы по обвалованию места розлива нефтепродуктов. Выкопан и оборудован котлован для временного сбора нефтепродуктов. В трубопроводе находилось 2,4 тысяч тонн нефти. Ущерб составил около 3,5 миллионов рублей. Авария магистрального нефтепровода в Чертковском районе Ростовской области в мае 2009 года произошла из-за коррозии трубы и плохой организации работ по обслуживанию трубопровода, сообщила пресс-служба Ростехнадзора об итогах расследования аварии

22.04.2009 Россия, Саратовская область В 6-ти километрах от поселка Ровное Саратовской области из нефтепровода произошла утечка водонефтяной эмульсии. Более 100 квадратных метров земли было покрыто плотным слоем осадка. ЧП произошло в 8.30 утра в результате порыва нефтепровода, залегающего в земле на глубине 1,5 метра. По предварительной версии, причиной аварии стала коррозия металла нефтепровода.

13.04.2009 Россия, Пермский край Авария на нефтепроводе в Пермском крае. В результате порыва на магистральном нефтепроводе Северокамск -Краснокамск в Краснокамском районе Пермского края произошла утечка нефти в речку Ласьва, которая впадает в Каму. Авария произошла 13 апреля около 22.00 МСК в 200-х метрах от федеральной трассы Пермь-Казань. Специалистами пермского аварийно-спасательного отряда и аварийной бригады Северо-западного магистрального нефтепровода на поверхности реки установлены заграждения. Причина аварии -отверстие в трубопроводе.

20.04.2002 г. Россия, Пермский край В результате незаконной врезки в МНПП Пермь-Альметьевск, произошла утечка 100 тонн дизельного топлива. Произошло попадание нефтепродуктов в водопровод посёлка Юго-Камский.

21. 06.2004 г. Россия, Республика Дагестан Произошел взрыв магистрального нефтепровода "Тихорецк - Баку" (диаметр 720 мм, давление 27 атм.) с разливом нефтепродуктов и возгоранием. В результате взрыва было повреждено 8 метров трубы и был нанесён серьезный урон окружающей среде. Объем разлитой нефти составил 110 ма. Жертв, пострадавших нет. В ФСБ Дагестана взрыв на нефтепроводе считают диверсией

14.01.2006 г. Россия, Самарская область В результате незаконной врезки в МН «Дружба-1», произошла утечка 10 тонн нефти. Было загрязнено 900 кв. м. ледового покрова реки Чапаевка и 4 тыс. кв. м береговой зоны реки.

19.10.2009 г. Россия, Брянская область В Брянской области произошел прорыв на нефтепроводе «Дружба». Прорыв на нефтепроводе «Дружба» произошел на 97 километре ветки «Унеча -Мозырь-1" близ деревни Петровка Злынковского района Брянской области в 09:40 в воскресенье, 19 октября, сообщил начальник отдела ОАО «Магистральные нефтепроводы «Дружба» Михаил Кашеваров. По словам Михаила Кашеварова, прорыв произошел из-за дефекта сварочного шва. В землю вылилось около девяти кубометров нефти, которая растеклась на площади около 50 квадратных метров.

23.03.2007 г Россия, Витебская область В Бешенковичском районе Витебской области произошел порыв нефтепродуктопровода "Унеча — Вентспилс". В результате аварии дизельное топливо по мелиоративному каналу и реке Улла попало в Западную Двину и добралось до Латвии. Как установила прокуратура виновником аварии, является Челябинский металлургический завод, который изготовил дефектные трубы.

Помимо невозможности повлиять на эту группу, возникает проблема точного прогнозирования опасных природных явлений. В проекте МН закладываются расчёты, опираясь на многолетние наблюдения за погодными условиями на территории, по которой будет проходить МН, учитывается климатический пояс и географическое положение. Усиливаются технические коридоры, в которых прокладывается МН, строятся соответствующие инженерные сооружения защищающие нефтепровод от стихийных бедствий или снижающие их влияние. Несмотря на эти меры, человек не всегда может заметить и/или своевременно среагировать на опасные природные процессы угрожающие безаварийной работе МН.

Опасное природное явление - событие природного происхождения или состояние элементов природной среды, как результат деятельности природных процессов, которые по своей интенсивности, масштабу распространения и продолжительности могут вызвать поражающее воздействие на людей, объекты экономики и окружающую среду.

РАССМОТРЕНИЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА СЦЕНАРИЕВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧС

Но, не смотря на большой список исследований, проведенных в сфере обеспечения безопасности техносферных систем проблема выбора этого метода обеспечения, остается актуальной.

На практике же используют в основном два вида анализа рисков:

-Метод «дерева» отказов;

-Метод «дерева» событий.

При использовании первого метода мы как раз упускаем из виду, такую важную причину аварий, как человеческий фактор. В этом случае мы рассматриваем взаимосвязь лишь между узлами какой-либо системы (рис. 1).

Второй способ подобен первому, но если в методе «дерева» отказов мы для одного отказа системы, находим некоторое количество исходный событий, то в случае «дерева» событий мы наоборот будем рассматривать различные события, к которым может привести одно инициирующее событие (рис. 2).

Поэтому следует внедрить графоаналитический метод анализа риска «древовидные структуры» (метод профессора Романовского). Метод «Древовидные структуры» позволяет:

- четко формализовать рассматриваемый материал;

- проводить анализ различных ситуаций;

- анализировать различные, но взаимосвязанные ситуации и события в рамках одного «дерева»;

- проводить эффективную количественную оценку условий недопущения негативных событий или условий достижения цели;

- равноправно, в рамках одного «дерева», учитывать все элементы системы «человек-техника-среда».

Рис. 1. Пример «дерева» отказов

Рис. 2. Пример «дерева» событий

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Муравьёва Е.В., Романовский В.Л. Урбанистические риски: возможности анализа и прогноза // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. Т. 16, №1(7). С. 1923-1933.

2. Романовский В.Л. Муравьёва В.Л. Прикладная тех-

носферная рискология. Экологические аспекты: монография. Казань: РИЦ «Школа», 2007. 342 с.

3. http://www.obzh.ru (дата обращения 11.11.2015).

4. https ://regnum.ru/news/1216344.html (дата обращения 11.11.2015).

5. http://www.consultant.ru (дата обращения 11.11.2015).

DEVELOPMENT OF METHODS OF FORECASTING OF EMERGENCY SITUATIONS ON THE MAIN PIPELINES

© 2016 D.Sh. Sibgatulina, A.E. Muhamethanov

Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev

The article discusses the possibility of introducing a system of analysis of hazards and of factors shaping the situational dangers of the method "Tree structure".

Keywords: emergency oil spill emergency situation, the consequences of the accident, the degree of risk, threat, danger.

Dina Sibgatulina, Associate Professor at the Industrial and Environmental Safety Department. E-mail: le9endary7@gmail.com

Arthur Muhamethanov, Student at the Industrial and Environmental Safety Department. E-mail: le9endary7@gmail.com