«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

Анализ научных исследований риска аварий при трубопроводном транспорте метановодородных смесей

УДК: 621.643.2-034.14:626.178.2
DOI: -

Авторы:

¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Ключевые слова: природный газ, водород, трубопроводный транспорт, МВС, аварии, безопасность

Аннотация:

При проектировании и эксплуатации магистральных трубопроводов для оценки рисков возникновения нештатных ситуаций необходимо учитывать все возможные виды опасностей, связанных с транспортировкой водорода (H₂). Повреждения трубопроводов могут привести к неконтролируемому горению, наносящему значительный материальный ущерб предприятиям, угрожающему жизни и здоровью людей, а также интересам государства. Основными факторами, влияющими на нарушение структуры транспортировки метановодородной смеси (МВС), где содержание H₂ значительно преобладает, являются процессы водородного охрупчивания стали трубопроводов и оборудования, используемого для транспортировки газа. В статье проведен анализ научных исследований, посвященных влиянию водородного охрупчивания стали трубопроводов, предназначенных для транспортировки МВС. Также представлены рекомендации по предотвращению аварийных ситуаций на трубопроводах. Эти рекомендации основаны на комплексном исследовании процессов сжатия МВС и анализа потенциальных угроз для безопасности, выполненного на основе информации, собранной из открытых источников.

Список литературы:

1. Гареев А.Г., Насибуллина О.А., Ризванов Р.Г. Исследование водородного охрупчивания металла, приводящего к разрушению металлоконструкции // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и газа. – 2017. – № 1 (107). – С. 107–115. – URL: https://doi.org/10.17122/ntj-oil-2017-1-107-115
2. Васильев Г.Г., Леонович И.А., Латифов К.А. О методологии риск-ориентированного нормирования параметров безопасности при проектировании и сооружении газонефтепроводов // Безопасность труда в промышленности. – 2019. – № 2. – С. 84–90. – URL: https://doi.org/10.24000/0409-2961-2019-2-84-90
3. Материалы ежегодных отчетов о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору за 2018–2020 гг. – URL: https://gteaudit.ru/ezhegodnye-otchety-o-deyatelnosti (дата обращения: 04.03.2024).
4. ASME B31.12-2023 “Hydrogen Piping and Pipelines”. – URL: https://webstore.ansi.org/standards/asme/asmeb31122023 (дата обращения: 15.09.2024).
5. Оценка влияния водородсодержащего газа на изменение свойств металла труб магистральных газопроводов / С.Ю. Настич, В.А. Егоров, В.А. Лопаткин [и др.] // VI Международный научно-практический семинар «Повышение надежности магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением» (г. Кисловодск, 17–21.10.2022 г.) ООО «Газпром ВНИИГАЗ». – URL: https://vniigaz.gazprom.ru/d/textpage/58/856/06_nastich-s.yu.pdf (дата обращения: 04.03.2024).
6. Арабей А.Б. Развитие технических требований к металлу труб магистральных газопроводов // Известия вузов. Черная металлургия. ‒ 2010. ‒ № 7. ‒ С. 3‒10. – URL: https://www.elibrary.ru/ip_restricted.asp?rpage=https%3A%2F%2Fwww%2Eelibrary%2Eru%2Fitem%2Easp%3Fid%3D19114506 (дата обращения: 04.03.2024).
7. Температура хрупко-вязкого перехода трубной стали К65 – экспериментальное определение и сопутствующие признаки / А.Б. Арабей, А.Г. Глебов, Л.М. Капуткина [и др.] // Вести газовой науки. – 2020. – № 2 (44). – С. 152–161. – URL: http://vesti-gas.ru/sites/default/files/attachments/vgn-2-44-2020-152-161.pdf (дата обращения: 04.03.2024).
8. Сивертс А. Поглощение газов металлами // Zeitschrift für Metallkunde. – 1929. – C. 37– 46. – URL: https://archive.org/details/sim_zeitschrift-fuer-anorganische-und-allgemeine-chemie_1929-09-23_183_1-2/page/2/mode/2up (дата обращения: 04.03.2024).
9. Шапорин И.И. Анализ особенностей механических повреждений сухопутных нефтегазопроводов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2024. – № 5 (320). – С. 67–72.
10. Лурье М.В. Транспортировка партий водорода по газопроводу в потоке природного газа // Территория Нефтегаз. – 2020. – № 11-12. – С. 84–88. – URL: https://neftegas.info/tng/-11-12-2020/transportirovka-partiy-vodoroda-po-gazoprovodu-v-potoke-prirodnogo-gaza (дата обращения: 04.03.2024).
11. Фетисов В.Г. Анализ исследований по определению концентраций водорода в природном газе при транспортировке по МГП / Neftegaz.RU. – 2023. – Т. 10, № 142. – С. 76–82. – URL: https://magazine.neftegaz.ru/articles/transportirovka/802958-analiz-issledovaniy-po-opredeleniyu-kon-tsentratsiy-vodoroda-v-prirodnom-gaze-pri-transportirovke-po- (дата обращения: 04.03.2024).
12. Кантюков Р.Р., Запевалов Д.Н., Вагапов Р.К. Исследование влияния водорода на стали в сероводородсодержащих и других средах на газовых объектах // Известия вузов. Черная металлургия. – 2024. – № 67 (1). – С. 53–64. – URL: https://doi.org/10.17073/0368-0797-2024-1-53-64
13. Шахназаров К.Ю., Вологжанина С.А., Хузнахаметов Р.М. Объяснение аномалий формирования структуры и физико-механических свойств сталей и сплавов / Информационно-технологический вестник. – 2023. – № 1. – С. 196–209.
14. Ляпичев Д.М. Оценка влияния напряженного состояния подземных газопроводов на их стойкость к коррозионному растрескиванию: дис. … канд. техн. наук: 25.00.19. – М., 2015. – 146 с.
15. Cheng Y.F. Stress corrosion of pipelines. – Hoboken: John Wiley & Sons Publishing, 2013. – 257 p. – URL: http://dl.iran-mavad.com/pdf95/Stress%20Corrosion%20Cracking%20of%20Pipelines(Y.%20Frank%20Cheng).pdf (дата обращения: 15.09.2024).
16. О роли водорода в коррозионном и сульфидном растрескиваниях трубопроводов / В.И. Болобов, И.У. Латипов, Г.Г. Попов, Е.И. Сумин // Газовая промышленность. – 2023. – № 6. – С. 90–99.
17. Болобов В.И., Петкова А.П., Попов Г.Г. Сравнительный анализ потерь компримированного водорода при транспортировке по трубопроводам из различных материалов // Вопросы материаловедения. – 2023. – Т. 113, № 1. – С. 124–133.
18. Маданияти М., Васильев Г.Г. Коррозионное поведение трубопроводной стали X80 в различных средах // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2024. – № 4 (142). – С. 67–69.
19. Приказ МЧС РФ от 10 июля 2009 г. № 404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» (с изменениями и дополнениями). Приложение. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах. Приложение № 4 «Детерминированные и вероятностные критерии оценки поражающего действия волны давления и теплового излучения на людей». – URL: https://base.garant.ru/196118/8599a70d26e5983585d90ff6adf82e89 (дата обращения: 04.03.2024).
20. Быков А.И., Новак А.В. Методика построения моделей зон термического поражения при пожаре на магистральном газопроводе // Пожаровзрывобезопасность. – 2018. – Т. 27, № 11. – С. 41–50. – URL: https://doi.org/10.18322/PVB.2018.27.11.41-50