Энциклопедия технологий

Повреждения нефтепроводов и защита от них

Эксплуатация нефтепроводов требует тщательного соблюдения правил безопасности, потому что разрыв трубы сопровождается выходом больших объемов нефти и загрязнением окружающей среды. Разливы нефти, как правило, трудно ликвидируемы и последствия аварий долго дают о себе знать. После аварий приходится рекультивировать загрязненные почвы, удалять поверхностный слой земли с впитавшейся в него нефтью. Не менее опасны и последствия аварий, при которых нефть попадает в водоемы. В этом случае приходится ставить специальные боновые заграждения, препятствующие распространению нефтяных пятен по поверхности воды, а затем собирать с нее нефть. Еще более опасны попадания нефти в различные водотоки (реки, проливы, каналы). Как правило, изолировать нефтяное пятно на поверхности быстро текущей воды — задача не из простых, требующая применения специальных технических средств. Наилучший способ избежать крупномасштабных последствий от разрывов нефтепроводов — это принять меры, уменьшающие их вероятность.

Почему же случаются аварии? Статистика показывает, что основная причина повреждения трубопроводов — коррозия металла, из которой сделан трубопровод. Несмотря на то что трубопроводы защищают антикоррозийным покрытием (битумной, пластиковой и другой изоляцией), и станции катодной защиты, расположенные вдоль трубопровода, поддерживают на нем определенный электрический потенциал, отталкивающий электроны почвенных токов, чтобы препятствовать окислению металла, коррозия не может быть полностью исключена. Любые нарушения изоляции, механические повреждения, царапины, некачественный ремонт ведут к возникновению очагов коррозии. Возможны также различные виды внутренней коррозии — питинговой (образование сквозных отверстий), ручейковой и т. п. 

Существенную опасность для целостности трубопроводов представляют различные нарушения эксплуатационных режимов и, прежде всего, операции, сопровождаемые резким торможением или ускорением потока нефти в трубе. Еще в конце XIX в., когда в Москве и других больших городах начали прокладывать водопроводные линии, было замечено, что трубы временами рвутся, и приходится тратить много времени для поиска мест разрыва и средств на ремонт трубопроводов. Научные исследования показали, что причина разрыва труб — явление, названное гидравлическим ударом. 

Дело в том, что поначалу на трубопроводах ставились двухходовые краны, которые можно видеть в квартирах на газовых вводах. Закрытие таких кранов практически мгновенно останавливало поток воды в трубе, что сопровождалось резким скачком давления, так как тяжелая жидкость, движущаяся с немалой скоростью, обладает большой инерцией. При этом труба несколько расширяется, а жидкость, хотя и незначительно, но сжимается, — происходит гидравлический удар. 

Именно поэтому на нефте- и нефтепродуктопроводах не ставят быстро закрывающиеся краны, а используют задвижки, которые плавно перекрывают сечение трубопровода, обеспечивая не мгновенное, а постепенное торможение потока.