niedziela, 03 czerwiec 2012 11:47

Walery Wysoczański: Awarie megarurociągów

Oceń ten artykuł
(4 głosów)

rura


  dr inż. Walery Wysoczański

Jak wynika z analizy polityki panującej w budowie megarurociągów, nikt nie uwzględnia wzrastającego zagrożenia. Naukowcy milczą. Wpływ człowieka na środowisko, szczególnie w Europie Zachodniej, wyraża się tym, że zagęszcza się ilość obiektów energetycznych. Powstają przy tym sieci przesyłu energii. Rosną zagrożenia terroryzmem, szczególnie w warunkach morskich.

Ostatnie sto lat postępu gospodarki światowej, charakteryzuje się ogromnym rozwojem przemysłu energetycznego naftowo-gazowego. Świat oplatają sieci przesyłu energii, nie tylko elektrycznej, ale również ropy, gazu. Potrzeba ich przesyłania wywołała budowę rurociągów dalekiego zasięgu, o dużych średnicach. Są to rurociągi przesyłowe, magistralne lub dalekosiężne. Wymagają one ogromnych nakładów na budowę i na prace związane z eksploatacją (regenerację, renowację, remonty, itp.).

Wiedza o stanie technicznym systemu rurociągów dalekosiężnych daje możliwość przewidywania ich zachowania, a również zapobiegania awariom i katastrofom. Ważna jest ona także dla wczesnego znajdowania, wykrycia typu wad i ich oceny. Jest to nowa dziedzina nauki zwana diagnostyką stanu technicznego. Przy jej pomocy możno uprzedzać klęski żywiołowe, sytuacji awaryjne i dokonywać remonty w właściwym czasie. Okazuje się ona pomocna w utrzymywaniu optymalnej efektywności magistralnych rurociągów i obiektów do nich wchodzących.

Zauważyć należy jeszcze, że rurociągi dalekosiężne podlegają wpływowi oddziaływań siłowych oraz eksploatacyjnych, a także wpływom przypadkowym, czasem zupełnie nieprzewidywanych w projektowaniu. Zasadniczą funkcją rury oraz innych urządzeń wchodzących w skład systemu transportu mediów (ropa, gaz) jest ich zdolność do zapewnienia bezpiecznego transportu, a więc przeciwdziałanie ciśnieniu, które w nich występuje.

Zmiana stanu technicznego rurociągów jest nieuchronna i odbywa się wskutek działania czynników obiektywnych, a nieraz błędów personelu. Warto zauważyć także, że w przemyśle energetycznym, na przykład w ciepłownictwie i gazownictwie, w elektrowniach, w tym i atomowych, większość procesów technologicznych, realizujących przetwarzanie energii, odbywa się w warunkach wysokich wartości parametrów, takich jak ciśnienie, przepływ, temperatura, naprężenia itp.

Zagrożenia obiektów energetycznych oraz rurociągów i jego narastanie w czasach dzisiejszych

W zależności od stopnia wzrostu zagrożenia, przy ocenie ryzyka awarii obiektów energetycznych, w tym i megarurociągów, transportujących substancje niebezpieczne dla środowiska (ropę, ropopochodne, gaz ziemny, itp.) muszą być stosowane metody jakościowe i ilościowe. Rurociągi dalekiego zasięgu, szczególnie te, które planowane są w Europie, a przede wszystkim po dnie morskim, powinny być oceniane w sposób całościowy (integralnie). Są one, jak pokazuje awaria od 20 kwietnia 2010 r. w Zatoce Meksykańskiej, zagrożeniem globalnym.

Już na początku ich projektowania powinna być przeprowadzona ekspertyza ryzyka eksploatacji i stopień zagrożenia ekosystemu. Wyniki badań powinny trafić do niezależnych komisji arbitrażowych. Nawet państwa pochłaniające najwiękcej energii i niezaangażowane w budowę megarurociągów powinny oceniać zagrożenie ekologiczne przez nie tworzone. Zagrożenie niestety wzrasta nie tylko wraz z energetyczną ekspansją, ale ostatnio także i wskutek szantażu eksporterów ropy, gazu itp. Jak pokazała katastrofa w Czarnobylu, metoda wydobycia energii elektrycznej na stacjach atomowych, też staje się zagrożeniem globalnym, a nie tylko dla tego państwa, które z niej korzysta bezpośrednio. W zależności od wielkości zagrożeń, jakościowa ocena ryzyka awarii rurociągów, do przesyłu substancji niebezpiecznych, w literaturze krajowej, aut. Borgsiewicz A. i inne, jest punktowana w skali od jedynki do piątki. Są to zagrożenia:

1. nikłe,
2. dopuszczalne,
3. dotkliwe,
4. poważne
5. katastroficzne.

Pierwsze są spowodowane rozerwaniem rury, zazwyczaj w wyniku defektów korozyjnych, skutkują nieznaczącymi uwolnieniami produktu niebezpiecznego. Poziom ten jest znacznie niższy od dopuszczalnych granic uwolnień. Zagrożenie najwyższej skali charakteryzuję się możliwymi poważnymi zdarzeniami:

1. znaczna strata gatunków,
2. straty środowiska,
3. duże wycieki VOC, i substancji trujących (CO2, azotki, fosfaty itp.),
4. lokalna ewakuacja ludności,
5. ofiary ludzkie,
6. niszczenie noosfery.

W stosunku do czasu, ocena ryzyka awarii przesyłowych rurociągów, same zagrożenia klasyfikowane są jak:

1. krótkoterminowe,
2. długoterminowe,
3. z globalnymi skutkami.

Punktacja częstości zdarzeń podawana następna:

1 = około jednego zdarzenia na 1000 lat lub mniej;
2 = około jednego zdarzenia na sto lat;
3 = około jednego zdarzenia na dziesięć lat;
4 = około jednego zdarzenia na rok;
5 = kilka zdarzeń rocznie.

Ocena wpływu na środowisko według możliwego scenariusza uwolnienia się z gazociągu podwodnego gazu palnego (lekkiej łatwopalnej substancji, która po uwolnieniu z rurociągu będzie się unosiła nawet po schłodzeniu) podawana jest oddzielnie: dla wody morskiej, plaży (ujścia rzeki) itd. Rzeczą najgorszą jest fakt, że podmorski rurociąg niesie ze sobą największe zagrożenie, które nie może być realnie zważone a ilościowa ocena szkód jest niemożliwa. Diagnostyka rurociągów morskich jest, jak i sama likwidacja awarii, bardzo skomplikowana.

Nieosiągalność rury dla nurków, wymusza stosowane specjalnych przyrządów. Są one tak drogie, że na dzień dzisiejszy niedostępne do szerokiego stosowania, nawet przez przemysłowo najpotężniejsze państwa. Bezzałogowe pojazdy nie potrafią zlikwidować w ciągu trzech miesięcy awarii rury w zatoce Meksykańskiej. Kto może zagwarantować przy takim stanie technicznych możliwości na świecie, likwidacje awarie w głębokim, zasolonym ciepłym morzu Czarnym, czy nawet i w płytkim morzu Bałtyckim? 

Zagrożenie terroryzmem, dla megarurociągów morskich staje się ogromne. Ważnym jest fakt, że tylko metoda kontroli ciśnieniowa jest możliwa dla ujawnienia przecieków rurociągu morskiego w całości, lub jego odcinków. Inspekcja i zewnętrzna, i wewnętrzna wielokrotnie droższa niż na lądzie.

W diagnostyce niezawodności, bezpieczeństwa ekologicznego oraz innych wskaźników, które charakteryzują doskonałe funkcjonowanie gospodarki energetycznej w całym kompleksie lub osobno wziętego systemu rurociągów magistralnych, potężnych sieci przesyłu energii, niezbędne jest stworzenie odpowiednich parametrów i kryteriów wpływu na środowisko. Określone wskazówki i metodyki oszacowania szkodliwości dla środowiska, należy wykorzystać w mikroskale, na przykład, dla szacowania charakterystyk eksploatacyjnych i innych stosownie do wyposażenia technicznego w energetyce. Zwłaszcza przydatną jest metoda analizy środków i korzyści, która skłania do oceny wniosków z wpływu na środowisko.

Z punktu widzenia minimalizacji szkodliwości dla środowiska, prawidłowym byłoby dążenie do stworzenia i rozwoju na obiektach przesyłu (tłoczni gazu, przepompowni ropy, ropopochodnych itp.) agregatów i pomp, które by wykorzystywały energie niekonwencjonalną i odnawialną. Może to być energia wiatrowa, małych rzek, z wielu innych źródeł. Awaria na ropociągu „Przyjaźń” (jesień 2009), w obwodzie lwowskim, wskutek obwitych opadów śniegu, wyraźnie na to wskazuje. Wiatr i śnieg spowodowały awarie w przepompowni w Brodach oraz Karpatach w miejscowości Koziowa. Dwa rurociągi o średnice 320 i 820 mm, przestały transportować produkt do Słowacji. W Brodach była sparaliżowana dostawa produktu do Odessy.

Atmosferyczne opady w tych miejscowościach w ciągu doby prawie przekroczyły dwumiesięczną normę. Zostały uszkodzone linie elektryczne. Podniósł się także znacznie poziom wody w rzekach. Ich energia, jak i energia wiatru mogłaby być z powodzeniem wykorzystana do zasilenia przepompowni, ratować sytuację, gdy śnieg pourywał linii elektryczne. Katastrofy, awarie czy i często spotykane usterki rurociągów związane są bezpośrednio z niezawodnością oddzielnych ogniw. Uwzględnić przy tym musimy przede wszystkim ogniwa najsłabsze. Na każdym obiekcie, rurociągu czy to jego oddzielnie wziętej części liniowej, metody badania niezaradności muszą być zróżnicowane. Jednakowo, jak stosownie niezawodności technologicznej, tak i konstrukcyjnej.

Analiza systemowa pozwala podchodzić do integralnej oceny stanu bezpieczeństwa eksploatacji obiektów na podstawie osiągnięć w każdej dziedzinie badań teoretycznych i przede wszystkim doświadczalnych. Badania polowe doświadczalne często musimy przeprowadzać w warunkach ekstremalnie niebezpiecznych dla życia ludzkiego.

Przy takiej sytuacji jednak są zamykane, utajniane wyniki badań rzeczywistego stanu technicznego czy naprężeniowego konkretnego odcinka megarurociągu. Nie bierze się pod uwagę zagrożenia eksplozją. O tym świadczy awaria gazociągu w Baszkirii, ogromne straty ropy przy transporcie w USA, czy także ostatni wyciek ropy w zatoce Meksykańskiej itd. Możliwe jest, że tylko futurologia, sozologia, a przede wszystkim filozofia tworzenia nowej techniki, pomogą Unii Europejskiej, a zresztą i całemu światu, wyjść na wysoki poziom kultury wydobycia, transportowania i wykorzystania tych cennych nośników energii. Przykro, ale nawet i rozpraw doktorskich, czy i habilitacyjnych czysto teoretycznych nie eksperymentalnych, jest coraz więcej. Nic dziwnego, że tak dużo jest publikacji teoretycznych, nawet i z listy filadelfijskiej, na temat badań w warunkach laboratoryjnych, a jeszcze więcej dywagacji i teoretyzowania naokoło awarii i katastrof.

Dużo pisze się o samych wynikach badań polowych, w warunkach niebezpiecznych. Naukowe uzasadnienie problemu zmiejszania się zapasów na świecie gazu, ropy itp. Wymaga podwyższenia ekonomii i uniknięcia katastrofalnych i awaryjnych strat. Poważnych badań eksperymentalnych, zrobionych nie w sposób komputerowego modelowania i symulacji, a w ciężkich, niebezpiecznych warunkach polowych, jest coraz mniej. Nikt nie chce już za ordery i nawet tytuły działać i tworzyć nauki pod groźbą śmierci. Tak było tylko w warunkach kwitnącego, czy jak mówili „rozwiniętego” socjalizmu w Związku Radzieckim. Obecnie zapanowała wyraźna pauperyzacja wiedzy naukowej technicznej.

Na temat przyczyn i sposobów likwidacji globalnych katastrof, o zagrożeniach dla ludzi w Europie, w Ameryce i na całym świecie powinna być prowadzona dyskusja w wysoko intelektualnych kręgach komisji międzynarodowych. Przykładem takiej potrzeby jest niedawna katastrofa ekologiczna w zatoce Meksykańskiej. Zginęło przy niej 11 osób. Na szczęście 50 razy mniej aniżeli w Baszkirii.

Straty materialne jednak nie mogą być policzone do końca. Ta tragedia wyraża kryzys w państwie, oraz technologiczną niegotowość nauki światowej do wierceń w celu wydobycia ropy czy gazu na tak wielkich głębokościach. Niestety, ale katastrofy podobne do wyżej wymienionej, przy użyciu dzisiejszych sposobów opanowania złożami ropy i gazu, czy to w Iraku, czy w Afganistanie, czy na morzu Kaspijskim czy Czarnym, pogłębiają kryzys globalny.

Analiza największych awarii i katastrof

Diagnostyka techniczna obiektów wytwarzania i przesyłu energii, jak powiedziano ogólnie wyżej, pozwala rozwiązywać skutecznie problemy związane z katastrofami awariami i odmowami. Pomogą ona przy tym, w sposób wykrywania wad, od momentu ich powstawania, pozwala kontrolować kinetykę i dynamikę procesu.

Monitoring i diagnostyka są potrzebny dla wcześniejszego prognozowania zagrożeń wskutek nadmiernych przesunięć rury i jej odkształceń, w tym nadmiernych plastycznych deformacji ściany rury. Przy pomocy diagnostyki technicznej i monitoringu sytuacji na trasie rurociągów możno uprzedzić katastrofy spowodowane klęskami żywiołowymi, unikać sytuacji awaryjnych związanych ze zjawiskami egzogennymi, ze zmianą klimatu (obwity opady w tych lub innych regionach pojawiające się tornado i huragany, kwaśne deszczy i związana z nimi intensywna korozja), i nawet ze zjawiskami sejsmicznymi.

Znając realną sytuację, mając możliwość przewidywać zmiany stanu naprężeniowego rurociągów czy innych obiektów, możno urzeczywistnić ich remont we właściwym czasie. Diagnostyka techniczna okazuje pomoc w podtrzymywaniu optymalnej efektywności otwartych systemów technicznych w całości i oddzielnych obiektów, a w tym i różnego typu rurociągów. W zakresie oddzielnie wziętych, należących do tych obiektów węzłów (zawory, krany, kształtki itp.), nawet i ich elementów (spoina, zgrzeina, szpilka itp.), jest ona, jak udowodniono będzie dalej, też bardzo ważna.

Przyczyny odmów części liniowej rurociągu można podzielić na trzy rodzaje:

1. awaryjna, wskutek przejawu zbyt wysokich deformacji, odkształcenia, wpływów temperaturowych, innych obciążeń statycznych i dynamicznych, działania procesów egzogennych, degradacji struktury, lub destrukcji metalu ścian rury, zniszczenie korozyjne, erozyjne, zmęczenie metalu ścian rury itp.;

2. przed remontem zaplanowanym, kapitalnym w celu całkowitej wymiany rury, jej regeneracji renowacji z zastosowaniem różnych schematów, technologii, materiałów itp.;

3. będąca rezultatem złej sytuacji, niskiego poziomu niezawodności przed rozpoczęciem eksploatacji nowo wybudowanego rurociągu.

Ważnym jest podwyższenie niezawodności organizacyjno-technologicznej budowy rurociągów. Cel jest jeden, aby unikać lub obniżyć do minimum, chociaż by tę ostatnią trzecią przyczynę. Diagnostyka i kontrola w czasie budowy części liniowej rurociągu, w różnych państwach jest finansowana w zależności od możliwości technicznych, od kultury pracy i wielu innych czynników. Na przykład, w USA do niedawna, wydawano dwa razy więcej pieniędzy niż nawet i w rozwiniętych technicznie państwach Europy Zachodniej na diagnostykę w czasie budowy rurociągu. Ciekawy jest przy tym fakt, że awarie rurociągów w czasie eksploatacji, jednak występują z przyczyn nieprzewidywanych we wszystkich państwach świata.

Metoda analizy systemowej pozwala rozdzielić rurociąg na elementy konstrukcyjne, szeregowo łączące się, w zależności od ważności pełnionych przez nich funkcji. Przez ekspertów uwzględnione są współczynniki ważności tych ogniw, w tym (typ rury, kompensatora, kolana, armatury itp.). Ze znanych sprawdzonych wzorów obliczenie niezawodności eksploatacyjnych, opierając się na tych współczynnikach określamy konkretny obiekt lub system w całości. Takie podejście pozwala sformułować kryteria odmów słabych i innych ogniw.

Awarie powiązane z naruszeniami eksploatacji rurociągów

Przyczyną odmów, awarii czy katastrof, w świecie, często są naruszenia, błędy przy projektowaniu, budowie, obsłudze, remoncie. Obciążenia eksploatacyjne i przekraczanie dopuszczalnych na rurociągach parametrów, często jest tylko ta zapałka do beczki prochu, czyli wcześniejszych naruszeń, błędów, pomyłek. Przykładem tego była jedna z ostatnich awarii (23.XII 2010) – pożar nafty w obwodzie brzeskim na rurociągu przyjaźń na 407 km białoruskiego odcinku, trwał około czterech godzin. Prawdopodobnie przyczyną było uszkodzenie rury w czasie wcześniejszych prac remontowych. Jest to przestrogą dla Europy. Dla Polskiej przede wszystkim sygnał o potrzebie podwyższenie bezpieczeństwa energetycznego.

Jak pokazała analiza literatury krajowej i zagranicznej dotyczącej przyczyn awarii rurociągów i ich skutków, bezpośrednie badania sytuacji na dzielnicach rurociągów, zagrożonych awarią, przeprowadzone przez autora badania przyczyn awarii i katastrof w warunkach polowych realnych, problem zapewnienia bezpieczeństwa i niezawodności jest wieloplanowy? Doświadczenie pozwoliło autorowi wybrać najwięcej obiektywny metody badań eksperymentalnych, weryfikować nimi analityczne rozwiązywanie zadań trwałości. Wdrożenie przyrządów i metodyk pomogło zapobiec sytuacjom awaryjnym i katastrofom. Na podstawie badań doświadczalnych w warunkach polowych, wysokowyspecjalizowanych laboratoriów, udało się zweryfikować nieraz i niedokładne współczynniki norm projektowania. Pomogło to, aby uniknąć drogich operacji i ciężkich w sensie technologicznym, przy spawaniu w niskich temperaturach itp.
Przy nieprawidłowym sposobie podejmowania decyzji nawet i sama diagnostyka, z zastosowaniem tłoków inteligentnych, może w niektórych przypadkach wspomagać gwałtownemu zniszczeniu rurociągu. Paradoksalnie, ale badania części liniowej rurociągu w celu podwyższenia jego bezpieczeństwa ekologicznego i niezawodności nieraz mogą przyspieszyć awarię. W analizowanym wypadku powodem było spadnięcie z podpór gazociągu o średnicy 1420 mm na jednym z ukraińskich odcinków megagazociągu. Przy sprawdzaniu trwałości mechanicznej, z zastosowaniem tłoka, rura poleciała z podpór. Straty materialne były dość znaczące. Na szczęście obydwie awarie nie pochłonęły życia ludzkiego, jak to miało miejsce wcześniej, na gazociągu „Braterstwo”. W płomieniu zginęło około dwudziestu ludzi. Znacznie tragiczniejszy skutki awarii były w Baszkirii, na platformach wiertniczych w Norwegii i na obiektach innych państwach świata.

Najgrożniejsza katastrofa gazociągu w Baszkirii (Federacja Rosyjska)

Najstraszniejsza w historii eksploatacji rurociągów katastrofa miała miejsce na gazociągu w byłym Związku Radzieckim, w roku 1989. Pochłonęła i okaleczyła ona ponad 1200 osób. Przyczyną był wyciek gazu z rury w pobliżu kolei transsyberyjskiej, na odcinku Asza-Ufa. Tragedia miała miejsce po eksplozji gazu w momencie, gdy w miejscu skupienia uwolnionego z rury gazu mijały się dwa pociągi pasażerskie. Iskry z pod kół spowodowały pożar. Spłonęło ponad 600 pasażerów (są dane prasowe o 650 ofiarach), a 568 zostało rannych, bo palił się nadal gaz, który wydostawał się z rury.

Przyczyną wycieku było uszkodzenie rurociągu w roku 1985 przez koparkę. Z czasem nieszczelność stała się tak duża, że stężenie gazu sięgnęło stanu krytycznego. Od tego fatalnego dnia w byłym Związku Radzieckim nic nie zrobiono w kierunku paszportyzacji miejsc, gdzie istnieją podobne zagrożenia. Nie stworzono punktów kontroli stężenia niebezpiecznych wybuchem gazów w miejscach autostrad, kolej, farwaterów statków, nie zbadano realnego stanu zagrożeń. Poziom bezpieczeństwa ekologicznego, zagrożenia technogennego, (terminologia z języka dokumentacji normatywnej), pozostawały bardzo niskie. Jak i możno było oczekiwać, po tym nastąpiła  w tym państwie seria awarii. Teraz już nie tylko w Syberii czy w Baszkirii, a i w części europejskiej, gęsto zaludnionej.

Katastrofy i awarie rurociągów na kontynencie amerykańskim

Groźne katastrofy i awarii w warunkach Ameryki, związane z rurociągami w większości nie z gazem, a z ropą i jej pochodnymi. W 1993 roku w Wenezueli, przyczyną śmierci 50 pasażerów dziewięciu samochodów i autobusu, była eksplozja gazu.

Transportowanie ropy w USA z Alaski, przy pomocy tankowców, spowodowało, że w marcu 1989 roku jeden z nich, megatonażowy tankowiec „Exxon Valdez”, osiadł na skalistym wybrzeżu Alaski. Kapitan był pod wpływem alkoholu, w czasie awarii nie było go na miejscu. Z kadłuba wtedy wydostało się do wody aż 42 mln litrów ropy. Straty od zanieczyszczeń były rekordowe w Ameryce Północnej.

Kolejny w USA wyciek, tym razem z ropociągu, 2429 metrów sześciennych ropy, miał miejsce w 1990 roku w okolicy Nowego Jorku. Ropa trafiła do kanałów Artur Kill i naraziła budżet państwa na ogromne straty. W następnym roku, aż 57 800 metrów sześciennych ropy wylało się w Minesocie. Wyciek paliwa z rurociągu „Colonial” spowodował zanieczyszczenie wielu kilometrów rzeki Enorre. Bieda dotknęła ludzi korzystających z pobierania wody pitnej. Sto tysięcy litrów ropy wyciekło na Alasce z rurociągu i w 2006 roku. Porównując awarii i katastrofy największych rurociągów w USA z tymi, w byłym ZSRR, warto zauważyć, że w tych samych czasach, przykładowo w 1992 roku, w warunkach ropociągów postradzieckich było aż 800 awarii. Straty, na szczęście, były nie aż tak duże. Wyniosły około 10 000 metrów sześciennych produktu transportowanego. W byłym ZSSR powódź w 1994 roku spowodowała awarie i stratę aż ponad 300 000 metrów sześciennych ropy.

Często jest tak, że tylko pożar pozwala ujawnić wycieki ropy na mało zaludnionych kontynentach, jak np. w Syberii, Azji, Ameryce Południowej, na północy USA itp. Osuwiska, erozja itp. są wielkim niebezpieczeństwem dla rurociągów jak i dróg, czy innych liniowych obiektów energetycznych.

Awarie rurociągów w Karpatach

W Karpatach przyczyną główną awarii i katastrof gazociągów magistralnych o dużej średnicy, w tym nawet i 1420 mm i ropociągów o średnicach nieco mniejszych (530…820 mm) wywołane są niską jakością wykonywanych robót budowlanych, a także działaniem procesów egzogennych (osuwiska, erozja, sieli, itp.). Często nakładane są te wpływy na niską jakość wykonania robót spawalniczo-montażowych.

W ten oto sposób nałożenia się kilku czynników, jak warunki górski surowe przy budowie, negatywne wpływy przy eksploatacji rurociągów procesów trudno przewidywanych egzogennych itp. wywołują, odmowy, awarii i katastrofy. Nieraz i złe warunki klimatyczno-atmosferyczne budowy, remontu itp. też dokładają swoją negatywną role. Procesy negatywne wspierane są działaniami sejsmicznymi.

W górach zazwyczaj ochrona antykorozyjna zarówno pasywna, jak i aktywna są niewystarczające. Pojawiają się przypadki jej niszczenia przez ludzi. Słabnie ona jak z czasem, tak i od wpływów zelektryfikowanych kolei. Wpływy różnego rodzaju agresywnych substancji, takich jak siarka itp., który są w transportowanym produkcie przyspieszają korozje. Zagrożenie w podobnych jak ta sytuacja rośnie, bo budują nowe sieci elektryczne, rośnie kwasowość gruntów, wód powierzchniowych, opadów itp.

W jednym z przypadków, przy samej kolei, podobno jak i w Baszkirii, eksplodował jeden z dwóch równoległych gazociągów „Bratstwo”. Przy dwupasmowej, kolei zelektryfikowanej znaczenie międzynarodowe, na jej odcinku Stryj-Czop, niedaleko sanatorium „Karpaty”. Tym razem awaria miała miejsce już w bardzo zaludnionej części Karpat. Gazociąg o dużej średnicy, za przejściem pod rzeką, blisko torów, miała miejsce eksplozja, w wyniku uszkodzenia ściany rury korozją.

Działanie osuwisk na gazociąg przesyłowe o średnice 1420 mm w obwodzie Zakarpackim, jest typowym dla rurociągów w Karpatach. Osuwiska tego typu bardzo często skutkują awariami, nieraz i tragediami; ofiarami ludzkimi, a także i ogromnymi stratami materialnymi. Wyjątkowa odpowiedzialność niosą megarurociągi w warunkach gęsto zasiedlonych rejonach Ukrainy Zachodniej, Słowacji, Czech, Węgier, częściowo Polski.

Jak pokazuje doświadczenie badań polowych oraz modelowanie zginania rur, badanie wyciętych próbek w warunkach laboratoryjnych przeprowadzonych przez autora, w zależności od charakterystyk plastycznych stali, sztywności rurociągu, mamy różne zjawiska jego zachowania. Skutki awarii zależą ot typu rury, obciążenia, wielu innych czynników. Najgorszą trwałością przy działaniu osuwisk i nie tylko, charakteryzują się gazociągi zbudowane z rury spiralnej. Wielkim błędem była próba stosowania rur wielowarstwowych. W celu naukowego rozwiązania problemów bezpieczeństwa ekologicznego, uniknięcia podobnych do wyżej wymienionych, lub do straszniejszych katastrof, nie wolno żałować środków na badania polowe, bo straty w wyniku awarii mogą być wielokrotnie większe. Aby nie dochodziło do sytuacji awaryjnych rurociągów przesyłowych, chociaż by na najbardziej niebezpiecznych odcinkach, jest obowiązkiem państwa, wspierać badania naukowe z zastosowaniem metod doświadczalnych. W kontekście zagrożeń ze strony obiektów energetycznych, służących do przesyłu energii przez Karpaty Ukraińskie, warto podkreślić element masowego starzenia się sieci przesyłu ropy i gazu. Służyć mogą tylko około 30 lat. Ponieważ w tej części Europy epoka budowy rurociągów przesyłowych miała apogeum pod koniec zeszłego stulecia, to są one obecnie eksploatowane w większości z resursem wyczerpanym.

Ponieważ najpotężniejsze z rurociągów w Karpatach były zbudowane, jak powiedziano wyżej, 30 i więcej lat wstecz, to wymagają oni szczegółowego podejścia w diagnostyce. Ich zagrożenie gwałtownie rośnie. Zgodnie z dokumentami normatywnymi dla nich resurs dawno został wyczerpane. Okres ich użycia, czyli wykorzystanie po przeznaczeniu, w chwili obecnej, jednak nie zakończył się. Kontrola stanu technicznego takich rurociągów, przy ich eksploatacji, z zastosowaniem najnowszych osiągnięć światowych w diagnostyce stanu technicznego, jest bardzo ważna. Należy zwrócić uwagę, że akurat akustyczne metody w diagnostyce i kontroli (jak aktywne tak i pasywne) zdobywają dużą popularność. Jest jeszcze dużo do zrobienia na polu nauki. Metody akustyczne diagnostyki są w wielu państwach priorytetowe.

Katastrofa ekologiczna ropociągu pod Wisłą

Awarie zauważono o godzinie 16:00, 10 grudnia 2007 roku. Na dnie Wisły, koło Nieszawy, pod Aleksandrowem Kujawskim, wyciek oleju napędowego wywołał na powierzchni rzeki trującą plamę. Jej długość to kilka kilometrów, a szerokość około 300 metrów. Awaria rurociągu pod Wisłą o średnicy 320 mm miała charakter zupełnie inny, aniżeli podany w prasie. Rurociągiem produkt ropopochodny transportowany był z Płocka do Nowej Wsi Wielkiej. Migracja koryta Wisły i jego pogłębianie się, w wyniku wpływów antropogenicznych, spowodowała zwisanie rury nad powstałym pod nią szerokim zagłębieniem.

Rozciąganie rurociągu ze zginaniem i skręcaniem, spowodowało w efekcie jego zniszczenie. Siły tnące i naprężenia styczne wywołane parciem przydennego strumienia wody, negatywny efekt skręcania rury i naprężenia własne w strefie spoiny wywołały awarię. Obliczenia trwałości mechanicznej, z uwzględnieniem ciśnienia transportowanego produktu, jego wagi, jak i inne parametry, które były brane pod uwagę na etapie projektowania, przy obliczeniu trwałości mechanicznej rury w gruncie, w przypadku odsłonięcia się rurociągu i zadziałania ogromnej siły tnącej, stały się niewystarczające. Należy także wskazać na długi okres eksploatacji rurociągu. Spowodowana czasem i wpływami transportowanego produktu kruchość spoiny, degradacja struktury (energia zniszczenia jest w tym miejscu bardzo niska), efekt negatywny korozji naprężeniowej oraz wodorowej, możliwa w dodatku do tego i erozja, spowodowały katastrofę. Przyczynami były wpływy antropogeniczne:

• w wyniku zmiany poziomu Wisły;
• stworzenia nowych linii przesyłowych elektrycznych.

Miasta jak Sandomierz, Warszawa tak i inne nie powinni mieć w miejscach zagrożonych powodzią, takiej konstrukcji mostów, których by mogli znieść płynące rzeką obiekty. Jak nadwodne mosty, tak i nadwodne podwodne rurociągi, itp. poddawany są wielkiemu zagrożeniu w czasach ogromnych powodzi.

Na szczęście most Syreny w Warszawie był rozebrany jeszcze przed powodzią. Gwałtowna zmiana poziomu gruntowych wód, wskutek intensywnych opadów deszczu i powodzi spowodowała także i groźne wypieranie, w dużych konglomeracjach, różnego rodzaju gazowych i innych pojemników. Zaobserwowano wypieranie z ziemi dużych rur, także i deformowanie fundamentów, ścian itp. Zmienił się stan obciążeń wielu energetycznych obiektów, budowli, instalacji rurowych gazowych, zbrojenia w żelbecie, kratownic dachów itp.

Zagrożenia katastrofami rurociągów morskich

Jak wynika z analizy polityki panującej w budowie megarurociągów, nikt nie uwzględnia wzrastającego zagrożenia. Naukowcy milczą. Wpływ człowieka na środowisko, szczególnie w Europie Zachodniej, wyraża się tym, że zagęszcza się ilość obiektów energetycznych. Powstają przy tym sieci przesyłu energii. Rosną zagrożenia terroryzmem, szczególnie w warunkach morskich. W pobliżu od megarurociągów muszą jednak żyć i funkcjonować w zagrożeniu ludzi. Na lądzie awarii i katastrofy nie są na tyle niebezpieczny jak w warunkach morza czy nawet i rzeki. W przypadku katastrofy, jak miało to miejsce przy wydobyciu ropy w zatoce Meksykańskiej w czasach dzisiejszych, cierpią państwa małe. Budowa gazociągu na dnie Bałtyku, jest groźniejsza dla państw małych, jak Estonia. Haiti, im podobne państwa są zakładnikami polityki globalnej Rosji, USA itd.

Analiza funkcjonowania rurociągów, innych obiektów wydobycia, transportu, przeróbki węglowodorów (ropy, gazu, węgla itd.), pokazuje, że bezpieczeństwo ekologiczne awarii i katastrof, przy tym i globalnych z nimi, związanych, nie zależy do końca od tego, kto projektował, budował czy eksploatuje ten obiekt. Kwitnące piractwo w warunkach morza, zagrożenie dywersyjne, terrorystyczne w tych warunkach dla środków transportu gazu, ropy itp. musi być brane do uwagi. Przy tym dla megarurociągów morskich jest ono szczególnie niebezpieczne.

Megagazociąg morski „Nord Stream” o średnicy 1420 mm był zaplanowany jeszcze w latach 90. Umowa pomiędzy „Gazpromem” „E-ON-Ruhrgas” i BASF podpisana została 29.08 2006 roku. Dwie nitki powinni transportować na odcinku 1220 km, z nich 1189 km na dnie morza, 55 miliardów metrów sześciennych gazu. Początek od punktu Babajewo do Wyborga, potem przez strefy ekonomiczne Danii, Szwecji, Finlandii na dnie morza do Lubmina k. Greifswaldu. Było by to może inaczej, gdy by Bałtyk nie był wspólnym dobrem Europy i świata. W danej sytuacji za zagrożenie odpowiadają wszyscy, czyli nikt konkretnie. Wiadomo, że za niebezpieczeństwo nie ma kary sądu publicznego, ale jest kara natury. Ostatnia jak wiadomo, nie przebacza błędów. Ona odpłaca za nasze grzechy i mści. Dania, zatem Szwecja i ostatnia Finlandia uległy presji. Projekt podtrzymał skorumpowany premier Finlandii i Europa poddała się politycznej menażerii tańczącej naokoło gazu. W konsorcjum 51% udział „Gazpromu”. Firma holenderska „N.N. Nederlandes Gasunie” ma udział 9%. Pozostały udział w tym bardzo drogim projekcie mają firmy niemieckie.

Projekt jest polityczny, a nazywając rurociąg północny na dnie Bałtyku pomocniczym dla Europy nie mówi, jakie zagrożenie on ze sobą niesie. Nie ma obliczeń na ile droższy gazociąg prowadzone po dnie morza od lądowego w eksploatacji. Nikt nie obliczył ceny szkody, jaką może przynieść jego awaria. Nie oszacowano możliwych strat przy niej. Energetyczne bezpieczeństwo naszego państwa po raz kolejny jest w zagrożeniu. Jeden z naszych wpływowych polityków dał gazociągowi nazwę: imienia Ribbentropa-Mołotowa.

Ani Estonia, ani Polska, czy inne państwo nie może stać się zakładnikiem innych interesów. W czasie eksploatacji rurociągu na dnie morza Bałtyckiego zagrożeniem stanie się dla marynarki, zniszczy ekosystem w przypadku awarii. Jak pięknie by nie był on owijany w propagandową bawełnę, skutki jego awarii mogą być nieprzewidywalnie groźne. Bałtyk nie może być terenem prywatnym. Morze jest ciągle w dynamice. Dziś ono grozi temu, kto z mega gazociągu nie czerpie korzyści Może zniszczyć dobra i życia Polaków, innych państw związanych z Bałtykiem terytorialnie.

Aby odwrócić zaniepokojenie Europy (konsumuję ona teraz 420 miliardów metrów sześciennych gazu), rozpoczęto rozmowy o megarurociągach na dnie Morza Czarnego. O średnicy 1420 mm dwie nitki powinny transportować 63 miliardów metrów sześciennych gazu. Jak i na dnie Bałtyku, od tłoczni „Rosyjska” na zachodnim wybrzeżu morza Czarnego do Bułgarii proponują budowę 900 km dwunitkowego morskiego megarurociągu.

Projekt NABUCCO jest blokowany. Szantaż jest na razie narzędziem skutecznym. Rosja jakoby dysponuje zapasami 47,57 bln metrów sześciennych gazu. Obiecują w ten sposób zamianę 120 miliardów metrów sześciennych gazu przez Ukrainę, (bo tam gaz rzekomo kradną), bo nie chce płacić Białoruś, na gaz pompowane czterema grubymi morskimi rurami. Europa jak zawsze kokietuje, jak napudrowana babcia. O tym, że 30 miliardów metrów sześciennych gazu można podawać równolegle do Jamału I, co było przewidywano od dawna, wszyscy milczą. Na razie Jamał 1 transportuje rocznie tylko 22 miliardy metrów sześciennych gazu.

Wydobycie gazu w trudnych warunkach staje się nierentownym. Polska musi ratować sytuacje, opierając się na własne bogactwa. A takie są! Wolna amerykanka w stylu działań w zatoce Meksykańskiej, daje się znać i Europie. Po możliwej katastrofie megarurociągów morskich, jak i po tragedii czarnobylskiej sprzątać będą, musiały wnuki nasze. Analizując projekt NABUCO jak znacznie bezpieczniejszy, zauważyć należy, ze jest on także i znacznie tańszy (7,9 miliardów $ USA). Długość rurociągu to 3,3 tyś km, z tego około 2 tys. km terytoriów Turcji. Od Baku do Erzurum odcinek jest już zbudowany.

W celu podwyższenia bezpieczeństwa ekologicznego w czasie budowy oraz eksploatacji megarurociągów w warunkach oceanu, morza, nawet jezior i rzek muszą być tworzone specjalne międzynarodowe instytucje nadzorujące. Wzrastające wymagania dotyczące bezpieczeństwa eksploatacji niebezpiecznych obiektów energetycznych, a takimi są sieci przesyłu substancji trujących, a szczególnie megarurociągów w warunkach morza, tworzą konieczność kompleksowego określenia ich stanu technicznego. Oceny szkód i zagrożeń według najgroźniejszych, na jaki mogą być narażone scenariuszy.

Stworzenie wiarygodnego modelu stanu naprężeniowego, chociaż by najsłabszych ogniw, a takimi są na przykład spoiny obiektów energetycznych podczas eksploatacji, ma najważniejsze znaczenie dla określenia czasu bezawaryjnej niezawodnej pracy obiektu. Jest arcyważnym dla przyjęcia i następnie prawidłowego rozwiązania zadania o warunkach jego eksploatacji. Często biznes i reklama wypierają jednak naukową myśl z przemysłu. I tylko ogromne zniszczenia, awarie, katastrofy z powodu naruszeń w eksploatacji, niskiego poziomu kontroli jakości, przy budowie, w tym prac spawalniczych, zmuszają świat biznesu do zastanowienia się nad odpowiedzialnością. Za bezpieczeństwo megarurociągów morskich, platform wiertniczych podobno jak i elektrowni atomowych, obiektów przemysłu naftochemicznego powinna odpowiadać światowa, niezależna od polityki nauka. I prawnicy, i technolodzy, niezależne służby kontrolno-pomiarowe powinny jednakowo karać i małe, i duże państwa za winę w podejmowaniu ryzykownych decyzji. Nie wolno ulegać presji, szantażowi, a tym więcej powtarzać pomyłek komunistyczno-faszystowskich czasów.

Pełny tekst, wraz z technicznymi analizami, ukazał się w ostatnim numerze czasopisma  RUROCIĄGI POLISH PIPELINE JOURNAL


Literatura
[1] Das Potential der sonnenergie in der EU. Eurosolar, Bonn, 1994.
[2] John Browne. Addressing climate change. А speech by the Chief Executive of BP delivered to Stanford University, California, 1997.
[3] Commission of the European DGXVII. The European renewable energy study. Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg, 1994, volume 1, p.38.
[4] Perspektiven fur die Windenergie. Betrachtungen der europaischen Windenergie in Amsterdam // Windkraft J. – 1991. – 11, N3.
[5] O’Dell. Long Term Demand: What Are the Key Determinants? – Energy for our Common World, Tokyo, 1995.
[6] Wysoczanski W.W. „Razrabotka pribora kontrola napriażonnowo sostojanija mietałła i konstrukcij, Iwano-Frankowsk, konf. aspirantow i st. IFING, 1979.
[7] Wysoczanskij W.W., Sowierszenstwowanije tiechnoіogii stroitielstwa magistralnych truboprowodow diamietrom 1420 mm w gornych usłowijach Karpat, Iwano-Frankowsk, konf. aspirantow i studentow, Ufa 1981.

 

Czytany 8744 razy Ostatnio zmieniany czwartek, 30 październik 2014 00:04