کتاب تعیین ‏حریم‌ ‏ایمنی ‏خطوط ‏لوله ‏گاز ‏ترش

مقدمه 7
فصـل اول 13
کلیات 13
ضرورت مطالعات ایمنی 14
تعاریف 15
اهداف مطالعه 15
محدوده عمل 16
فصـل دوم 17
مواد و روشها 17
تشریح روش کار 17
اهداف و نتایج قابل انتظار 18
تخمین تکرارپذیری 19
منابع تکرارپذیری نشتی‌ها 20
تجزیه و تحلیل داده‌ها 20
بومی‌سازی داده‌های تکرارپذیری 20
تجزیه و تحلیل پیامد 21
انواع پیامدهای محتمل 21
پخش مواد سمی 22
آتش ناگهانی 22
آتش فورانی 23
احتمال وقوع پیامدهای مختلف 23
معیار سنجش آثار ناشی از آتش 24
معیار سنجش آثار ناشی از پخش مواد سمی 25
شرایط آب و هوایی و جغرافیایی 27
فصـل سوم 35
مفاهیم و محاسبه ریسک 35
نتایج ارزیابی ریسک در قالب ریسک فردی 35
نتایج ارزیابی ریسک در قالب ریسک جمعی 36
ریسک‌های معیار 38
ریسک جمعی 39
اندازه نشت 40
مشخصات خطوط لوله گاز ترش در منطقه تنگ بیجار 41
تقسیم بندی نواحی خط لوله 43
توزیع جمعیت 43
مشخصات فنی و فرایندی خطوط لوله 44
تخمین تکرار‌پذیری سناریو 47
عوامل مختلف حوادث در خطوط لوله 47
بانک اطلاعاتی داده‌ها 48
بانک‌های اطلاعاتی مناسب برای خط لوله مورد مطالعه 48
بانک اطلاعاتی بریتیش کلمبیا 49
بانک اطلاعاتی حوادث مربوط به خط لوله گاز اروپا 52
محاسبه تکرارپذیری عوامل حوادث 54
عامل خوردگی 55
عامل نقص در ساخت و تولید/ نقص در جنس لوله 58
عامل ژئوتکنیک 58
عامل دخالت خارجی 59
فعالیتهای شرکتی 59
فعالیت‌های شخص ثالث 63
عامل فعالیت‌های تروریستی 66
سایر / ناشناخته 67
تکرارپذیری کلی خرابی خط لوله انتقال 67
توزیع اندازه سوراخ 67
اندازه و جهت نشتی برای سناریو 68
فرضيات مطالعه 69
فصـل چهارم 71
نتایج حاصل از ارزیابی پیامد 71
فصـل پنجم 81
نتایج ارزیابی کمی ریسک 81
منـابع و مآخـذ 85
منابع فارسی 85
منابع غیر فارسی 86

بومی‌سازی داده‌های تکرارپذیری
جهت دستیابی به داده‌های دقیق باید از داده‌های تکرارپذیری لوله‌های مشابه (سایز، ضخامت، جنس، عمر، فشار) با سیال یکسان و شرایط محیطی و نگهداری یکسان استفاده نمود. اما دستیابی به سوابق داده‌های مربوط به لوله‌های با جزئیات ذکر شده بسیار بعید به نظر می‌رسد. حتی اگر داده‌هایی با ‌این دقت پیدا شود، میزان دقت و تجربه تیم نگهداری از خطوط لوله با مقادیر ارائه شده در مراجع متفاوت بوده و بنابراین نتایج متفاوتی را در پی خواهد داشت. لذا جهت محاسبه ریسک مربوط به خط لوله‌ای خاص باید تنظیمات و اصلاحاتی بر روی داده‌های برگرفته از مراجع صورت گیرد. ضرایب در نظر گرفته شده با در نظر گرفتن شرایط تنگ بیجار و با لحاظ نمودن نظرات بخش عملیات استخراج می‌گردد.
جهت بومی‌سازی داده‌های تکرارپذیری، شاخص‌های زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:
تأثیر نوع سیال داخل لوله:
– تأثير عمق دفن حفاری
مشکلات حین ساخت و نصب:
– تأثیر پیگ رانی
– تأثير مخاطرات طبیعی از قبیل زلزله، طوفان، سیل
– تأثير خرابکاری.
تجزیه و تحلیل پیامد
جهت مدل ازی پیامد ناشی از نشت گاز در خطوط لوله چند سناریو متفاوت در نظر گرفته می‌شود. بعد از جمع‌آوری کلیه اطلاعات مورد نیاز در مورد خطوط لوله و اختصاص شرایط آب و هوایی نمونه مدل‌سازی انجام می‌گردد.
هدف اصلی از مدل‌سازی پخش مواد در محیط، تخمین غلظت ماده رها شده در محیط در جهت‌های سه گانه و در طول زمان می‌‌باشد. عوامل زیادی مثل پایداری جوی، سرعت باد، ارتفاع رهایش مواد و… وجود دارند که بر پخش مواد در محیط مؤثر هستند. ماده سمی عمده مورد بررسی در خط لوله منطقه تنگ بیجار، گاز سولفید هیدروژن می‌‌باشد. در‌ این مرحله از مطالعه مراحل مختلف مدلسازی توسط نرم‌افزار تحليل مخاطرات فرایندی انجام می‌شود. ‌این مراحل عبارتنداز:
• رهایش و پخش گاز آتش گیر
• پیامدهای گوناگون آتش شامل آتش فورانی ، آتش کروی، آتش ناگهانی
• پیامدهای ناشی از پخش گاز سمی هیدروژن سولفید.
انواع پیامدهای محتمل
پیامدهای محتمل برای رهایش گاز و مایعات گازی در اثر نشت در خطوط لوله گاز ترش شامل آتش ناگهانی، آتش فورانی و رهایش مواد سمی است. که هر کدام به طور جداگانه شبیه‌سازی خواهند شد. لازم به ذکر می‌‌باشد با توجه به ‌اینکه تجمع گاز آتش گیر در اطراف خطوط لوله امکان پذیر نمی‌‌باشد در مورد سناریوهای خطوط لوله، احتمال پدیده انفجار ابر بخار آتش گیر بسیار پایین می‌‌باشد، بنابراین در ارزیابی پیامد و ریسک لحاظ نمی‌گردد.
پخش مواد سمی
هدف اصلی از مدل‌سازی پخش مواد در محیط، تخمین غلظت ماده رها شده در محیط در جهت‌های سه گانه و در طول زمان می‌‌باشد. عوامل زیادی مثل پایداری جوی، سرعت باد، ارتفاع رهایش مواد و … وجود دارند که بر پخش مواد در محیط مؤثر هستند.
آتش ناگهانی
یک احتراق غير انفجاری ناشی از ابر گاز تشکیل شده از ماده قابل اشتعال منتشر‌شده در هوای آزاد می‌‌باشد و‌ این در حالی است که مخلوط شدن قسمتی از ابر گازی با هوا برای ‌ایجاد ‌این نوع آتش‌سوزی الزامی است. آتش‌سوزی ناگهانی در زمانی که گاز به طور یکنواخت در محیط پراکنده شده باشد و سرعت شعله‌های آن دارای شتاب کافی برای‌ ایجاد تاثیرات فشاری نباشد غیر انفجاری است اما در صورتی ابر گازی قابل اشتعال که در یک محیط متراکم نظیر اتاق مخازن، به طور آشفته و غیریکنواخت تجمع یافته و با یک جرقه تأخیر دار همراه شود سبب‌ ایجاد انفجار ابر گازی می‌شود.
آتش‌سوزی ناگهانی معمولا بیشتر از چند دهم ثانیه طول نمی‌کشد و سرعت شعله آن کم و در حدود چندین متر بر ثانیه است لذا تأثیرات ناشی از تشعشعات حرارتی آن در مقایسه با سایر آتش‌سوزی‌ها پایین می‌‌باشد. محدوده شعله‌ این آتش‌سوزی بین نصف حد پایین اشتعال و محل خروج گاز در نظر گرفته می‌شود. ‌این نوع آتش‌سوزی معمولا سطح گسترده‌ای را در بر می‌گیرد و سبب کاهش اکسیژن در محیط می‌شود. اکثر خطرات مربوط به آتش‌سوزی ناگهانی به دلیل تشعشعات حرارتی و تماس مستقیم با شعله می‌‌باشد. در ‌این نوع آتش‌سوزی، احتراق معمولا از قسمتی که با هوا مخلوط شده و دارای مقادیر بیشتر اکسیژن می‌‌باشد (سطوح خارجی ابر گازی) آغاز شده و به قسمت‌هایی که دارای غلظت بیشتری از گاز هستند (سطوح داخلی ابر گازی) سرایت پیدا می‌کند.
آتش فورانی
این نوع آتش معمولا از احتراق مواد قابل اشتعالی به وجود می‌‌اید که در حال خروج از یک منبع تحت فشار بوده و منبع‌ ایجاد جرقه نیز در محیط وجود داشته باشد. سرعت خروج مواد اشتعال پذیر تأثیر زیادی بر روی نوع آتش‌ ایجاد شده دارد زیرا در ابتدا سرعت خروج باید به اندازه‌های بالا باشد که بتواند مقادیر قابل توجهی از هوا را وارد جت بکند و ثانیا شعله در نقطه‌ای پایدار می‌شود که سرعت شعله مساوی با سرعت موضعی مخلوط شدن گاز باشد.
زمانی که سرعت تخلیه مواد اشتعال پذیر افزایش پیدا می‌کند، میزان هوای همراه سوخت نیز افزایش پیدا کرده و در نتیجه غلظت سوخت در جت کاهش پیدا می‌کند. محل تشکیل شعله از محل تخلیه سوخت دورتر می‌شود و در نهایت ممکن است شعله به اندازه¬ای از محل تخلیه دور شود که در آن نقطه غلظت سوخت پایین تر از حد پایین اشتعال پذیری بوده و در نتیجه خاموش شدن شعله اتفاق افتد. در مدل‌سازی آتش فورانی تشعشعات حرارتی تنها عواملی هستند که به عنوان خطرات ناشی از این نوع آتش‌سوزی مورد بررسی قرار می‌گیرند.
هدف از مدل‌سازی آتش فورانی دستیابی به قطر جت و نرخ تابش حرارتی از جت سوزان در هر نقطه دلخواه می‌‌باشد. پیامدهای ناشی از جت آتش بر اساس میزان تشعشع‌ ایجاد شده ارزیابی می‌گردد. لازم به ذکر است که محدوده میزان تشعشع ۳۷ کیلو وات بر متر مربع ناشی از آتش که سبب آسیب‌های شدید به انسان می‌گردد در نمودارهای مدل‌سازی هر واحد عنوان شده‌اند.

مفاهیم و محاسبه ریسک
پس از تعیین مقادیر تکرار‌پذیری و میزان شدت ناشی از وقوع سناریوهای مختلف، ریسک ناشی از پیامد با توجه به میزان احتمال وقوع محاسبه می‌گردد. از آنجایی که در مطالعات ارزیابی ریسک تنها پیامدهای انسانی مورد بررسی قرار می‌گیرد، بنابراین میزان شدت پیامد حوادث را بر اساس احتمال آسیب جدی و مرگ افراد در نظر گرفته می‌شود که حاصلضرب مقدار احتمال بدست آمده با تکرارپذیری وقوع سناریو برابر با تکرارپذیر مرگ برای یک نفر (ریسک فردی) یا چندین نفر (ریسک جمعی) خواهد بود. بنابراین در ‌این مطالعه برای سایر سناریوها ریسک فردی و جمعی با توجه به شرایط سیال و موقعیت خطوط لوله محاسبه می‌گردد.
نتایج ارزیابی ریسک در قالب ریسک فردی
در ‌این مطالعه نتایج حاصل از ریسک ناشی از آتش فورانی، آتش ناگهانی و رهایش گاز هیدروژن سولفوره به صورت شمارنده ریسک مرگ و میر فردی در سال (شمارنده ریسک نمایش داده می‌شود.
برای تعیین نتایج حاصل از ارزیابی ریسک در قالب نمودارهای عنوان شده از مفهوم ریسک فردی ویژه مکانی استفاده می‌گردد. ریسک فردی ویژه مکانی به معنای تکرارپذیری شرایطی می‌‌باشد که در آن یک شخص که به طور پیوسته در یک مکان ثابت می‌‌باشد، در مقابل بالقوه‌شدن یک مخاطره دچار آسیب‌های جدی می‌گردد. همچنین فرض بر‌این است اشخاصی که در معرض مخاطره قرار می‌گیرند، دارای امکان فرار نمی‌باشند و در فضای باز و بصورت محافظت نشده می‌باشند. به کمک مقادیر ریسک فردی ویژه مکانی در نقاط مختلف مکانی، نتایج حاصل از ریسک فردی به صورت شمارنده‌های ریسک فردی محاسبه می‌گردد که تا حدی نتایج بدست آمده محافظه‌کارانه هم می‌‌باشد. نمودار زیر نمونه‌ای از شمارنده‌های ریسک فردی برای یک واحد فرایندی می‌‌باشد.