Od początku XX wieku gaz ziemny transportowany jest przez rozległe sieci rurociągów, a wyniki wielu analiz jednoznacznie uznają tę metodę transportu jako jedną z najbezpieczniejszych i najekonomiczniejszych. Niekontrolowane uwolnienie gazu stanowi jednak potencjalne zagrożenie dla ludzi i otoczenia. Gaz ziemny stanowi szeroko wykorzystywane źródło energii. Użytkowany jest on w energetyce przemysłowej, komunalnej oraz w wielu innych gałęziach przemysłu. Stały wzrost zapotrzebowania na gaz ziemny wiąże się z rozwojem sieci służącej jego transportowi od miejsc wytwarzania do odbiorców końcowych. Zasięg rurociągów przekracza granice państw i oplata sporą część świata [2, 3]. Nad polską siecią przesyłową gazu ziemnego kontrole sprawuje Operator Gazociągów Przemysłowych Gaz-System S.A. Zarządza on rurociągami o łącznej długości 11059 km, przesyłając paliwo gazowe w ilości 17.6 mld m3 [11]. W Polsce gazociągi podzielone są na cztery grupy w zależności od maksymalnych wartości ciśnienia [8]:

•    do 10 kPa dla cisnień niskich,

•    od 10 kPa do 0.5 MPa dla ciśnień średnich,

•    od 0.5 MPa do 1.6 MPa dla ciśnień średnich podwyższonych,

•    powyżej 1.6 MPa do ciśnień wysokich.

Mimo stosowanych obecnie przy budowie i eksploatacji rurociągów rozwiązań w postaci np. monitoringu stanu technicznego czy też poprawy własności wytrzymałościowych materiałów, nie jest możliwe zapewnienie bezawaryjnego przesyłu gazu do odbiorców końcowych. W tabeli 1 przedstawiono częstotliwość awarii rurociągów dla różnych państw/obszarów [7].

Uszkodzenie rurociągu może skutkować niekontrolowanym uwolnieniem gazu zimnego do otoczenia, a to z kolei stwarza ryzyko potencjalnego pożaru lub wybuchu. Na 1063 awarie związane z uwolnieniem gazu, 24.1% zakończyło się pożarem, a 12.3% wybuchem [9]. Niebezpieczne skutki tego typu zdarzeń zwiększają się w momencie wystąpienia awarii na obszarze zaludnionym. Wiążą się one również z kosztami ekonomicznymi poniesionymi przez przedsiębiorstwa na skutek przerw w dostawie medium. Zgodnie z [9] spośród 317 poważnych awarii rurociągów transportujących gaz ziemny (USA) w okresie 1990-2009, 125 z nich stanowiły awarie dotyczące przypadków wycieku, 141 – całkowitego rozerwania rurociągu, a pozostałe awarie to uszkodzenia m.in. spoin, zaworów itp.  

Uszkodzenia gazociągów

Główne przyczyny uszkodzeń gazociągów można sklasyfikować w kilku grupach. Najczęściej, w zależności od rodzaju uszkodzenia, dzielimy je na wewnątrzsystemowe oraz zewnątrz systemowe [1].

Do pierwszej grupy zaliczyć można wady materiałowe, wady spoin oraz armatury związane z nieprawidłowościami powstałymi w procesie wykonywania i naprawy rurociągów. W tej grupie uszkodzeń należy również wymienić korozję, występującą zarówno na wewnętrznej, jak i zewnętrznej ścianie rurociągu.

Korozja w gazociągach stalowych może przybierać postać korozji chemicznej, elektrochemicznej oraz naprężeniowej. W przypadku występowania punktowej postaci korozji mówimy o tzw. korozji wżerowej. Z kolei w przypadku korozji równomiernej następuje regularna i równomierna utrata metalu z korodującej powierzchni rurociągu. Procesy korozyjne przyśpiesza powstanie uszkodzeń w strukturze powierzchni gazociągu, zarysowania, mikropęknięcia itp. [4, 6].

Kolejną grupę przyczyn uszkodzeń wewnątrzsystemowych stanowi niestabilność położenia rurociągów w gruncie, mogąca doprowadzić do pęknięcia lub złamania gazociągu.

Do grupy zagrożeń zewnątrzsystemowych zaliczamy działania związane z nieumyślną lub celową ingerencją osób trzecich oraz ingerencją sił natury. Do tej grupy przyczyn zaliczamy przemieszczenia gruntów spowodowane trzęsieniami ziemi, ruchami górotworów, osiadaniem gruntu na skutek powodzi. Są to również uszkodzenia rurociągu spowodowane przypadkowo w czasie prowadzenia robót inżynieryjno-budowalnych, akty wandalizmu, działanie terrorystyczne, próby kradzieży lub upadki obiektów latających [1-3, 8].

Cały artykuł został opublikowany w nr 3-4/2018 magazynu Chemia Przemysłowa.