Migracja gazu związana z nieszczelnością dystrybucyjnej sieci gazowej

Podobne dokumenty
Analiza zdarzenia awaryjnego uszkodzenie rurociągu i pożar gazu ziemnego

Stosowane metody wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych

INFORMACJA DOTYCZĄCA BEZPIECZEŃSTWA I OCHRONY ZDROWIA

Wpływ gęstości medium na ciśnienie wyjściowe reduktora średniego ciśnienia

Badania właściwości dynamicznych sieci gazowej z wykorzystaniem pakietu SimNet TSGas 3

Opinia geotechniczna obowiązkowa dla domów jednorodzinnych

Bezpieczeństwo infrastruktury przesyłowej GAZ-SYSTEM S.A. system, który łączy

Przedmiar robót. Budowa drogi od al lecia do ul. Waksmundzkiej w Nowym Targu

Przeciwdziałanie poważnym awariom przemysłowym - aktualny stan prawny

PRAKTYCZNE ASPEKTY OPRACOWYWANIA RAPORTÓW POCZĄTKOWYCH

Modelowanie skutków awarii przemysłowych w programie RIZEX-2

Obszar oddziaływania inwestycji.

Model MART do badania awarii procesowych

Zarządzanie bezpieczeństwem Laboratorium 2. Analiza ryzyka zawodowego z wykorzystaniem metody trzypunktowej

TECHNIK OCHRONY ŚRODOWISKA. Opracowała: mgr inż. Joanna Depta- Ładak

NAFTA-GAZ listopad 2009 ROK LXV

EWAKUACJA W SZKOLE JAK TO UGRYŹĆ??? Projekt autorski mł.. bryg. mgr inż.. Arkadiusz Nosal

O co pytają mieszkańcy lokalnych społeczności. i jakie mają wątpliwości związane z wydobyciem gazu łupkowego.

Wprowadzenie... 9 Akty normatywne CZĘŚĆ 1 OGÓLNE WYMAGANIA W ZAKRESIE BEZPIECZEŃSTWA I HIGIENY PRACY... 23

5. Szczegółowa tematyka egzaminu 5.1.Zasady budowy, działania oraz warunki techniczne obsługi urządzeń, instalacji i sieci

Uchwała Nr XXIII/481/2000 Rady Miejskiej w Gliwicach z 16 listopada 2000 roku.

temat: Rozbudowa budynku Zespołu Szkół Podstawowych wraz z instalacjami wewnętrznymi. Inwestor: Gmina Tarnów, Tarnów, ul.

Wzorcowy dokument zabezpieczenia przed wybuchem (DZPW) dla pyłowych atmosfer wybuchowych

Znaczenie fazy użytkowej dla nawierzchni dróg dr inż. Marcin Tłustochowicz

Ogrzewanie gazem płynnym: gdzie umieścić kocioł?

Inwentaryzacja i diagnoza istniejącego systemu odwodnienia miasta

Wprowadzenie. Poważnym problemem są starzejące się gazociągi i nagłe awarie prowadzące do pęknięcia gazociągu oraz

PROJEKT: UCHWAŁA NR... RADY MIASTA POZNANIA z dnia...

PODZIĘKOWANIA... BŁĄD! NIE ZDEFINIOWANO ZAKŁADKI. PRZEDMOWA... BŁĄD! NIE ZDEFINIOWANO ZAKŁADKI. 3.1 WPROWADZENIE... BŁĄD! NIE ZDEFINIOWANO ZAKŁADKI.


ZAGROŻENIA NATURALNE W OTWOROWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH

OFERTA TERENÓW INWESTYCYJNYCH MIASTO KONIN OBRĘB MIĘDZYLESIE (Aktualizacja r.)

Praktyczna realizacja Ocen ryzyka i Raportów Bezpieczeństwa przez Instytut Kolejnictwa w latach mgr Bogusław Bartosik

I. OFERTA INWESTYCYJNA DLA OBSZARU FAŁKOWICE

Zarządzanie ryzykiem szkód spowodowanych wyładowaniami piorunowymi do obiektów budowlanych

Optymalizacja inwestycji remontowych związanych z bezpieczeństwem pożarowym dzięki wykorzystaniu technik komputerowych CFD

SYSTEM EKSPLOATACJI SIECI PRZESYŁOWEJ

Informacja dotycząca bezpieczeństwa i ochrony zdrowia.

HAUSTECHNIK - Uprawnienia budowlane

Kraków, dnia 20 października 2015 r. Poz UCHWAŁA NR VIII/54/2015 RADY GMINY ŻEGOCINA. z dnia 15 września 2015 roku

1. Wstęp. Z prasy. Encyklopedia medyczna. Autor: Hayk Hovhannisyan. Tytuł: Badanie transportu radonu w ośrodku porowatym na stanowisku laboratoryjnym

Kanalizacja sanitarna - jak podłączyć nieruchomość do kanalizacji?

Rozmieszczanie i głębokość punktów badawczych

Rozszczelnienie zbiornika z gazem płynnym propan butan

Zastosowanie symulacji komputerowej do badania właściwości hydraulicznych sieci wodociągowej

Kwalifikacja K1 B.8. Wykonywanie robót związanych z budową i remontem sieci komunalnych

Kurs Przewodników Szkolenie z zakresu bhp i ppoż.

Identyfikując zagrożenia stwierdzamy jaki jest stan środowiska pracy mogący spowodować wypadek, chorobę lub inną szkodę. Identyfikując zagrożenia

Instrukcja postępowania w przypadku awarii produkcyjnych (wycieku substancji chemicznych, wystąpienia awarii elektrycznych i mechanicznych, itp.

Część opisowa. 1. Zakres robót dla całego zamierzenia budowlanego oraz kolejność realizacji poszczególnych obiektów.

Zarządzanie bezpieczeństwem Laboratorium 3. Analiza ryzyka zawodowego z wykorzystaniem metody pięciu kroków, grafu ryzyka, PHA

Stałe urządzenia gaśnicze na gazy

Załącznik Nr 1. Wykaz najważniejszych aktów prawnych. Prawodawstwo polskie

mgr inż. Aleksander Demczuk

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

UCHWAŁA NR XXX/205/2017 RADY GMINY LUBRZA. z dnia 22 grudnia 2017 r.

OPIS TECHNICZNY PRZYŁĄCZ KANALIZACYJNY DO BUDYNKU MIESZKALNEGO

Dane Inspekcji Ochrony Środowiska wykorzystywane na potrzeby zarządzania kryzysowego

Metodologia FMEA. Zajęcia 8. dr inż. Piotr T. Mitkowski. Materiały dydaktyczne, prawa zastrzeżone Piotr Mitkowski 1

ZAGROŻENIE WYRZUTAMI GAZÓW I SKAŁ

Sieci wodociągowe. Uczeń po zrealizowaniu zajęć potrafi:

SZKOLENIE PODSTAWOWE STRAŻAKÓW RATOWNIKÓW OSP Temat 11: Spalanie wybuchowe. Piotr Wójcik

Wdrażanie metod analizy środowiskowego ryzyka zdrowotnego do ustalania i przestrzegania normatywów środowiskowych

W POSTĘPOWANIU O UDZIELENIE ZAMÓWIENIA PUBLICZNEGO PROWADZONYM W TRYBIE PRZETARGU NIEOGRANICZONEGO. NA ROBOTY BUDOWLANE pn.:

ZARZĄDZENIE NR WÓJTA GMINY DOBROMIERZ. z dnia 10 wrzesień 2014 r.

PROJEKT BUDOWLANY. Budowa ścieżek spacerowych ( ciągów pieszych) na działce nr 1871 w miejscowości Żyrzyn. egz. nr. Numer działki: 1871 INWESTOR -

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT KANALIZACJA DESZCZOWA

bezpieczeństwem infrastruktury drogowej

BADANIA ZRÓŻNICOWANIA RYZYKA WYPADKÓW PRZY PRACY NA PRZYKŁADZIE ANALIZY STATYSTYKI WYPADKÓW DLA BRANŻY GÓRNICTWA I POLSKI

XV Konferencja POLSKIEGO KOMITETU ELEKTROCHEMICZNEJ OCHRONY PRZED KOROZJĄ Stowarzyszenia Elektryków Polskich Pomiary korozyjne w ochronie

SPIS TREŚCI. Pro-eko-bud Sp. z o.o Kraków, ul. Balicka 100, tel/fax

UN , III

zadanie I. PRZEBUDOWA UL. LISTOPADOWEJ INFORMACJA DOTYCZĄCA BEZPIECZEŃSTWA I OCHRONY ZDROWIA

INFORMACJA DOTYCZĄCA BEZPIECZENSTWA I OCHRONY ZDROWIA

III Lubelskie Forum Energetyczne

Szamotuły, dnia r.

Uchwała Nr XX/164/2008 Rady Miejskiej w Strumieniu z dnia 24 kwietnia 2008 r.

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

Badania środowiskowe w procesie poszukiwania i rozpoznawania gazu z formacji łupkowych

Egzemplarz nr 1. mgr inż. Jerzy Koziołek Żywiec ul. Powstańców Śląskich 2 tel.kom

Rola stacji gazowych w ograniczaniu strat gazu w sieciach dystrybucyjnych

Zarządzanie bezpieczeństwem Laboratorium 2. Analiza ryzyka zawodowego z wykorzystaniem metody trzypunktowej

Przebudowa 13 dróg o długości ok m na osiedlu Duchnice, Gmina Ożarów Mazowiecki PROJEKT ARCHITEKTONICZNO-BUDOWLANY BRANŻY DROGOWEJ

POLITYKA ZARZĄDZANIA RYZYKIEM

Załącznik do ustawy z dnia Kodeks urbanistyczno-budowlany (Dz. U. poz..)

Agnieszka Boroń, Magdalena Kwiecień, Tomasz Walczykiewicz, Łukasz Woźniak IMGW-PIB Oddział w Krakowie. Kraków, r.

Zintegrowana strategia zrównoważonego zarządzania wodami w zlewni

Rodzaj nadawanych uprawnień: obsługa, konserwacja, remont, montaż, kontrolnopomiarowe.

Dokumentacja Techniczna Zbiorniki podziemne F-Line

WIELOLETNI PLAN ROZWOJU I MODERNIZACJI URZĄDZEŃ WODOCIĄGOWYCH I URZĄDZEŃ KANALIZACYJNYCH

Dwa problemy związane z jakością dróg

Wymagania gazu ziemnego stosowanego jako paliwo. do pojazdów

INFORMACJA DOTYCZĄCA BEZPIECZEŃSTWA I OCHRONY ZDROWIA

PROJEKT WYKONAWCZY REMONTU PRZYŁĄCZA KANALIZACJI SANITARNEJ DO BUDYNKU MIESZKALNEGO WIELORODZINNEGO

Wymagania dotyczące ciśnień w instalacjach Dz. U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690, z późn. zm. PN-C-04753:2002 Bąkowski Konrad, Sieci i instalacje gazowe

LISTA DANYCH DOTYCZĄCYCH TERENU dz. nr 30/2

RozpMSWiA_warunkow_technicznych_uzytkowania_budynkow_mieszkalnych.doc 1 / 5

CENTRALNA STACJA RATOWNICTWA GÓRNICZEGO S.A. W BYTOMIU

Rada Miasta Rybnika uchwala:

WNIOSEK o ustalenie warunków zabudowy/ ustalenie inwestycji celu publicznego

Transkrypt:

NAFTA-GAZ, ROK LXXII, Nr 1 / 2016 DOI: 10.18668/NG2016.01.05 Andrzej Dietrich Instytut Nafty i Gazu Państwowy Instytut Badawczy Migracja gazu związana z nieszczelnością dystrybucyjnej sieci gazowej Dane statystyczne mówią, że liczba poważnych awarii na gazociągach dystrybucyjnych jest relatywnie wysoka w porównaniu z gazociągami przesyłowymi. W przypadku gazociągów dystrybucyjnych występują dodatkowe czynniki ryzyka, które mają wpływ na skutki ewentualnej awarii. Są nimi: zdolność gazu do migracji oraz bliskość zabudowań. W artykule przedstawiono główne czynniki mające wpływ na proces migracji gazu w gruncie. Słowa kluczowe: migracja gazu, sieci dystrybucyjne gazu, analiza ryzyka. Gas migration related to leakage of the gas distribution network Statistical data show that the number of serious failures in gas distribution pipelines is relatively high compared to transmission gas pipelines. In the case of distribution pipelines there are additional risk factors that affect the consequences of potential failure. These are, gas migration ability and the proximity of buildings. This article presents the main factors which have an effect on the gas migration process. Key words: gas migration, gas distribution networks, risk analysis. Wprowadzenie Wprawdzie statystyki mówią, że przesył rurociągami jest jednym z najbezpieczniejszych rodzajów transportu paliw, jednak awarie się zdarzają, czasem z poważnymi skutkami. Według raportu EGIG (European Gas Pipeline Incident Data Group) [3], analizującego wszystkie awarie na gazociągach wysokiego ciśnienia w Europie Zachodniej (wśród 15 krajów zrzeszonych w EGiG) i obejmującego lata 1970 2010, ogólna częstotliwość awarii wyniosła 0,351 na rok i na 1000 km gazociągu. Przy czym, gdy analizowano jedynie ostatnie 5 lat, liczba ta w sposób istotny zmniejszyła się i wyniosła 0,162 na rok i na 1000 km gazociągu. Wprawdzie dane te dotyczą gazociągów wysokiego ciśnienia, ale wydają się interesujące z punktu widzenia analizy zagrożeń oraz badania skutków ewentualnej awarii gazociągu. Statystyki amerykańskie podają, że w USA w latach 1984 2011 na 120 poważnych awarii (katastrof) na gazociągach dystrybucyjnych zginęło 8 osób w 5 awariach, a 33 awarie spowodowały obrażenia u 50 osób. Większość tych awarii miała swoją przyczynę w nieszczelnościach na gazociągach [7]. Dostępne dane statystyczne mówią ponadto, że liczba poważnych awarii na gazociągach dystrybucyjnych jest relatywnie wysoka w porównaniu z gazociągami przesyłowymi. Prawie 80% wszystkich poważnych awarii dotyczy gazociągów dystrybucyjnych [5]. Zatem prawdopodobieństwo wystąpienia takiej awarii na gazociągach dystrybucyjnych jest względnie wysokie. Istotnym problemem są starzejące się gazociągi i nagłe awarie prowadzące do pęknięcia gazociągu, gwałtownego wycieku gazu, często kończącego się zapaleniem i pożarem. W wyniku ewentualnej katastrofy wybuchu gazu na gazociągu główne zagrożenie dla mieszkańców i środowiska stanowi pożar i związane z nim promieniowanie cieplne. Znaczące też bywają straty materialne. Szacunkowy promień obszaru zagrożonego strumieniem promieniowania cieplnego równego 15,8 kw/m 2 wokół gazociągu wynosi 10 m (dla małych średnic) i do 300 m (dla bardzo dużych średnic). Przyjmuje się, że bezpieczny poziom promieniowania cieplnego dla człowieka wynosi 1 kw/m 2. Strumień cieplny promieniowania słonecznego w lecie w południe sięga 1,2 kw/m 2. Dawka 12,5 kw/ m 2 40

artykuły to najmniejsza doza promieniowania cieplnego powodująca zapalenie się drewna i stwarzająca duże prawdopodobieństwo uszkodzenia ciała i 1% zgonów w ciągu 60 sekund. W przypadku gazociągów średniego i niskiego ciśnienia występują dodatkowe czynniki, które mają wpływ na skutki ewentualnej awarii. Są nimi: zdolność gazu do migracji oraz bliskość zabudowań. W wyniku nieszczelności na gazociągu następuje wyciek gazu. Może się on ulotnić w powietrzu lub migrować w gruncie. Z uwagi na skutki, jakie może wywołać migrujący gaz w obszarze zurbanizowanym, potrzebne staje się rozeznanie dotyczące kwestii przebiegu procesu migracji gazu w gruncie. W pracy zaprezentowano główne czynniki wpływające na zjawisko migracji gazu w gruncie. Omówione zostały również skutki, jakie zjawisko to może wywołać dla środowiska i mieszkańców. Odpowiedzialny za bezpieczny transport gazu operator gazociągu prowadzi coroczną ocenę jego stanu technicznego. Kwalifikując gazociągi do przebudowy lub remontu, powinien on również rozważyć potencjalne skutki, jakie może przynieść środowisku i mieszkańcom ewentualna awaria. W przypadku gazociągu kwalifikowanego do przebudowy lub remontu należy więc znać ryzyko związane z tym gazociągiem. Analiza ryzyka to proces przebiegający etapami. W pierwszym konieczne jest przeprowadzenie identyfikacji możliwych przyczyn nieszczelności gazociągów, następnie określenie możliwych scenariuszy zdarzeń następujących w wyniku awarii gazociągu wraz ze wskazaniem najniebezpieczniejszego przypadku zagrożenia dla życia, zdrowia i otoczenia. W przypadku ilościowego szacowania ryzyka należy przypisać odpowiednie wartości prawdopodobieństwa wystąpienia awarii. Można to zrobić, opierając się na danych statystycznych lub za pomocą metod symulacyjnych. Następnie potrzebne staje się przeanalizowanie możliwego wpływu awarii na bezpieczeństwo mieszkańców. W całym tym procesie uwzględnia się wystąpienie migracji gazu w gruncie. W przypadku jakościowego szacowania ryzyka należy opracować model punktowy oceny poszczególnych parametrów. Opracowany w Instytucie Nafty i Gazu Państwowym Instytucie Badawczym system komputerowy SOREG jest takim właśnie modelem, działającym jako aplikacja internetowa, do której dostęp, poprzez połączenie szyfrowane, zapewnia zwykła przeglądarka WWW. System ten opracowany został na podstawie wcześniej skonstruowanego modelu oceny stanu technicznego i analizy ryzyka gazociągów. W rękach operatora/właściciela gazociągów może stać się on narzędziem pozwalającym na podejmowanie racjonalnych decyzji, opartych na jednolitych, ustalonych wcześniej kryteriach. Może okazać się też bardzo przydatny przy planowaniu napraw, remontów i inspekcji gazociągów, jak również przyczynić się do znacznych oszczędności przeznaczonych na te cele środków. Zostaną one skierowane tam, gdzie stan techniczny gazociągu jest najgorszy i ryzyko jego awarii największe. System SOREG zostać wykorzystany przy ocenie stanu technicznego gazociągu i w trakcie podejmowania decyzji co do dalszej przydatności analizowanego gazociągu do zadanego celu, któremu ma służyć [1, 2]. Identyfikacja możliwych przyczyn nieszczelności gazociągów W jednej z krajowych spółek dystrybucyjnych gazu tylko w jednym, 2006 roku miało miejsce 1960 awarii sieci gazowej. Należy zwrócić uwagę, że awaria rozumiana jest jako nieprzewidziane zdarzenie mające związek z siecią gazową, powodujące nagłą utratę sprawności technicznej oraz stwarzające bezpośrednie zagrożenie dla życia lub zdrowia ludzkiego, mienia oraz środowiska. Głównymi przyczynami były wżery na rurociągach stalowych (w wyniku korozji, w tym wywołanej prądami błądzącymi), uszkodzenia mechaniczne sieci gazowej spowodowane ingerencją zewnętrzną (związaną najczęściej z prowadzeniem prac ziemnych w sąsiedztwie sieci gazowej) oraz rozszczelnienie połączeń. Udziały procentowe poszczególnych przyczyn awarii przedstawiono w tablicy 1. Tablica 1. Udział procentowy poszczególnych przyczyn awarii Przyczyna awarii Udział procentowy Korozja gazociągów stalowych (naturalna lub wywołana prądami błądzącymi) 44 Uszkodzenia mechaniczne spowodowane ingerencją strony trzeciej 22 Rozszczelnienia połączeń (kołnierzowych, kielichowych, gwintowanych) 18 Pęknięcia spoin (spowodowane naprężeniami występującymi w spawach, zgrzewach, połączeniach klejonych) Pozostałe (np. woda w gazociągu/przyłączu) 7 9 Nafta-Gaz, nr 1/2016 41

NAFTA-GAZ Zagrożenia związane z migracją gazu w gruncie Wszystkie dostępne dane statystyczne wskazują, że skutki awarii gazociągów mierzone w ofiarach śmiertelnych i osobach poszkodowanych, doznających poważnych uszczerbków na zdrowiu (najczęściej z powodu oparzeń) są znacznie częściej związane z sieciami dystrybucyjnymi niż z przesyłowymi. Ma to związek z dodatkowymi czynnikami ryzyka, jakie występują w sieciach dystrybucyjnych. Są nimi przede wszystkim migracja gazu w gruncie i bliskość budynków. W wyniku nieszczelności gazociągu następuje wypływ gazu do atmosfery, do gruntu lub do uzbrojenia podziemnego (innych sieci). W sytuacji wypływu gazu do gruntu możliwe są następujące przypadki: wypływ gazu do gruntu bez możliwości przeniknięcia do budynku mieszkalnego; może nastąpić zniszczenie roślinności, wypływ gazu do gruntu z możliwością przeniknięcia do budynku mieszkalnego możliwość wybuchu lub pożaru, co związane jest z zagrożeniem zdrowia i życia wielu ludzi, a także z dużymi stratami materialnymi. W sytuacji wypływu gazu do uzbrojenia podziemnego możliwe są następujące przypadki: wypływ gazu do uzbrojenia podziemnego niemającego połączenia z budynkami mieszkalnymi, wypływ gazu do uzbrojenia podziemnego mającego połączenia z budynkami mieszkalnymi. W obu tych przypadkach istnieje możliwość wybuchu lub zapalenia się gazu, co związane jest z zagrożeniem życia i zdrowia ludzi, a także z dużymi stratami materialnymi, Migracja gazu w gruncie to skomplikowane zjawisko, uzależnione od wielu czynników. Poznanie go pozwala na szybsze identyfikowanie i usuwanie powstałych nieszczelności, jak również uwzględnienie w przeprowadzanej analizie ryzyka możliwych skutków awarii dla środowiska, mienia i zdrowia oraz życia mieszkańców. Krótkie rozważania teoretyczne Gaz ziemny grupy E, dostarczany na terenie Polski najczęściej, składa się z metanu (97%), azotu (2%) oraz węglowodorów C 2 + (etan, propan, butan 1%). Jest on lżejszy od powietrza, a jego gęstość wynosi około 0,72 kg/m 3. Przepływ gazu w ośrodku porowatym to typowy przykład przepływu dwufazowego. Takie przepływy są często przedmiotem badań w inżynierii chemicznej, hydrologii i inżynierii złożowej. W przypadku przepływów dwufazowych przepuszczalność ośrodka porowatego zależy głównie od wielkości ziarna gleby oraz stopnia nasycenia wodą (saturacji). Proces migracji gazu w gruncie jest wysoce nieliniowy. Model matematyczny zjawiska migracji gazu w gruncie oparty jest na równaniach zachowania masy. Układ równań nieliniowych może być rozwiązany analitycznie tylko w sytuacji bardzo prostych przypadków. Do wyznaczenia jego przybliżonych rozwiązań stosuje się metody numeryczne, przeprowadzając symulacje komputerowe przy pomocy specjalistycznych programów, takich jak na przykład MUFTE-UG (Multiphase Flow program) [6]. Z uwagi na złożoność obliczeniową modelu, do jego rozwiązania stosuje się często przetwarzanie równoległe. W przypadku zjawiska migracji gazu w gruncie powstałej w wyniku nieszczelności gazociągu istotnym czynnikiem oddziałującym na ten proces jest również ciśnienie w gazociągu. Większe ciśnienie w gazociągu powoduje zwiększenie obszaru rozprzestrzeniania się gazu oraz zwiększenie strumienia objętościowego. Strumień objętościowy gazu przy powierzchni jest około dziesięć razy większy przy ciśnieniu 100 mbar aniżeli przy ciśnieniu 30 mbar. Stopień saturacji ma duży wpływ na obszar rozprzestrzeniana się gazu. Zwiększenie saturacji powoduje spadek przepływu gazu. Wpływ na migrację gazu ma także typ gleby. Mniejsza ziarnistość powoduje mniejszą powierzchnię rozprzestrzeniania się gazu i zmniejszony jego strumień objętościowy. Z tych krótkich rozważań teoretycznych wynika, że migracja gazu w gruncie to zjawisko skomplikowane, uzależnione od wielu czynników. Z praktycznego punktu widzenia można założyć, że do podstawowych czynników wpływających na proces migracji gazu w gruncie należą: dostępność dróg migracji, charakter migracji. Dostępność dróg migracji Do możliwych dróg migracji zaliczamy przestrzenie porowate (piaski, żwiry), pęknięcia (przełomy), płaszczyzny uwarstwienia oraz linie uskoku. Kanalizacje teletechniczne i ściekowe, dreny, studzienki inspekcyjne, rurociągi i puste przestrzenie mogą istotnie wpływać na drogi migracji. Jeżeli w skałach lub w pokładach osadowych znajduje się woda, to im jest jej więcej, tym mniejsza przepuszczalność i mniej przestrzeni wolnej dla migrującego gazu. Migracja gazu w gruncie wywołana jest zmianami stężeń (dyfuzja) albo różnicą ciśnień (konwekcja). W przypadku zaistnienia różnicy ciśnień, np. wskutek wypływu gazu z gazociągu, gaz z obszaru wyższego ciśnienia migruje do obszaru mniejszego ciśnienia, redukując gradient ciśnienia. W sprzyjających warunkach gaz ziemny zdolny jest migrować pod ziemią na znaczne odległości. Źródła holenderskie podają maksymalną odległość 30 m od miejsca wycieku (nieszczelności) gazu, przy niskim ciśnieniu [6]. Im więk- 42 Nafta-Gaz, nr 1/2016

artykuły sze jest ciśnienie i istnieje gradient ciśnienia, tym odległość, na jaką potrafi migrować gaz, jest większa. Gaz migruje z obszarów wyższego ciśnienia, na przykład z miejsca wycieku na gazociągu, do obszarów niskiego ciśnienia, na przykład do piwnicy budynku. Wykorzystując wolne przestrzenie i kanalizacje teletechniczne oraz ściekowe, gaz może migrować do budynków niemających przyłączy gazowych i stanowić śmiertelne zagrożenie dla mieszkańców i samych budynków (zagrożenie wybuchem i pożarem). W budynku, w zamkniętej przestrzeni gaz miesza się z powietrzem. Zmieszany z powietrzem w ilości od 5% do 15% staje się bardzo wrażliwy na nawet niewielkie zaiskrzenie, które powoduje wybuch takiej mieszaniny, co często kończy się pożarem. Jest wiele miejsc, poprzez które migrujący gaz może dostać się do budynku. Są to między innymi wszelkie przyłącza teletechniczne, wody i ścieków, drenaże, połączenia konstrukcyjne budynku, szczeliny i pęknięcia w fundamencie. Rodzaj zagospodarowania przestrzennego i uzbrojenia podziemnego mają więc istotny wpływ na migrację gazu w gruncie. Fundamenty na palach lub ławy fundamentowe domów znajdujących się w pobliżu wycieku gazu mogą wpływać na drogę migracji poprzez tworzenie przeszkody zmieniającej kierunek migracji. Obszary, gdzie grunt pokryty jest twardą nawierzchnią, np. parkingi, drogi itp., mogą wpływać na wielkość stężenia gazu i jego migrację, ponieważ tworzą prawie nieprzepuszczalne bariery dla gazu. Charakter migracji Czynnikami mającymi wpływ na charakter migracji są: warunki geologiczne rodzaj gruntu, warunki hydrologiczne opad, wody gruntowe, sezonowe zmiany temperatury zima, lato. Warunki geologiczne Geologiczne charakterystyki warstwy gruntu pod powierzchnią ziemi istotnie wpływają na migrację gazu. W przypadku gruntów o wysokiej przepuszczalności, takich jak piasek i żwir, gaz migruje bez przeszkód. Natomiast grunt gliniasty, mający niską przepuszczalność, utrudnia migrację, a po opadach deszczu może stanowić uszczelnienie powierzchni gruntu i drogę migracji gazu do innej lokalizacji niż miejsca, w którym nastąpił wyciek, np. do budynku. Do czynników geologicznych mających wpływ na migrację gazu zalicza się: występujące szczeliny i pęknięcia, uskoki oraz uwarstwienia wewnątrz połączonych warstw. Warunki hydrologiczne opad, wody gruntowe Znaczny opad deszczu wpływa na podniesienie poziomu wód gruntowych, a to powoduje zmniejszenie powierzchni porowatej, w której gaz ziemny może istnieć w postaci lotnej. Niewielka część gazu może rozpuścić się w wodzie. Opad taki może też mieć wpływ na stężenie gazu w gruncie. W przypadku gruntu gliniastego tego rodzaju opad może spowodować efekt uszczelnienia powierzchni gruntu, o którym wspomniano wyżej. Sezonowe zmiany temperatury zima, lato Podobnie jak w przypadku opadów, w gruncie gliniastym niska temperatura może prowadzić do czasowego uszczelnienia powierzchni gruntu, powodując zatrzymanie gazu w gruncie oraz jego migrację do nawet odległych od wycieku lokalizacji. Zjawisko migracji gazu w gruncie jest szczególnie groźne w okresie zimowym, ponieważ zamarznięty grunt uniemożliwia przedostanie się gazu z nieszczelności w sieci do atmosfery. Z sieci rozdzielczej systemu gazowniczego gaz może migrować w gruncie bezpośrednio lub poprzez inne przyłącza do odległych od miejsca nieszczelności budynków. Zidentyfikowane przypadki nieszczelności gazociągu oraz migracji gazu w gruncie z poważnymi skutkami Przykładem poważnej awarii powstałej w wyniku nieszczelności gazociągu, a następnie migracji gazu było zniszczenie budynku rotundy PKO w Warszawie 15 lutego 1975 roku. Gaz przedostał się z pękniętej zasuwy żeliwnej w ulicy Widok do budynku archiwum rotundy poprzez układ kanałów telekomunikacyjnych. W budynku nie było instalacji gazowej. Na skutek wybuchu migrującego gazu zginęło 49 osób, a 135 osób zostało rannych. W innym zidentyfikowanym przypadku, w Nowym Targu przy ul. Waksmundzkiej, dnia 5 grudnia 2008 roku zginęły dwie osoby, a trzy zostały przewiezione do szpitala. W budynku bez instalacji gazowej nastąpił wybuch gazu. Całkowitemu zniszczeniu uległ budynek mieszkalny, a częściowemu dom z wypożyczalnią filmów, stojący naprzeciwko. Gaz przedostał się do domu siecią kanalizacyjną. Doszło do wybuchu i tragedii. Według ustaleń gazociąg uszkodziła koparka prowadząca na miejscu prace ziemne przy sieci wodociągowej. Wybuch nastąpił już po przyjeździe pogotowia gazowego. Wewnątrz nie było instalacji gazowej, gaz musiał więc dostać się do kamienicy inną drogą. Pracownicy Miejskiego Zakładu Wodociągów i Kanalizacji w Nowym Targu usuwali awarię sieci wodno-kanalizacyjnej, podczas której prawdopodobnie doszło do uszkodzenia gazociągu. Wybuch był tak silny, że z kamienicy zostały tylko boczne ściany i dach. Ściana frontowa budynku wypadła na zewnątrz. Oba opisane wyżej przypadki wskazują, że przy ocenie ryzyka związanego z gazociągami dystrybucyjnymi powinno się uwzględniać możliwość migracji gazu w gruncie. Nafta-Gaz, nr 1/2016 43

NAFTA-GAZ Podsumowanie i wnioski Operator gazociągu jest odpowiedzialny za bezpieczny transport gazu. Monitorowanie stanu technicznego i szybkie reagowanie na zagrożenia związane z eksploatacją gazociągów to jego podstawowe obowiązki. Zgodnie z postanowieniami ustawy Prawo budowlane [14] operator corocznie powinien dokonać oceny stanu technicznego gazociągu według przyjętej procedury. Odbywa się ona na podstawie analizy dokumentów z wykonanych czynności eksploatacyjnych za dany rok kalendarzowy i ma na celu określenie zdolności gazociągu do dalszej pracy. Opinia na temat stanu technicznego części liniowej gazociągu winna znaleźć się w protokole z oceny stanu technicznego rurociągu. Stan techniczny gazociągu może być określony w trzech kategoriach: jako dobry (zalecany), zadowalający (tolerowany) lub niezadowalający (niebezpieczny). Jeżeli stan techniczny gazociągu jest niezadowalający i gazociąg stwarza potencjalne zagrożenie dla środowiska i mieszkańców, należy bezwzględnie go wymienić lub przebudować. Gazociągi mają swój ograniczony okres trwałości. Starsze oraz mające za sobą bogatą historię związaną z występującymi na nich nieszczelnościami powinny być bezwzględnie wymienione. Dodatkowo przebudowywać powinno się te gazociągi stalowe, na których zostały stwierdzone poważne ubytki korozyjne i które są posadowione w takim gruncie, w którym korozja postępuje w szybkim tempie. Z uwagi na możliwość migracji gazu z miejsca nieszczelności do budynków przebudową powinny być objęte również gazociągi, których stan techniczny budzi wątpliwości przebiegające przez obszary zurbanizowane i tam gdzie trudnością może być szybkie wykrycie nieszczelności. W przypadkach kiedy zagrożone jest życie i zdrowie oraz gdy potencjalne straty materialne mogą być wysokie, należy korzystać z możliwości, jakie daje ustawodawca. Artykuł 126 ust. 1 ustawy z dnia 21 sierpnia 1997 roku [12] pozwala na wydanie decyzji o czasowym zajęciu nieruchomości (wykwaterowaniu lokatorów) na okres niezbędny do usunięcia awarii. Prosimy cytować jako: Nafta-Gaz 2016, nr 1, s. 40 44, DOI: 10.18668/NG2016.01.05 Artykuł nadesłano do Redakcji 26.05.2015 r. Zatwierdzono do druku 31.08.2015 r. Literatura [1] Dietrich A., Badowski J.: System komputerowy oceny stanu technicznego i analizy ryzyka dla dystrybucyjnych sieci gazowych. Nafta-Gaz 2009, nr 11, s. 895 900. [2] Dietrich A.: Gas pipeline risk assessment by Internet application. Nafta-Gaz 2012, nr 11, s. 817 820. [3] Gas pipeline incidents. 8 th EGIG Report 1970 2010. www. egig.eu (dostęp: marzec 2015). [4] Holewa J., Szlęk M.: Ocena jakości gazów palnych. Nafta- Gaz 2013, nr 6, s. 450 454. [5] Payam A. H., Mehrzad E., Hadi F., Jamshid K.: Quantitative Risk assessment in Iran s Natural Gas Distribution Network. Open Journal of Safety and Technology 2014, vol. 4, nr 1, s. 59 72. www.scirp.org (dostęp: marzec 2015). [6] Praagman F., Rambags F.: Migration of natural gas through the shallow subsurface. University of Utrecht 2008, s. 1 96. www.geonet.nl (dostęp: marzec 2015). [7] Rosenfeld M. J., Van Auker M.: Distribution Pipeline System Integrity Threats Related to Cold Weather. Kiefner & Associates, Inc. 2012, s. 1 12. www.kiefner.com (dostęp: marzec 2015). Akty prawne i normatywne [8] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 30 lipca 2001 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać sieci gazowe (Dz. U. Nr 97, poz. 1055). [9] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 czerwca 2013 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać sieci gazowe i ich usytuowanie (Dz. U. poz. 640). [10] Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 9 lipca 2003 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy produkcji, transporcie wewnątrzzakładowym oraz obrocie materiałów wybuchowych, w tym wyrobów pirotechnicznych (Dz. U. Nr 163, poz. 1577). [11] Rozporządzenie Ministra Przemysłu i Handlu z dnia 14 listopada 1995 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać sieci gazowe (Dz. U. Nr 139, poz. 686). [12] Ustawa z dnia 21 sierpnia 1997 r. o gospodarce nieruchomościami (Dz. U. z 2001 r. Nr 62, poz. 627), art. 126 ust. 1. [13] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U. Nr 62, poz. 627). [14] Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (Dz. U. Nr 89, poz. 414, z późn. zm.). Mgr Andrzej Dietrich Kierownik w Zakładzie Informatyki Instytut Nafty i Gazu Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25 A 31-503 Kraków E-mail: andrzej.dietrich@inig.pl 44 Nafta-Gaz, nr 1/2016