天然氣管道設(shè)備管理技術(shù)研究

李敏 （管道公司中原輸油氣分公司，山東 德州 253000）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1971年-1992年20年內(nèi)，我國四川輸氣管網(wǎng)南干線、東北輸油管道、以及采石輸油管道，發(fā)生了累計(jì)140余次的管道泄漏爆破事故，管道輸油氣工程不得不采取停輸措施，整修時(shí)間之長直接導(dǎo)致國家經(jīng)濟(jì)損失。眾所周知，天然氣具有易燃、易爆等特性，對(duì)天然氣管道設(shè)備密封不嚴(yán)或者密封使用操作不當(dāng)會(huì)釀成巨大的事故，因此，對(duì)天然氣管道密封性能以及泄漏檢測(cè)技術(shù)的提高顯得尤為重要，據(jù)資料顯示，長輸管道設(shè)備運(yùn)行過程中，60%-70%的非計(jì)劃維修量，主要是針對(duì)密封和泄漏點(diǎn)來開展的。對(duì)操作人員的密封管理技能的培訓(xùn)勢(shì)在必行，它是直接影響企業(yè)安全生產(chǎn)與管理的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)[1-4]。因此，對(duì)天然氣長輸管道設(shè)備密封技能以及泄漏檢測(cè)技術(shù)的研究，是維護(hù)管道設(shè)備安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要部分，完善的設(shè)備泄漏檢測(cè)技術(shù)，可以及時(shí)檢測(cè)到泄漏點(diǎn)、泄漏源、泄漏位置、泄漏影響程度以及泄漏應(yīng)急預(yù)案，加以引進(jìn)先進(jìn)的密封技術(shù)，可以及時(shí)有效的處理天然氣泄漏事故，極大的降低管道設(shè)備泄漏事故的影響程度。只有完善我國天然氣管道設(shè)備管理技術(shù)，才能確保輸氣工程的順利進(jìn)行，保障天然氣管道輸送的安全。

1 長輸管道設(shè)備管理理念

管道設(shè)備管理理念，是指從事管道設(shè)備維護(hù)工作者對(duì)潛在的安全隱患、風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行預(yù)判和分析，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做出相應(yīng)的防范措施，將管道設(shè)備在運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，使長輸管道設(shè)備能夠良好的持續(xù)運(yùn)行，保證油氣的輸送安全。包括下述3個(gè)方面[1-2]。

1.1 長輸管道設(shè)備具有完整的功能，不能有缺陷；

1.2 長輸管道設(shè)備具有受控性，可以方便操作與使用；

1.3 從事長輸管道設(shè)備工作人員，對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)、修補(bǔ)，具有很高的技能水平，能防范管道設(shè)備事故發(fā)生，并且能隨時(shí)在線處理管道設(shè)備事故。

在現(xiàn)有的管道設(shè)備維護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)與學(xué)習(xí)，消化吸收先進(jìn)理論和技術(shù)方法，結(jié)合國內(nèi)天然氣長輸管道設(shè)備運(yùn)行要求，改善設(shè)備性能和材質(zhì)，保證長輸管道輸送安全，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。天然氣長輸管道設(shè)備管理模式如圖1所示。

圖1 天然氣長輸管道設(shè)備管理模式

2 管道設(shè)備精密封與泄漏

天然氣長輸管道設(shè)備的管理主要包括密封和泄漏兩方面。管道設(shè)備的密封及泄漏是影響管道設(shè)備正常運(yùn)行的直接原因，提高和改善管道設(shè)備的性能至關(guān)重要。

2.1 長輸管道設(shè)備密封處理技術(shù)

管道設(shè)備的密封分為動(dòng)密封與靜密封，對(duì)天然氣管道設(shè)備的密封，主要是為了避免管道內(nèi)流體泄漏，以及阻止外界空氣和水分等雜物進(jìn)入介質(zhì)系統(tǒng)。在長輸管道運(yùn)行過程中，密封面位置總會(huì)出現(xiàn)微小的裂紋間隙，這可能導(dǎo)致管道設(shè)備密封不嚴(yán)，貫通管道設(shè)備內(nèi)外，應(yīng)該在密封面添置密封物，加強(qiáng)管道設(shè)備的密封性，避免天然氣的泄漏事故。靜密封是指在密封層表面，與之相關(guān)的零件沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)行，主要是通過添置墊片、法蘭以及螺栓等，加強(qiáng)管道設(shè)備接口處的密封性能。使用的比較典型的密封設(shè)備有凹凸面法蘭、平面鋼制管法蘭、樺槽面法蘭元件以及八角墊、金屬透鏡墊等設(shè)備[3-4]。動(dòng)密封主要分為阻塞密封和節(jié)流密封。

圖2 密封原理圖

2.2 長輸管道設(shè)備泄漏分析

2.2.1 根據(jù)泄漏原理，天然氣泄漏主要分為開裂泄漏、穿孔泄漏、界面泄漏和滲透泄漏。根據(jù)泄漏時(shí)間和數(shù)量分類，可分為瞬時(shí)泄漏和連續(xù)泄漏。

2.2.2 按照泄漏部位分類，分為外漏、內(nèi)漏、浸入。

2.2.3 按照泄漏介質(zhì)不同，可劃分為氣體泄漏、氣體液體兩相泄漏、液體泄漏。

2.2.4 按照泄漏危害情況，分為腐蝕設(shè)備、危害人體健康、污染水源、污染空氣。

在了解了不同泄漏分類原理的基礎(chǔ)上，采取試泡、目視直觀、化學(xué)反應(yīng)試紙以及橡膠膜氣球等方法對(duì)長輸管道設(shè)備的泄漏情況進(jìn)行精細(xì)檢查，再加以超聲波、鹵素儀、土壤監(jiān)測(cè)、聲發(fā)射、壓力點(diǎn)分析等輔助技術(shù)，可以全面地排查管道設(shè)備的泄漏情況，精確高效的完成對(duì)管道設(shè)備的檢測(cè)。為了保證管道運(yùn)行的安全性，首先應(yīng)該對(duì)相關(guān)管道設(shè)備的密封性、耐高溫性、耐腐蝕性以及耐磨性進(jìn)行評(píng)估，才能在確保安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，延長管道設(shè)備的使用壽命。

3 長輸管道設(shè)備管理措施

長輸管道設(shè)備的泄漏以及運(yùn)行狀態(tài)，與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和管理人員綜合素質(zhì)的高低密切相關(guān)。要實(shí)現(xiàn)油企管道運(yùn)行過程中無泄漏以及高密封性，應(yīng)該從現(xiàn)在管理以及技術(shù)人員的技能抓起，才能掌握管道設(shè)備所有密封點(diǎn)，有效避免泄漏事故的發(fā)生，應(yīng)從以下幾個(gè)方面做起：

3.1 機(jī)構(gòu)管理。首先對(duì)參與管道運(yùn)行一線的操作人員和管理人員進(jìn)行定期的技能培訓(xùn)與考核，必要時(shí)進(jìn)行應(yīng)急演練，做到操作人員與管理人員要了解全程管段有多少個(gè)密封點(diǎn)、管段設(shè)備接口處材料性能、泄漏點(diǎn)、泄漏程度以及如何控制泄漏等等，展開技能評(píng)比競(jìng)賽，提高工作人員技能水平。

3.2 技術(shù)措施。要優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，采用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)天然氣泄漏報(bào)警機(jī)制，管道設(shè)備泄漏自檢、自查、自動(dòng)切斷氣源、自動(dòng)采取應(yīng)預(yù)案等技術(shù)；在施工安裝方面，保證管道設(shè)備密封點(diǎn)、防腐絕緣處以及焊接處質(zhì)量，多采用成型墊片，特別是設(shè)備的材質(zhì)、性能要嚴(yán)格把關(guān)。要重視對(duì)工作人員的安全教育、檢查，嚴(yán)重把控管道設(shè)備的質(zhì)量問題，提高工作人員的技能水平。

3.3 資料記錄。天然氣管道設(shè)備運(yùn)行全線所涉及的生產(chǎn)設(shè)備、管段、道路位置等，必須建立完善的檔案資料系統(tǒng)，記錄下管道設(shè)備運(yùn)行過程中所有控制點(diǎn)工作流程，所有靜密封點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)泄漏位置、時(shí)間、大小、點(diǎn)數(shù)、程度等必須詳細(xì)記錄，做出相應(yīng)的預(yù)處理方案，降低泄漏對(duì)管道設(shè)備運(yùn)行的影響。

[1]李奎.天然氣管道設(shè)備靜密封與無泄漏管理[J].天然氣與石油,2008,26(3):54-58.

[2]章日讓.石化工藝管道安裝設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)問答[M].北京:中國石化出版社,2001.

[3]張向釗.壽震東.密封墊片與填料[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.

[4]SY 0402-2000,石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].