陳 誠

（中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司西南分公司，四川成都 610000）

天然氣長輸管道安全隱患與解決對策

陳 誠

（中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司西南分公司，四川成都 610000）

研究了天然氣長輸管道安全隱患并提出相應(yīng)解決對策。通過對長輸管道運行特點和生產(chǎn)運行各階段安全技術(shù)要點進行分析，結(jié)合工作經(jīng)驗，對腐蝕穿孔、殘渣及凍堵、應(yīng)力損傷三種常見安全隱患進行分析并提出相應(yīng)對策，為同行提供建設(shè)性意見。

天然氣；長輸管道；安全隱患；解決對策

天然氣的集輸需要長輸管道作為媒介。其中西氣東輸、川氣東送就是天然氣長距離輸送的示范工程。但是天然氣為易燃易爆介質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在集輸過程中應(yīng)充分保障長輸管道的安全運行。當(dāng)前我國已建成有由階段性增壓站點、集輸管道中轉(zhuǎn)調(diào)度站點、管網(wǎng)檢測信息鏈、終端調(diào)度與氣田入網(wǎng)等一系列調(diào)配、管理、維護性保障體系。嚴(yán)控不安全因素，確保天然氣長輸過程中的安全平穩(wěn)。本文基于長輸管道運行特點，在當(dāng)前已經(jīng)發(fā)生的各種事故案例教育前提下對天然氣集輸做安全隱患分析，并提出相應(yīng)解決辦法。

1 長輸管道安全技術(shù)要點

1.1 管道及其附件的選用

（1）氧氣管道的管材一般應(yīng)選用無縫鋼管、銅管（如黃銅管），不論架空或地溝敷設(shè)或埋設(shè)，一般工作壓力在3MPa以下者，多采用無縫鋼管；工作壓力在3MPa以上者，多采用銅管（如黃銅管）。管道拐彎處，應(yīng)采用彎曲半徑較大內(nèi)部光滑的彎頭，管子的連接應(yīng)采用焊接。

（2）乙炔管道應(yīng)選用無縫鋼管，管子內(nèi)徑與壁厚按氣體壓力確定，壓力為0.07～0.15MPa的中壓乙炔管道，管子內(nèi)徑不應(yīng)超過80mm，壁厚為2～4.5mm；壓力為0.15～2.5MPa的高壓乙炔管道，管子內(nèi)徑不應(yīng)超過20mm，壁厚為2～4mm。管子的連接應(yīng)采用焊接。

（3）管道附件如閥門、法蘭、墊片等也應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)定合理選用。

1.2 管道的敷設(shè)

管道在室內(nèi)外架設(shè)或地溝敷設(shè)或埋設(shè)時，都應(yīng)按相應(yīng)的有關(guān)規(guī)定進行，且必須有可靠的接頭裝置。

1.3 管道投入使用前的處理

管道在投入使用前，應(yīng)對管道內(nèi)進行徹底清理，可用空氣或惰性氣體吹除管道內(nèi)殘留物如氧化皮、焊渣、焊條頭、砂石顆粒等，并對管道作脫脂處理，以清除管內(nèi)殘存的油脂。為保證使用安全，還必須進行強度和氣密性實驗。輸送乙炔氣體的管道，還應(yīng)加裝防止回火的安全裝置[1]。

2 安全隱患與相應(yīng)對策

2.1 腐蝕穿孔

天然氣的輸送需要管道作為媒介并在一定壓力下進行的，集輸管線常采用金屬管線鋼制成。若管線防腐層破損還會引起化學(xué)反應(yīng)交互腐蝕嚴(yán)重影響管線完備性，最終導(dǎo)致管線腐蝕穿孔誘發(fā)天然氣泄漏甚至發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。再者由于天然氣的組分性質(zhì)原因，其含有的硫化物及其二氧化碳會形成酸性環(huán)境與金屬管道發(fā)生化學(xué)反應(yīng)最終引起管道的內(nèi)部腐蝕[2]。

針對集輸管線腐蝕最直接的辦法是在管線鋪設(shè)時采取防腐漆外加包裹層進行防護。但其效果不具備長效性，特別是在晝夜溫差較大的地區(qū)，防腐材料極易風(fēng)化變形。而化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的防腐材料還會發(fā)生分解污染土地與水源。為此當(dāng)前采用較先進的防腐手段有陰極防腐、塑性涂層等先進防腐方式，在防腐同時全面提高管道穩(wěn)定性，使用過程中的天然氣集輸管線也應(yīng)加強常規(guī)巡檢并依靠現(xiàn)代化儀表裝置進行泄漏預(yù)警，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即處理。

2.2 殘渣及凍堵

天然氣水合物（NGH）是一種由氣體分子和水分子在一定溫壓條件下形成的非化學(xué)計量型，類冰狀籠形絡(luò)合結(jié)晶物。美國科學(xué)家早在1934年首次在輸氣管道中發(fā)現(xiàn)了天然氣水合物。在溫度不變的情況下，不同壓力的作用可以形成不同密度的天然氣水合物，而天然氣集輸則是在一定壓力下進行，若遇過濾器，閘門等截流端則會引起降溫，形成天然氣水合物。經(jīng)分析，天然氣水合物在集輸系統(tǒng)中產(chǎn)生的原因有：集輸系統(tǒng)含水、一定條件下的溫度與壓力、系統(tǒng)設(shè)計不合理或操作不當(dāng)、不科學(xué)的消泡。而天然氣長時間集輸，其附件及其管道會產(chǎn)生腐蝕、顆粒等多種形式殘渣，而氣田終端的生產(chǎn)往往帶水造成管線積液。所以要進行定期的清管作業(yè)以保證集輸系統(tǒng)各設(shè)備的正常運行[3]。

2.3 應(yīng)力損傷

天然氣輸送一般會根據(jù)管徑、地勢高差、主干線區(qū)分等因素進行不同壓力輸送，本身為一壓力容器，需要特殊防護。通常天然氣集輸管線采取高架與埋地兩種方式進行鋪設(shè)，具備一定隱蔽性。而隨著現(xiàn)代化城市的進程，交叉施工導(dǎo)致人為破壞概率不斷增大。如若遇到私挖亂建導(dǎo)致地面建筑物下沉壓迫埋地管線或者建筑物搭建影響支撐裝置效果都會給管網(wǎng)產(chǎn)生不同程度的應(yīng)力施加，如果超過其形變界限則會造成燃氣管網(wǎng)斷裂漏氣[4]。城市的發(fā)展需要不斷添加市政基礎(chǔ)及其配套設(shè)施，在市政建設(shè)上往往存在規(guī)劃不力和老舊城區(qū)改造上的交叉施工難題。天然氣集輸管道處于一定壓力狀態(tài)，若發(fā)生因為土方開挖或地面沉降引起的管線結(jié)構(gòu)性應(yīng)力變形會導(dǎo)致管道破損。而一些施工單位的違章操作及其野蠻作業(yè)更是會給管線造成突發(fā)性應(yīng)力損傷，甚至造成火災(zāi)爆炸等嚴(yán)重后果。再者，肆意打孔偷盜行為也有所發(fā)生，需要長效防范。

針對以上現(xiàn)象需要進行天然氣集輸管道的地面標(biāo)示，并進行人防、技防等全方位防護巡檢機制。如遇屬地違章施工和其他異常情況需及時制止，對地質(zhì)沉降段，軟土穿越段需進行應(yīng)力測量，防止因彈性變形超過極限的管線斷裂。如遇極端環(huán)境與氣候條件還需進行保溫、防風(fēng)等特殊防護處理。

3 結(jié)束語

綜上所述，天然氣的長距離集輸，涉及到壓力傳輸、設(shè)備選型與過程監(jiān)護等多方面技術(shù)細節(jié)，在正常運行時還需調(diào)度人員進行控制，是一項復(fù)雜而細致的系統(tǒng)工程。所以對于天然氣長輸管道安全隱患必須防范于未然，在加強平時維護巡檢的基礎(chǔ)上提高管網(wǎng)完整性。

[1] 何婷，黎寧，張志林，等.天然氣長輸管道運行過程中安全隱患分析及預(yù)防控制措施[J].工程技術(shù)（全文版）：205.

[2] 丁建國.淺述天然氣長輸管道的安全隱患及對策[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016，（33）.

[3] 胡濤，王敏.天然氣長輸管道的安全隱患及對策分析[J].石油和化工設(shè)備，2013，（4）：75-76.

[4] 何佰毅.淺析天然氣長輸管道隱患及其保護[J].工業(yè)，2016，（1）：15.

Safety Hidden Danger of Natural Gas Long-distance Pipeline and Its Countermeasures

Chen Cheng

In order to study the safety hazards of natural gas pipeline and put forward the corresponding countermeasures.Based on the analysis of the characteristics of long-distance pipeline operation and the safety and technical points of each stage of production operation，this paper analyzes the three common safety hazards of corrosion perforation，residue and freezing block and stress damage，and puts forward the corresponding countermeasures to provide construction for peers Sexual opinion.

natural gas；long-distance pipeline；safety hazard；measure

TE88

A

1003–6490（2017）03–0144–02

2017–03–05

陳誠（1981—），男，山東濟南人，助理工程師，主要從事天然氣油氣儲運工作。