關(guān)于石油天然氣長輸管道危險(xiǎn)性的分析

王磊

【摘要】隨著我國石油、天然氣資源日益緊缺，近年來各地加強(qiáng)石油與天然氣長輸管道的規(guī)劃和建設(shè)，以滿足日益增長的市場需要。隨著建設(shè)量的增大，老管線服役時(shí)間的增長，長輸管道事故的增多，管道安全問題越來越受到人們的重視。雖然，油氣管道在設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理中采用越來越嚴(yán)格的規(guī)范，選用更好性能的管材和防腐蓋層及相關(guān)設(shè)備，但影響管道安全性的因素很多，稍有不當(dāng)就可能引發(fā)嚴(yán)重的管道事故，導(dǎo)致多種嚴(yán)重后果，給長輸管道周圍的人員和建筑物造成重大的危害。

【關(guān)鍵詞】石油天然氣；長輸管道；危險(xiǎn)性

隨著我國天然氣資源日益緊缺，近年來各地加強(qiáng)天然氣長輸管道的規(guī)劃和建設(shè)，以滿足日益增長的市場需要。本文就石油天然氣長輸管道危險(xiǎn)性進(jìn)行分析。

一、長輸管道的危險(xiǎn)因素分析

根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范，天然氣屬于一類氣體。天然氣是易燃易爆的，火災(zāi)爆炸是非常危險(xiǎn)的。天然氣和空氣的混合物可以形成爆炸混合物。接觸熱源和明火是危險(xiǎn)的，接觸氧化劑會(huì)產(chǎn)生劇烈的反應(yīng)。天然氣在空氣中爆炸極限為5.3%～15%（體積），爆炸濃度范圍寬，爆炸下限密度低，氣體泄漏很容易到達(dá)爆炸極限后，點(diǎn)起火或爆炸。

（一）腐蝕分析

1.內(nèi)腐蝕

含硫天然氣管道的腐蝕類型主要是電化學(xué)腐蝕和硫化物應(yīng)力腐蝕開裂。電化學(xué)腐蝕失重：含硫化氫氣體，冷凝水的條件下，會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，電離后S2-硫化氫的形成，電子轉(zhuǎn)移到金屬離子與鋼管內(nèi)表面的解析形式侵蝕，斑點(diǎn)，點(diǎn)蝕、局部減薄引起的管道，甚至穿孔。硫化物應(yīng)力腐蝕和電化學(xué)腐蝕也加速了管道的腐蝕。硫化物應(yīng)力腐蝕引起的拉應(yīng)力腐蝕主要發(fā)生在高強(qiáng)度鋼、高應(yīng)力設(shè)備和管道中。當(dāng)鋼管與硫化氫水溶液或與含硫化氫的濕氣體相接觸時(shí)，電化學(xué)腐蝕，產(chǎn)生氫，氫在鋼中擴(kuò)散，總是在材料中發(fā)生裂紋應(yīng)力，高擴(kuò)散聚集。這種腐蝕發(fā)生時(shí)間短，無報(bào)警，裂紋鋼表面一般無腐蝕，斷口為脆性型。

2.外腐蝕

管道材料的耐蝕性與耐腐蝕性有著直接的關(guān)系。在70年代和80年代，管道更常用的瀝青的腐蝕和防腐技術(shù)的結(jié)合陰極保護(hù)石油和天然氣，國內(nèi)管道防腐層采用瀝青加玻璃纖維織物結(jié)構(gòu)的熱噴涂工藝，溫度和質(zhì)量都沒有保證，后來改為工廠和生產(chǎn)線的涂層技術(shù)，質(zhì)量改進(jìn)。但由于瀝青防腐層強(qiáng)度較低，管道在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、焊接等方面的損壞較多，修復(fù)工作量較大，任何環(huán)節(jié)質(zhì)量控制不嚴(yán)，都可能留下事故隱患。石油瀝青耐腐蝕性差的主要原因如下。

（1）管道段的瀝青防腐層未被工業(yè)膜覆蓋，或?yàn)r青防腐層應(yīng)用于不均勻防腐涂層的施工質(zhì)量。由此引發(fā)的事故是第一次。

（2）不考慮管道的土壤性質(zhì)通過區(qū)域差異，形成管道局部氧濃度電池，使部分局部腐蝕和防腐層修復(fù)不合格，腐蝕的主要原因也有。

（3）防腐材料的抗老化性能低于100%的陰極保護(hù)率會(huì)加速腐蝕的進(jìn)程。

（二）施工和材料缺陷分析

事故主要是由于施工和材料缺陷、質(zhì)量不合格、管材選材不合理、管道焊接及管道施工運(yùn)行維護(hù)等問題，客觀上反映了國內(nèi)管道建設(shè)水平和質(zhì)量不高，管道技術(shù)相對落后。在氣體低頻脈動(dòng)的作用下，局部腐蝕可逐漸擴(kuò)展到裂紋，在低氣壓下產(chǎn)生爆管，沿焊縫撕裂。焊接質(zhì)量水平低，電弧燒傷，氣孔率高，渣、虛焊滲透是另一個(gè)重要的因素導(dǎo)致事故。20世紀(jì)60年代，螺旋焊縫焊接質(zhì)量的失敗引起了許多事故。其中最嚴(yán)重的一次發(fā)生在大型管網(wǎng)上，總長度為27.6公里的管道，兩次嚴(yán)重泄漏，主要原因是螺旋縫質(zhì)量關(guān)斷、焊縫部分不完全熔合、氣孔、夾渣等缺陷。即使是直縫鋼管，如果焊縫檢驗(yàn)不合格，也會(huì)留下事故隱患。對管道性能的測試表明，斷裂是由嚴(yán)重的焊接缺陷引起的，前槽兩側(cè)的油污、鐵銹和污垢均未清理。這些缺陷在外力作用下產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，導(dǎo)致管道脆性斷裂。

二、安全對策措施

（一）技術(shù)防范

天然氣管道的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵守對石油天然氣管道保護(hù)法，不建議住宅、學(xué)校、醫(yī)院和管道中的其他人應(yīng)該在一個(gè)密集的方式構(gòu)造。巡邏人員應(yīng)佩戴防護(hù)裝備，確保人身安全為第一目標(biāo)，保障自身安全。在易燃易爆地區(qū)，不允許接各種開關(guān)、按鈕和各種電器設(shè)備，并配有燃?xì)鈭?bào)警裝置。有關(guān)電氣設(shè)備及其金屬外殼應(yīng)保護(hù)為地面或零；管道應(yīng)標(biāo)明永久標(biāo)志，如里程樁、角樁、交叉標(biāo)志和警告標(biāo)志。此外，還應(yīng)注重消防應(yīng)急報(bào)警、季前救援、管道動(dòng)態(tài)保護(hù)等應(yīng)急管理，確保管道安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）管理防范

天然氣長輸管道的運(yùn)行，一方面要求安全可靠，另一方面要保證用戶持續(xù)、穩(wěn)定地提供燃?xì)猓灰环矫?，大型輸氣系統(tǒng)運(yùn)行能耗高、損耗大，要求運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。為了保證設(shè)備的高效運(yùn)行，節(jié)約燃料消耗，降低輸氣成本，有必要對輸氣管道的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化。

三、結(jié)論

隨著各地天然氣管道建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其特有的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性也隨之而來。根據(jù)本文天然氣火災(zāi)危險(xiǎn)性分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)天然氣管道破裂發(fā)生火災(zāi)事故，對管道沿線的居民、企業(yè)、公用設(shè)施和巡線作業(yè)人員均會(huì)造成安全影響。因此各級政府、各類企業(yè)應(yīng)充分重視對長輸管道的安全保護(hù)，消除管線附近的廠房、居民、醫(yī)院、學(xué)校、公園等公共活動(dòng)場所或使敏感點(diǎn)與管線之間保持足夠的安全間距，采取有效的安全對策措施，做好本質(zhì)安全工作，防止違章占壓和人為破壞，確保安全生產(chǎn)。

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