天然氣管道事故成因與預防探討

林鈺昕 (長江大學管理學院，湖北 荊州 434023；中海中山天燃氣有限責任公司，廣東 中山 528403)

李建明 (長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100)

伍 勇 (中石油大港油田分公司生產運行處，天津 300280)

天然氣管道事故成因與預防探討

林鈺昕 (長江大學管理學院，湖北 荊州 434023；中海中山天燃氣有限責任公司，廣東 中山 528403)

李建明 (長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100)

伍 勇 (中石油大港油田分公司生產運行處，天津 300280)

分析了天然氣管道事故的原因，主要包括設計不合理、施工缺陷、第三方損害和地質災害，并提出具有針對性的防治措施：嚴把設計關，確保設計質量；嚴格施工，確保施工質量；加強天然氣管道的規范化管理；做好員工的技術培訓工作；加大天然氣管道安全保護的宣傳力度。

天然氣管道；管道安全;事故成因；防治措施

天然氣管道事故主要是指天然氣管道不能按原計劃實現其輸送功能，主要包括不滿足輸量要求、管輸系統失去完整性、管道意外泄露等[1]。天然氣管道事故分為3種類型：①破裂，指管道缺陷長的尺寸大于等于管線直徑的1/2時管道失效狀況；②穿透，指管道缺陷長尺寸大于10mm 而小于破裂孔穴尺寸的管道失效狀況；③針孔穿透，指管道缺陷直徑小于或等于10mm的孔穴。由于天然氣與工業生產和民眾生活密切相關，因而發生天然氣管道事故會產生嚴重影響。為此，筆者對天然氣管道事故成因與預防進行了探討。

1 天然氣管道事故原因分析

1.1設計不合理

1)工藝流程方面 天然氣管道系統的運行安全與系統總流程、各站場工藝流程及系統設備布置有著非常密切的關系。若設計不當將給天然氣管道系統安全運行造成十分嚴重的威脅。因此，應利用流體力學、熱力學、爆炸力學、計算數學和計算機技術，針對天然氣管道建立天然氣泄漏后的擴散模型，分析天然氣泄漏后的擴散規律，應用仿真軟件進行模擬計算，驗證模型的正確性，并進行管道失效后果分析。若數據處理不當，將導致天然氣管道運輸站場的位置設置或壓縮機等設備的選型不當，從而給系統運行留下各種安全隱患。

3)管道強度計算方面 在進行天然氣管道強度設計計算時，如果對強度設計系數的取值有出入或管道承受的荷載分析不當，將使強度計算產生偏差，最終造成管材、壁厚的選取不恰當。在選用管道材料時，應考慮到實際使用時其對管道壓力的承受范圍，不然在進行管道應力分析、強度、剛度及穩定性校核時可能會產生偏差，最終造成管道變形、彎曲甚至斷裂等嚴重后果[2]。

1.2施工缺陷

1)焊接問題 天然氣管道焊接時出現的缺陷包括未熔透、未熔合、焊瘤、裂紋、夾渣、氣孔和咬邊等，一般不容易發現且難以修復，會對天然氣管道安全運行形成嚴重威脅。影響天然氣管道焊接質量的因素有天然氣管道的管口質量差(如果在運輸和存放天然氣管道的過程中沒有保護好管口，會出現管口橢圓度超差、局部變形等問題)、焊接環境和焊接操作工的水平(手工向下焊工藝采用多機組流水作業，效率較高、勞動強度較低、焊接質量也較好，但焊接質量還取決于焊接環境和焊接操作工的水平，若焊接環境不良或焊接操作工的水平不高，往往會導致天然氣管道出現焊接缺陷)。

2)防腐層補口、補傷問題 如果天然氣管道表面粗糙度達不到標準要求、補口時未按要求與鋼管已有的防腐層進行搭接或搭接長度不夠、補傷時面積不能滿足規范要求、補口和補傷的粘接力或厚度不符合要求，易造成天然氣管道再次損壞或防腐能力不足。

1.3第三方損害

第三方損害主要是指因外在原因、第三方的責任事故、不可抗拒的外力而誘發的管道事故。統計數據表明，由第三方損害導致的管道事故的比例甚至超過腐蝕等對管道的影響[3]，由此說明第三方損害對管道危害的嚴重性。

1)建設、施工和監理等第三方相關單位 建設、施工和監理單位沒有按照規定承擔保護燃氣管道及設施的責任，如不簽訂《保護協議》、不落實保護措施，甚至違規施工，如隨意改變施工范圍、方案、時間等，施工作業時對現場設置的警示標識隨意挪動或破壞。

2)燃氣公司 如果燃氣公司在人員素質、現場信息管理(包括管道信息)、業務流程安排和宣傳培訓等方面存在欠缺，容易導致第三方損害。

3)用戶 住宅小區的業主因裝修而改變地下設施，因不了解燃氣管道和設施的走向、埋深等或根本不了解對燃氣管道的保護而直接施工，也容易導致第三方損害。

1.4地質災害

地質災害類型眾多，如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽堿化，以及廣義的地質災害，如地震、火山、地熱害等，上述情況對管道極容易造成損害。以地面沉降為例，當發生地面沉降時，容易導致天然氣管道懸空而產生變形,嚴重時發生斷裂。

2 減少天然氣管道安全危害的措施

2.1嚴把設計關，確保設計質量

為了保障天然氣管道的長期安全運行，設計工作是一個重要環節。在進行天然氣管道設計時，要注重選擇合理的路線、管道壓力和管材及其防腐形式，特別是在人口稠密區域，應充分考慮相關因素并采取針對性的保護措施。以天然氣管道路線設計為例，設計時要遵循安全、經濟、方便的原則，既要滿足建設單位對工程提出的要求，注意站場選址及站內的建筑物的分區、布局、防火間距、消防設施配套、防火防爆等級、與周圍及其他建筑物的安全距離等問題，又要使工程費用和運行期間管線的操作維護費用降到最低[4]。此外，應結合實際情況對設計方案進行反復論證，最大程度地避免由于比選倉促而造成的設計缺陷。

2.2嚴格施工，確保施工質量

(1)根據管材情況，在經過嚴格的焊接工藝評定的基礎上，選出最適用的焊接材料，并制定出嚴格焊接工藝規程，在物質采購、工程施工、監理等方面嚴格執行規程以確保焊接質量。

(2)在地質災害多發地段進行護坡、水工保護等工程施工時，首先堅持以避繞為主的原則，當萬不得已需要通過時，應該嚴格按照設計要求施工并確保施工質量。

(3)管道腐蝕是造成天然氣管道事故的主要原因[5]，因此應采取相應的防腐對策：①預防管道內壁腐蝕，首先應對管道內壁涂刷以二道環氧樹脂為主的涂料，其次要嚴禁輸送不達標的天然氣。②做好管道外壁的防腐措施，可以采用聚乙烯膠帶等新型防腐用料進行防腐。此外，對于管道焊縫處的防腐補口問題，應選用高質量的補口材料，在補口作業時要嚴格按照工藝要求操作，尤其是補傷時面積應滿足規范要求，以免留下隱患。

(4)在天然氣管道施工過程中，應特別注重文明施工，盡量避免出現管道防腐層損壞和管體損傷的情況。另外，應做好天然氣管道內部的清理工作，防止泥土、手套、焊條和焊接工具等雜物遺留在管道內。

2.3加強天然氣管道的規范化管理

(1)當管道內一旦形成水化物，應盡快降壓和升溫以破壞水化物的形成過程。通過清管工作可以排除管內污物和積液，達到提高輸送能力和防止管道內部腐蝕的目的。因此，應根據管道運行狀況，合理制定管道清理周期并及時開展管道的清理工作。此外，在投產初期進行管道清理工作時應特別注重檢查管道的密封性。

(2)要利用GPS定位儀等先進設備對天然氣管道進行沿線巡查，定期監測管道埋深，對特殊管段應重點巡查，防止違章建筑占壓管道，最大限度地減少自然災害和人為因素的破壞。

2.4做好員工的技術培訓工作

定期對各級管理人員和崗位職工進行技能培訓，由此提高管理者的管理水平和從業人員操作技能。另外，應加強應急演練以提高應急搶險能力，為此要配備完善的維搶修機具，確保在發生事故時及時到位并在最短時間內完成搶修作業。

2.5加大天然氣管道安全保護的宣傳力度

管道企業的工作人員應積極配合當地政府大力開展群眾性的宣傳教育活動，讓廣大群眾了解天然氣管道設施安全的重要性，培養其對天然氣管道的保護意識。例如，可以在天然氣管道標樁上一并印上警示標語和聯系電話，方便廣大群眾在發現危害天然氣管道方面的情況時可以及時向天然氣管道公司反映問題并由后者采取迅速有效的整改措施，從而保證天然氣管道始終處于安全平穩運行的狀態。

3 結 語

針對天然氣管道事故的成因進行了分析，為減少天然氣管道事故發生的概率，應堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的原則[6]，在天然氣管道的設計、施工、運行管理、人員培訓和安全保護的宣傳等方面充分做好相應工作，保證天然氣管道始終處于安全平穩運行的狀態，從而使天然氣能夠滿足工業生產和民眾生活的需求。

[1]王玉梅,郭書平.國外天然氣管道事故分析[J].管道技術與設備,2000，19(7):5-10.

[2]方東曉.影響天然氣管道安全的危害因素分析及對策探討[J].上海煤氣,2008(3):38-41.

[3]帥健.美國油氣管道事故及其啟示[J].油氣儲運,2010，29(11):806-809.

[4]李偉雄.城市天然氣管道安全危害成因分析及其防范措施[J].沿海企業與科技,2010(3):80-81.

[5]胡燈明,駱暉.國內外天然氣管道事故分析[J].石油工業技術監督,2009(9)：8-12.

[6]金瑋.天然氣管道安全管理的初探[J].華北國土資源,2009(3)：31-32.

2013-05-15

林鈺昕(1989-)，女，現主要從事會計學專業方面的學習。

李建明(1962-)，男，教授，現主要從事沉積學與儲層地質學方面的教學與研究工作；E-mail:cjuljm@qq.com。

TE973

A

1673-1409(2013)26-0154-03

[編輯] 李啟棟