長輸天然氣管道泄漏搶修方案的制定

李洪言（中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 油氣工程學(xué)院，山東東營257000）

長輸天然氣管道泄漏搶修方案的制定

李洪言（中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 油氣工程學(xué)院，山東東營257000）

隨著天然氣管道建設(shè)的增加，天然氣管道泄漏事故時有發(fā)生，在天然氣管道發(fā)生事故時應(yīng)立即采取應(yīng)急處理方法，本文根據(jù)管道發(fā)生各類泄漏事故時的情況，分析了在搶修作業(yè)時需要的重要機(jī)具設(shè)備及搶修技術(shù)。提出了分析管道可能存在的事故，制定相應(yīng)的應(yīng)急搶修方案的必要性，本文以川氣東送管道在齊岳山山脈陡坡地段發(fā)生天然氣大量泄漏事故為例，比較系統(tǒng)的介紹了一般應(yīng)急搶修事故的流程，具有一定的通用性，對于制定其它管道事故方案也有借鑒和參考意義。

天然氣管道；泄漏事故；搶修方案

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)對能源需求的日益增長，帶動我國天然氣行業(yè)的發(fā)展，也推動了我國長輸天然氣管道的建設(shè)。針對長輸天然氣管道一旦發(fā)生天然氣泄漏等事故，后果就非常嚴(yán)重，不僅給企業(yè)帶來重大經(jīng)濟(jì)損失［1］，對沿線公共安全及社會穩(wěn)定都產(chǎn)生重大影響。因此，應(yīng)針對管道在不同地區(qū)的事故類型，建立健全應(yīng)急搶修技術(shù)方案，在天然氣管道突發(fā)事件發(fā)生時，保證天然氣管道應(yīng)急搶修工作及時、可靠的完成。

1　輸氣管道泄漏事故危害及分類

長輸天然氣管道在運(yùn)行過程中，多種因素會對它產(chǎn)生影響，例如外部干擾、施工缺陷、材料缺陷、內(nèi)外腐蝕及自然災(zāi)害等，使得管線發(fā)生腐蝕、穿孔或破裂，引發(fā)天然氣泄漏事故。［2］

首先對管道泄漏事故進(jìn)行分類［3］。事故具體情況如下：A類事故是由于自然災(zāi)害、第三方破壞或施工質(zhì)量造成管道較大裂紋或管體發(fā)生斷裂，使大量天然氣泄漏，必須采取大規(guī)模搶修作業(yè)的事故。運(yùn)行中主要表現(xiàn)為：管道上游站場出口處、下游站場進(jìn)口處壓力都降低。此類事故破壞性大，影響惡劣，必須由專門人員進(jìn)行搶修，要動用大型封堵設(shè)備、搶修機(jī)具及救援、勘測設(shè)備。如：挖掘機(jī)、推土機(jī)、拖車、專業(yè)消防車、吊車、電焊機(jī)等。

B類事故主要是人為破壞或腐蝕造成管道穿孔或微小裂紋，致使少量天然氣泄漏，可使用帶壓堵漏、焊接補(bǔ)丁的方法。運(yùn)行中主要表現(xiàn)為：上游站場和下游站場的出、入口壓力變化都不大。事故搶險也必須有專業(yè)的人員及專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場指揮。事故處理也需要相應(yīng)的專業(yè)設(shè)備及機(jī)具，如：小型挖掘機(jī)、吊車、專業(yè)工程搶險車輛、小孔堵漏工具等。

C類事故主要由于自然災(zāi)害、設(shè)備故障原因，而致使天然氣管道發(fā)生彎曲、變形，未使管道產(chǎn)生裂紋，沒有天然氣泄漏，設(shè)備仍正常運(yùn)行的事故。此類事故對管道的安全運(yùn)行存在潛在危險，如果處理不及時，就會致使A類或B類事故。由于事故引起原因不同，可能會造成不同規(guī)模的破壞，所以事故發(fā)生后也要立即處理，要求站場人員要有基本應(yīng)對措施及搶修機(jī)具。如可燃?xì)怏w檢測儀、漏電探測儀、防火服、正壓式空氣呼吸器及各種防爆工具等。

2　長輸天然氣泄漏應(yīng)急搶修技術(shù)

針對輸氣管道發(fā)生大量泄漏的A類事故采用換管搶修方法，目前我國已實現(xiàn)在管道不停輸情況下，通過管道帶壓封堵技術(shù)更換管道；發(fā)生微量泄漏或裂紋的B類事故可采用機(jī)械夾具修復(fù)法、管卡修復(fù)法、加強(qiáng)補(bǔ)板法、戴管帽法、頂針堵漏法、密封劑堵漏法等帶壓堵漏技術(shù)，而對未發(fā)生泄漏的C類事故需要補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)時可采用復(fù)合材料修復(fù)法，有Clock Spring復(fù)合修復(fù)法和碳纖維復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)等。

3　天然氣管道應(yīng)急搶修方案的制定

針對每條長輸天然氣管道分析沿線可能發(fā)生的事故，制定相應(yīng)的搶修方案是十分必要的。以川氣東送管道在地處齊岳山山脈陡坡地段為例，齊岳山大陡坡的局部高差可達(dá)600m，整個山體的坡度都比較陡，并且地形起伏也較大，平均坡度達(dá)21°，自然坡度最大的地方接近65°［4］。

3.1搶險流程

陡坡天然氣管道發(fā)生大量泄漏事故時，需要采取停輸放空的方式進(jìn)行搶險作業(yè)。考慮到山區(qū)陡坡地段設(shè)備、機(jī)具進(jìn)場困難等問題。搶險施工流程如圖1所示。

圖1　搶險流程圖

3.2搶險前準(zhǔn)備

搶險施工前準(zhǔn)備工作是保障搶險作業(yè)能夠順利完成的重要環(huán)節(jié)。山區(qū)陡坡地段采取停輸換管搶修方案的準(zhǔn)備工作包括事故發(fā)生時的應(yīng)急響應(yīng)，人員、搶險設(shè)備及機(jī)具的配備以及施工便道的修筑工作。

（1）應(yīng)急響應(yīng)

當(dāng)大量泄漏事故發(fā)生時，關(guān)閉事故管段上、下游閥門，將管內(nèi)剩余天然氣直接放空，測量壓力下降至微正壓（0.05MPa）時，關(guān)閉放空閥門。此時，搶險人員立刻趕到現(xiàn)場，穿戴好安全保護(hù)措施后，檢測天然氣濃度，確定安全范圍，采取相應(yīng)防火警戒及隔離措施。根據(jù)搶險需要，準(zhǔn)備好搶險人員、設(shè)備和機(jī)具的配備。

（2）修筑施工便道

齊岳山山脈山區(qū)是坡度較大的土方段，采用沿管道中心線分段修“之”字形道路的方式上山，使用山地挖掘機(jī)配合推土機(jī)開一條3.5m寬的作業(yè)帶，并夯實后，把各種搶險物資材料和機(jī)具使用挖掘機(jī)牽引小型山地爬犁或自制小車運(yùn)送。在事故搶險處修筑作業(yè)平臺，不小于16m×16m，用來堆放開挖土石及停放設(shè)備和機(jī)具等。

3.3搶險施工措施

（1）施工條件確定

上、下游閥室放空操作完成后，檢測事故現(xiàn)場天然氣濃度是否在20%LEL以下，否則，采取軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)，使現(xiàn)場可燃?xì)怏w濃度達(dá)到搶險作業(yè)要求。

（2）開挖作業(yè)坑

根據(jù)地形的特點(diǎn)，在山區(qū)陡坡地段挖掘機(jī)不易進(jìn)入，開挖作業(yè)坑以風(fēng)鎬加人工開鑿的方式為主，開挖長度視現(xiàn)場換管長度而定，坑內(nèi)設(shè)置逃生通道，坑壁使用安全防護(hù)網(wǎng)，并在操作坑底部鋪墊膠皮，防止刮傷施工人員。

（3）管道斷管、吊管

首先要對動火碰頭點(diǎn)處管道外防腐層全周向進(jìn)行剝離，要完全暴露出管道的金屬部分，并對割口位置進(jìn)行劃線定位，要使用防爆工具。采用切割機(jī)對管道進(jìn)行切割，導(dǎo)鏈起吊，使用千斤頂和滑輪組配合將切割下的管段吊離作業(yè)坑。在管口切透后，要使用軸流風(fēng)機(jī)不斷的進(jìn)行吹掃作業(yè)區(qū)，防止天然氣聚集導(dǎo)致人員窒息。

（4）管口封堵

在原管線保留的管口內(nèi)安裝全聚氨酯泡沫隔離球加滑石粉黃油擋墻進(jìn)行封堵。其封堵示意圖如圖2所示。

圖2　封堵示意圖

（5）換管搶險作業(yè)

首先對管道進(jìn)行修口作業(yè)，滿足焊接工藝要求，接著用外對口器對管道對口、組對作業(yè)，最后對現(xiàn)場可燃?xì)怏w濃度檢測，合格后進(jìn)行焊接工作。焊接完成后，對動火焊接處進(jìn)行焊道檢測，對不合格焊道要及時進(jìn)行返修或重新切割管段、動火焊接工作。［5］

（6）恢復(fù)輸氣

在對管道焊道檢測合格后，先對事故管段進(jìn)行平壓操作，當(dāng)兩座閥室輸氣平穩(wěn)后，恢復(fù)閥室供電及閥自動關(guān)斷功能，并在下游回收隔離球。

（7）管道防腐、回填、地貌恢復(fù)

使用100%X射線和超聲波檢測對管道焊道檢測，合格后，進(jìn)行防腐補(bǔ)口補(bǔ)傷作業(yè)，先對焊道除銹使等級達(dá)到St3.0級，然后使用熱收縮帶進(jìn)行防腐補(bǔ)口處理，用電火花檢漏儀進(jìn)行檢漏，如有漏點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行重新操作。防腐層檢測合格后，進(jìn)行作業(yè)坑回填工作。搶險作業(yè)完成后，將現(xiàn)場設(shè)備和施工機(jī)具撤離，恢復(fù)地貌。

3.4搶險施工時間安排

根據(jù)施工經(jīng)驗和結(jié)合實際情況，換管搶修施工時間安排如表1所示。

表1　搶險施工時間安排

4　結(jié)語

以長輸天然氣管道陡坡地帶大量泄漏事故為例，制定搶修方案，比較系統(tǒng)的介紹了一般應(yīng)急搶修事故的流程，包括搶修前準(zhǔn)備、搶修施工措施、事故后處理等工作，具有一定的通用性，對于制定其它管道事故方案也有借鑒和參考意義。另外，維搶修人員、設(shè)備、機(jī)具和應(yīng)急搶險物資的配備要齊全，為保證管道安全運(yùn)行，制定詳細(xì)的搶修預(yù)案及配備人員和設(shè)備情況，設(shè)備配備應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的、適用的技術(shù)和工具，提高搶修水平和效率。

［1］唐巖，蔡文超，趙偉濤，等.石油管道安全運(yùn)行管理［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（16）：115.

［2］徐亞博，錢新明，劉振翼.天然氣輸送管道泄漏事故危害定量分析［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報，2008，18（1）：146～149.

［3］王春放.天然氣長輸管道泄漏搶修與縱向價值鏈分析［J］.化工管理，2015，10（1）：116～117.

［4］鮑云萍，徐斌，趙義敏等.大口徑長輸天然氣管道在陡坡地段施工方法淺析［J］.中國化工貿(mào)易.2011，03（10）：18.

［5］王祝生.魯寧線中間站進(jìn)出站閥門更換中不停輸高壓封堵技術(shù)［D］.中國石油大學(xué)（華東）：石油與天然氣工程，2006.