長輸天然氣燃氣管道泄漏的主要原因及防范措施

劉玉杰 王楷 馬雨廷(河南省發(fā)展燃氣有限公司，河南 鄭州 450018)

0 引言

燃氣管道運輸過程中，一旦出現(xiàn)燃氣泄漏事故，將會對周圍居民的生命財產(chǎn)安全造成嚴重影響。所以，我們有必要對長輸燃氣管道的安全運行進行深入探討，分析燃氣管道泄漏的常見原因，并且提出合理防范措施，進而提升長距離燃氣運輸?shù)陌踩浴⒖煽啃浴?/p>

1 長輸燃氣管道泄漏的原因

1.1 管道腐蝕性和老化

若埋地管道出現(xiàn)腐蝕，則在泄漏部位極容易產(chǎn)生泄漏問題。腐蝕現(xiàn)象原因較多，比如說：接地土壤酸堿性對管線外壁造成的腐蝕、含有腐蝕性介質(zhì)或酸性介質(zhì)的天然氣對管線內(nèi)壁造成的腐蝕、腐蝕介質(zhì)與靜拉伸力作用造成應(yīng)力斷裂等。此外，管線自身老化也會產(chǎn)生管道泄漏問題。

1.2 流體沖刷力

管道內(nèi)部的氣體流速如果超出一定范圍，將會產(chǎn)生一定的沖刷力，嚴重地磨損管道內(nèi)壁，最終造成管道穿孔，致使出現(xiàn)泄漏。這種泄漏問題容易出現(xiàn)在管道拐彎處。

1.3 法蘭泄漏

站場內(nèi)部出現(xiàn)法蘭泄漏問題的原因較多，例如施工階段安裝質(zhì)量不過關(guān)，螺栓松緊不一，致使法蘭使用階段泄漏問題出現(xiàn)；管道工藝設(shè)計不合理，管道運行過程中產(chǎn)生震動，致使法蘭螺栓不穩(wěn)定并產(chǎn)生泄漏；管道受到外力作用影響，出現(xiàn)變形或密封墊片變形，致使法蘭泄漏問題出現(xiàn)。

1.4 螺紋的泄漏

天然氣站場常采用的是API錐管螺紋連接，其密封是由內(nèi)、外螺紋嚙合的緊密程度決定的。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計原因，嚙合螺紋間存在一定的間隙。螺紋密封的泄漏與螺紋之間的間隙和使用的密封材料是有一定關(guān)系的，間隙大或密封材料不恰當都會造成泄漏。

1.5 焊接缺陷及施工破壞

長輸管道通常采用焊接方式進行連接。焊接容易產(chǎn)生外部缺陷與內(nèi)部缺陷。外部缺陷通常都是位于焊接接頭表面，如焊縫尺寸不符合要求、咬邊、裂紋等問題，采用肉眼或者是低倍放大鏡可以看到；內(nèi)部缺陷主要有未焊透、燒穿、氣孔和裂紋等。如若焊接質(zhì)量不過關(guān)，無損檢測及試壓又未及時發(fā)現(xiàn)，則在運行階段將會是非常大的隱患。此外，第三方施工由于施工地點距離管道過近，或者施工階段的前期勘察工作不到位，致使施工過程燃氣管道被挖斷，都會造成非常嚴重的破壞并產(chǎn)生泄漏。

2 長輸天然氣管道的泄漏檢測方法分析

2.1 傳統(tǒng)檢漏方法

傳統(tǒng)的檢漏方法通常是通過巡線工的親力親為來直接判斷管道是否泄漏。雖然巡線工具有線路問題可協(xié)調(diào)的優(yōu)勢，但發(fā)現(xiàn)泄漏時往往已是較大范圍的泄漏，存在一定延時性。為全面提高檢測效率，創(chuàng)造良好地檢測效果，需要應(yīng)用現(xiàn)代化科學技術(shù)，采用科學儀器、技術(shù)方法，以實現(xiàn)檢測流程自動化、精準化和智能化。

2.2 新型檢漏技術(shù)

管道泄漏比較常見是負壓波檢測法。管道突然泄漏時，泄漏部分將傳播向上游或向下游的減壓波(又稱負壓波)，設(shè)置在管道兩端的壓力傳感器檢測到負壓波，則可以判斷出是否泄漏及其所處的位置。負壓波檢測法能夠迅速檢測出大的泄漏，但是對于比較小的泄漏或已經(jīng)發(fā)生的泄漏則效果欠佳。

紅外線成像技術(shù)。該技術(shù)以地熱敷設(shè)原理為基礎(chǔ)，若燃氣管道發(fā)生泄漏，四周土地溫度將會產(chǎn)生明顯差異。紅外線遙感成像設(shè)備可把泄漏部分地熱輻射信息進行收錄，經(jīng)過光譜分析，從圖像中精確定位出泄漏的位置。紅外線成像技術(shù)定位精準，靈敏性高，但是不適應(yīng)深埋的地下管道。

嗅覺傳感器檢漏技術(shù)。該技術(shù)所使用的傳感器就像是人體的嗅覺器官，它能與天然氣組分中的各化學物質(zhì)相互反應(yīng)，并將反應(yīng)信息上傳，計算機設(shè)備經(jīng)對相關(guān)信號處理，進而檢測管道是否存在泄漏。使用時將這些傳感器按照一定距離安裝在管道上，以達到實時監(jiān)測和檢測的作用。該檢漏技術(shù)應(yīng)用成本高，可行性需要進一步驗證。

紋影成像技術(shù)。天然氣通常有著較高的光線折射率，當天然氣管道泄漏時，正常射在攝影機上的光線產(chǎn)生位移，從而形成紋影圖像，通過紋影圖像提供的信息，可以測算出具體泄漏量。此項技術(shù)操作簡單，靈敏度高，但需環(huán)境光線達到一定條件才能發(fā)揮其作用。

氣體檢測方法。氣體檢測方法利用天然氣可燃性原理，通過氣體檢測器接觸泄漏性氣體進行燃燒實驗，以判斷管線是否泄漏。此方法不受客觀環(huán)境因素影響，環(huán)境污染小，并有較高靈敏度，但因檢測原理為燃燒試驗，因此不適宜檢測大規(guī)模泄漏現(xiàn)場，否則將有可能導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生。

分布式光纖聲學傳感檢測法。分布式的光纖聲學傳感器檢測法是在氣體管道中安裝光纖傳感器，當管道某處發(fā)生泄漏，就會出現(xiàn)一種聲波，進而形成聲輻射，傳感器接收反應(yīng)，從而明確管道泄漏位置。這種檢測方法檢測精度較高，檢測時間短，速度快，但是所需成本較大。其他檢測方法。除以上方法外，還有探地雷達檢測方法，這是一種主動探測方法，經(jīng)過在地下介質(zhì)把脈沖信號實時發(fā)射，如果出現(xiàn)泄漏，就會出現(xiàn)警示。導(dǎo)電高聚合物檢漏方法則是利用探測導(dǎo)線檢測纜中的水蒸氣判斷管道絕緣層的浸水點和泄漏點，該方法有著較強的適應(yīng)性。傳感光纜檢測法則是利用沿管線鋪設(shè)的一條傳感光纜拾取管道周圍異常的壓力，進而預(yù)測可能引起管道損傷的第三方責任事件并對泄漏部位進行定位檢測。

3 長輸管道泄漏防范控制措施

3.1 嚴格日常巡檢工作

線路巡檢可以及時發(fā)現(xiàn)管道隱患，將隱患問題消除在萌芽階段。公司首條管線“ZX線”高度重視巡檢工作，利用GPS巡檢系統(tǒng)實時監(jiān)控巡線工巡檢軌跡及打卡情況，以確保巡檢質(zhì)量。此外，針對巡檢工作制定巡線工管理制度及線路管理制度并嚴格落實，若發(fā)現(xiàn)管線異常及時匯報，督促線路管理人員及時對接跟進，并且限期進行整改。

3.2 做好管道沿線安全宣傳

燃氣管道公司應(yīng)高度重視管道沿線安全宣傳工作，使管道安全意識深入人民群眾心中，以達到“企地共管”的效果。管道安全宣傳應(yīng)做好短期、中期和長期宣傳規(guī)劃。短期宣傳是指公司所招聘的巡線工利用每日線路巡檢工作時間隨機開展的對沿線居民的宣傳。中期宣傳是指生產(chǎn)運行部或線路管理部利用特定時節(jié)，如春種秋收、安全生產(chǎn)月等時間，集中在沿線村莊、辦事處開展的宣傳活動。長期宣傳是指公司、線路各站場與沿線地方政府建立“企地聯(lián)動”機制，掌握管道周邊的規(guī)劃發(fā)展，做好地方規(guī)劃問題的妥善處理。同時，定期向政府報送管道保護工作及隱患治理情況，宣傳管道保護最新法律法規(guī)及相關(guān)規(guī)范，杜絕新增管道隱患，強化聯(lián)合督辦，共同推進管道保護工作。

3.3 落實員工安全培訓工作

按照公司《巡線工管理辦法》要求，站場每月對巡線工開展座談會，對當月政府部門及公司安全管理文件進行宣貫及學習。此外，組織專題培訓，內(nèi)容涵蓋《管道保護法》《第三方施工管理辦法》《高后果區(qū)識別及管理》等。不僅如此，公司還不時安排相關(guān)線路專家，如陰極保護專家到現(xiàn)場教學，向站場員工，特別是線路管理員培訓陰極保護原理及維修，經(jīng)過相關(guān)培訓，使線路人員對線路保護工作有更加清楚的認識，提高個人綜合素質(zhì)能力。

3.4 加強工程材料質(zhì)量管理

管道燃氣工程作為國家基礎(chǔ)設(shè)施一部分，通常都是按照30a使用壽命進行施工，工程管材和設(shè)備的質(zhì)量對工程使用年限有著直接影響。因此，管材設(shè)備從設(shè)計、選型、招標、質(zhì)量檢驗、采購和運輸至施工全過程，都應(yīng)當建立健全質(zhì)量保證的體系。

3.5 管道焊接嚴格要求

焊接前，應(yīng)按相關(guān)標準要求嚴格檢查管材外觀，符合條件的管材才能進行焊接作業(yè)。此外，在焊接前應(yīng)將管材和管件放置在現(xiàn)場，以消除溫差。焊接過程中需要處理好接口的表面，在每次收工的時候，管口需要臨時封堵。管道下溝前，應(yīng)復(fù)測管溝，按照施工要求進行填平夯實，以保證管道質(zhì)量。

4 結(jié)語

本文探討了長輸燃氣管道的泄漏原因及防護措施，針對不同泄漏檢測技術(shù)提出了有針對性的分析，以期對同行業(yè)天然氣公司提供相關(guān)借鑒，共同提高長輸管道運行的安全穩(wěn)定性。