影響天然氣管道安全的因素及保護(hù)措施

陳 雁

（山東省天然氣管道有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南 250101）

近年來，各國(guó)都在倡導(dǎo)使用清潔能源，天然氣是現(xiàn)今使用較為廣泛的清潔能源之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2018年天然氣的消費(fèi)比重就已經(jīng)達(dá)到了32%，已經(jīng)超越了煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比率。天然氣通常處于氣體狀態(tài)，并且受壓力和溫度影響較大，因此在運(yùn)輸過程中需要進(jìn)行特殊的運(yùn)輸方式。天然氣在運(yùn)輸過程中通常采取管道運(yùn)輸，我國(guó)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，天然氣管道已經(jīng)形成了一個(gè)龐大的運(yùn)輸、消費(fèi)系統(tǒng)，所以提高天然氣管道的安全性就十分重要[1]。造成天然氣管道損壞的影響有人為因素，也有非人為因素。人為因素主要是發(fā)生在前幾年，由于居民對(duì)于天然氣管道知識(shí)的缺乏，而進(jìn)行的偷氣、漏氣等現(xiàn)象；非人為因素是影響天然氣管道安全運(yùn)輸過程中的重要問題，地理因素、環(huán)境變化、城市規(guī)劃建設(shè)、海嘯、地震等突發(fā)事件都可能造成天然氣管道泄漏或天然氣管道破裂引發(fā)的事故。天然氣屬于易燃易爆物質(zhì)，其在運(yùn)輸過程中承受的壓力和溫度都受到一定限度的控制，因此本文主要分析天然氣管道在運(yùn)輸過程中所受到的影響因素，并提出相應(yīng)的保護(hù)措施。通過提高天然氣管道的安全性，確保天然氣能夠高效的運(yùn)輸，進(jìn)而保證我國(guó)天然氣行業(yè)的快速發(fā)展。

1 天然氣管道安全影響因素分析

1.1 腐蝕因素

天然氣管道面臨的最大安全問題是腐蝕現(xiàn)象，現(xiàn)今使用的天然氣管道大部分是由金屬材質(zhì)合成的，由于金屬在酸性和堿性條件下易發(fā)生腐蝕，產(chǎn)生物理、化學(xué)變化，因此對(duì)管道造成嚴(yán)重?fù)p害。由于天然氣中含有CO2、SO2、H2S 等酸性氣體，會(huì)造成管道的腐蝕。管道腐蝕有以下三點(diǎn)：①內(nèi)腐蝕，主要是由于天然氣管道中含有的酸性氣體形成的電解質(zhì)，使管道內(nèi)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，并且內(nèi)腐蝕帶來的后果極為嚴(yán)重，在檢測(cè)和維修過程中難度也較大；②外腐蝕，主要是由于管道外側(cè)的防腐層與管道外部環(huán)境土壤和空氣接觸時(shí)發(fā)生的腐蝕，由于土壤的酸堿度時(shí)常發(fā)生變化，管道會(huì)發(fā)生物理、化學(xué)腐蝕，縮短管道使用壽命，空氣中所含的腐蝕性氣體，也會(huì)對(duì)管道造成一定程度的損害，但外腐蝕在檢測(cè)與維修時(shí)較為方便；③應(yīng)力腐蝕，主要是由于管道受到的拉應(yīng)力或是其他改變管道形狀的應(yīng)力，使管道內(nèi)外發(fā)生不同程度的裂縫，在裂縫中極易發(fā)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，因此，管道應(yīng)力承受能力需要滿足管道運(yùn)行過程中承受的一切變化[2]。

1.2 外力因素

在運(yùn)輸過程中，由于外部作用力的出現(xiàn)導(dǎo)致管道發(fā)生腐蝕的情況也極多。主要分為施工人員不當(dāng)操作和不法分子違法偷氣行為。當(dāng)施工人員在進(jìn)行管道施工和運(yùn)作過程中，由于設(shè)備使用不當(dāng)或不按照操作規(guī)定進(jìn)行工作導(dǎo)致管道發(fā)生的破損，使天然氣發(fā)生泄漏；不法分子由于利益驅(qū)使，在監(jiān)管不嚴(yán)的管道區(qū)域，對(duì)管道實(shí)行打孔和切割進(jìn)行偷氣，并且后者出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的事故。

1.3 施工因素

天然氣管道施工過程中，各個(gè)環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量都關(guān)系著天然氣管道的安全問題。比如，在進(jìn)行管道焊接過程中，由于焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，造成天然氣在焊接處出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象；在施工過程中，施工技術(shù)未按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，以及管理人員對(duì)施工過程中的疏忽管理，給管道在運(yùn)行過程中藏下了隱患；除此之外，在進(jìn)行管道的選材時(shí)，應(yīng)按照合理規(guī)范要求選擇高質(zhì)量材料，并且防止在管道施工過程中出現(xiàn)偷工減料等現(xiàn)象，以上每一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能會(huì)在管道運(yùn)輸過程中產(chǎn)生較大的事故[3]。

1.4 運(yùn)營(yíng)因素

除了加強(qiáng)在管道施工方面和管道防腐方面的工作外，管道運(yùn)營(yíng)過程中也存在影響管道運(yùn)輸安全的因素。尤其是管道在運(yùn)營(yíng)過程中，由于天然氣壓力突然增大導(dǎo)致管道承受的壓力增大，如果此時(shí)運(yùn)營(yíng)工作未及時(shí)處理或者操作失誤的話，會(huì)給管道安全帶來巨大的影響。因此在運(yùn)營(yíng)過程中要時(shí)刻關(guān)注管道工作參數(shù)，對(duì)于發(fā)生突變的參數(shù)及時(shí)進(jìn)行排查維修。

2 天然氣管道保護(hù)措施

2.1 做好管道防腐工作

解決管道的腐蝕問題，可以進(jìn)一步提高管道的運(yùn)行安全，加強(qiáng)管道的運(yùn)行效率。根據(jù)三個(gè)腐蝕類型分別進(jìn)行防腐工作的開展。①內(nèi)腐蝕防腐工作，管道發(fā)生內(nèi)腐蝕的原因是由于管道金屬材料導(dǎo)致的化學(xué)腐蝕或物理腐蝕，所以需要從管道材質(zhì)上進(jìn)行改變，將管道改為不銹鋼材料或者抗腐蝕合金材料，并且具有較低的含碳量，保證其在焊接過程中能夠達(dá)到較好的效果，提高管道的密封性，減少天然氣的泄漏現(xiàn)象，還可以在內(nèi)表面涂刷防腐層，在天然氣與管道內(nèi)壁形成一道物理屏障，減少管道與酸性氣體接觸幾率，從而提高管道的抗腐蝕性。②外腐蝕防腐工作，主要是由于管道外部與土壤和空氣發(fā)生的電化學(xué)腐蝕，因此需要在管道表面施加電流使其管道表面形成陰極，采用的是陰極保護(hù)法，減少有腐蝕性的電子在管道表面移動(dòng)，進(jìn)而降低管道外表面的腐蝕幾率，除此之外，還可以采用物理防腐技術(shù)在外表面進(jìn)行涂刷防腐層，隔絕管道表面與外部環(huán)境，形成一道物理屏障，進(jìn)而減少管道外表面發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象。③應(yīng)力腐蝕防腐工作，主要是改變管道材料，選取具有耐腐蝕性、應(yīng)力腐蝕低的合金材料，并且加強(qiáng)焊接技術(shù)，使管道在焊接和運(yùn)輸過程中能夠有較大的抗應(yīng)力能力。

2.2 預(yù)防第三方破壞

工作人員的操作失誤和不法分子的違法行為需要管理人員加強(qiáng)管理監(jiān)督工作，施工人員需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)督管理，定期對(duì)工作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，對(duì)于出現(xiàn)失誤的工作人員進(jìn)行懲罰，保證管道運(yùn)輸工作順利進(jìn)行；對(duì)于不法分子對(duì)管道進(jìn)行的有意破壞，如果勸解無用可采取法律手段來保證天然氣管道的正常運(yùn)輸。

2.3 加強(qiáng)施工監(jiān)督

加強(qiáng)天然氣管道施工隊(duì)伍的管理和監(jiān)督工作，并遵守相關(guān)法律條約和國(guó)家規(guī)范。施工人員的專業(yè)培訓(xùn)應(yīng)定期進(jìn)行開展，特別是對(duì)于管道焊接和管道防腐方面的工作人員，必須保證施工過程中的每項(xiàng)工作都按照施工規(guī)范要求，并且施工結(jié)束后應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查。

2.4 提高管道材料質(zhì)量

對(duì)于管道的原材料和設(shè)備等方面的采購(gòu)問題，必須經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，保證其具有合格的出廠證和質(zhì)檢報(bào)告。在采購(gòu)過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循油氣管道技術(shù)檢測(cè)方面的法律條約，并且管道材料的采購(gòu)應(yīng)進(jìn)行合理的投標(biāo)環(huán)節(jié)，在管道建設(shè)過程中應(yīng)設(shè)立應(yīng)急預(yù)案，保證管道發(fā)生危險(xiǎn)事故時(shí)能夠及時(shí)解決問題，將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

2.5 加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)管理

在管道運(yùn)營(yíng)過程中，需要對(duì)管道進(jìn)行嚴(yán)格的巡線工作，并且在運(yùn)營(yíng)過程中可以借助信息技術(shù)手段加強(qiáng)對(duì)管道各工作參數(shù)的控制，當(dāng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，能夠及時(shí)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，確保管道的安全運(yùn)行，減少事故的發(fā)生率。

3 結(jié)語

綜上所述，應(yīng)深入分析影響天然氣管道在運(yùn)行過程中的各項(xiàng)安全因素，并且提出有針對(duì)性的解決措施，提高天然氣管道的安全性、高效性、可控性，進(jìn)而保證企業(yè)和居民的用氣穩(wěn)定，促進(jìn)我國(guó)天然氣行業(yè)的高速發(fā)展。