天然气管道的管理及维护探析

天然气管道的管理及维护探析

摘 要：作为天然气运输的主要方式，管道运输对于提高天然气运输质量和效率具有重要作用。然而，由于管道设计不恰当、运行监管不善等问题造成的天然气事故在严重危害着人们的生命财产安全同时，也给国家造成了大量的经济损失。本文从天然气管道事故的特点出发，对天然气管道事故原因进行了阐述，最后提出了天然气管道的管理及维护策略，以期对相关天然气管道管理部门提供参考。

关键词：天然气 管道事故 管理及维护

近年来，随着能源行业的不断发展，天然气产量和贸易量等都在不断增长，相应的天然气管道运输的规模也越来越大。天然气管道规模增加在不断促进天然气行业快速发展的同时，也因为其高压高能、易燃易爆等特点带来严重的运行安全隐患。因此，加强有关天然气管道事故的监测分析和应对措施的探讨，对于减少天然气管道事故发生的可能性和提高管道运行质量具有重要意义。

一、天然气管道事故类型和特点

1、天然气管道事故类型

天然气管道事故主要是指由于管道系统被破坏、管道不能满足运输需求、管道发生意外泄漏等问题造成的天然气管道不能按照规定计划完成运输功能的现象。一般将天然气管道事故类型分为3种：一是针孔穿透，是指由不大于10mm的孔穴引起的管道缺陷；二是穿透，是指由大于10mm却小于破裂孔尺寸的孔穴引起的管道缺陷；三是破裂，是指不小于管道直径1/2的管道缺陷引起的管道失效。[1]

2、天然气管道事故的特点

天然气易燃易爆，因此天然气管道事故的风险特点有：

（1）管道穿越区域比较复杂。天然气管道穿越的山地、丘陵、平原、河网等区域的地质条件和结构都大部相同，气象条件也千姿百态，这会严重影响管道的阴极保护、防腐处理和地震设计等。

（2）事故后果相对严重。天然气即使遇到很小的点燃能量也会发生剧烈燃烧。当天然气与空气混合的浓度在LFL～UFL之间时，高温或火源的影响会很容易引发大型火灾和爆炸，爆炸产生强大的高压和高温，对周围事物可造成严重破坏。同时天然气泄漏会致使人们昏迷或死亡。

（3）管道穿越区域人口相对密集。沿途将天然气输送给上下游的城市使用是天然气管道的主要作用，因此天然气管道会穿过大量人口密集区或居住区。如

果发生严重的天然气泄漏或火灾事故，则影响会极其恶劣。

（4）事故范围相对较广。天然气管道运输是一个整体系统，如果一个部分出现问题，会影响整个管道系统的运行。另外，天然气泄漏后会随着风向进行扩散，会造成大范围的人群伤亡。比空气轻的可燃气体会在风力影响下四处飘散，并与空气形成爆炸性混合物；比空气中的可燃气体会沉降在居民区、地面、沟渠等死角，遇到火源极易引起爆炸。

二、天然气管道事故原因分析

1、施工质量有待提高

在对天然气管道进行补口、补伤的过程中，没有及时考虑管道表面的粗糙度，在补口搭接原有的钢管防腐层时不按规定要求施工或搭接长度不足，补口补伤所使用的厚度或粘结力不合理、没有按规定要求面积进行补伤等都会引起天然气管道的防腐能力降低或再次损坏。另外在天然气管道焊接施工过程中经常会出现焊瘤、夹渣、未熔透、气孔、未熔合等问题，这一方面是由于天然气管道在运输或存放过程中没有对管口做好保护措施而引起了管道口局部变形或刚度降低，另一方面是由于焊接施工人员技术操作不熟练、没有按照规定程序焊接或没有及时把握好焊接环境而造成了管道出现焊接缺陷。焊接缺陷会严重影响管道运输质量。[2]

2、管道设计不恰当

管道刚度设计计算过程中，没有正确分析管道实际能承受的荷载或未精确计算管道的强度设计系数，致使强度计算出现偏差引起管材选择不当；在实际选词过程中，没有全面考虑钢材实际拥有的压力承受范围，对管道强度、应力分析、稳定性、刚度等进行核对时出现失误等会引起管道使用过程中出现破裂、弯曲、变形等问题；工艺流程设计中，没有综合考虑系统整体环境位置和条件，未建立适当的天然气泄漏事故扩散模型，未及时提供相应的应急处理措施和天然气泄漏规律等都会给天然气管道运行系统埋下安全隐患。

3、自然灾害和第三方破坏

天然气管道穿越地区会出现各种复杂地形地质特征和气候条件，而这些地区出现的自然灾害也会对天然气管道带来严重破坏。如山区质地经常出现的泥石流和滑坡灾害，平原质地经常出现的地面水冲刷、土壤膨胀、地面沉降灾害，强烈地震灾害，低温、雷电气象灾害等。第三方破坏主要是指建筑施工、道路维修、矿山开采等引起的管道破坏。

三、天然气管道的管理及维护策略

1、提高施工质量

针对天然气管道出现的管道腐蚀问题，施工人员应当加强管道内外壁的防腐措施。对于管道内壁要采用以二道环氧树脂为主的涂料进行全面涂刷，同时防止输送大合格的天然气；对于管道外壁要加强聚乙烯胶带等新型防腐材料的运用。在进行管道焊缝处的补口施工时，要按照严格的施工流程和技术条件采用质量达标的补口材料进行操作，确保补伤面积符合规定要求。对于地质灾害发生较为严重的地区要采取“避饶为主”的主要方针，如果必须经过要采取相应的措施减少灾害影响。在焊接过程中要恰当选择焊接材料，在严格按照程序和施工工艺的基础上进行焊接，焊接完成后要及时做好管道清理，同时避免出现防腐层破坏或管道损伤的问题。[3]

2、加强整体设计

天然气管道运行是一个系统工程，应当对管道路线、穿越地区、管道保护等充分全面考虑，针对不同地域地形气候条件和管道运行状况采取相应的保护设计措施。特别是对于管道路线设计，要在坚持经济、安全、方便的原则上对施工单位的要求、管道周围的建筑物分区、消防配套设施、站场选址、防火防爆等级、路线布局等进行综合缝隙，确保在安全隐患降至最低的基础上有利于节省成本和方便维护[4]。方案设计完成后要不断进行模拟分析，确保方案可行，通过整体设计，更能够加强管道运输事故的预测及应对，以实现管道管理及维护水平的提升，更好的满足管道运输需求，同时也实现整体设计水平的进一步提升。

3、制定应急预案

要根据热力学、流体力学、爆炸力学等建立相应的天然气扩散模型，根据模型制定相应的应急预案，预案内容应当包括应急评价、应急计划、应急准陪和应急评估等内容。充分考虑管道事故发生后的各种问题和情况，做好应急管理，尽量将事故风险降低[5]。对于天然气管道的管理及维护，关键在于管道事故的应急处理，以确保管道运输水平的提升，也减少灾害事故的发生，因此，对于应急预案的制定，应当充分考虑灾害事故的发生原因，制定有效的应急预案，同时结合实际情况，在出现管道事故后及时进行有效维护，以满足管道运输需求[6]。

四、结束语

天然气管道运行安全是天然气行业健康和稳定发展的基本保证。因此对于天然气事故问题，相关人员应当做好风险分析，充分考虑天然气管道运行过程中的不利因素，加强管道维护和管理，努力降低事故发生的可能性和危害性。

参考文献

[1] 刘太昌.甬杭地区天然气管道的设计优化[J]. 石油库与加油站. 2012（05）

[2] 刘海萍，梁超.天然气长输管道建设项目环境影响评价要点分析[J]. 天然气与石油. 2010（05）

[3] 任启瑞.天然气管道工程技术发展水平及推广应用[J]. 石油工业技术监督. 2011（05）

[4] 李红瑞.俄杜马批准濒里海天然气管道建设协议[J]. 中亚信息. 2009（01）

[5] 赵阳德.天然气管道在内压作用下的壁厚计算分析[J]. 天然气与石油. 2012（04）

[6] 余立，辛亚凯.天然气管道保护工作任重道远——川西北地区输气管道安全隐患情况的调查[J]. 四川石油经济. 2009（05）