影響天然氣管道安全的因素及保護(hù)措施

李琦(中石化天津天然氣管道有限責(zé)任公司, 天津 300457)

陸上天然氣99%都依靠管道輸送，我國(guó)已有多條長(zhǎng)距離、大口徑、高壓力的管道投入運(yùn)營(yíng)，未來必將加速天然氣管道的建設(shè)，全國(guó)范圍的管道網(wǎng)絡(luò)化將進(jìn)一步完善，管道的安全問題就顯得尤為重要。

1 影響天然氣管道安全的主要因素

管道根據(jù)埋設(shè)方式、施工地點(diǎn)，分為埋地管道、架空管道、半地下管道、路上施工、海上施工等，施工中的自然因素、社會(huì)因素等都會(huì)對(duì)其安全產(chǎn)生不利影響，分析如下。

①腐蝕因素。金屬腐蝕是金屬材料在一定的環(huán)境介質(zhì)(如液體和氣體)的作用下，由于化學(xué)變化或物理變化而產(chǎn)生的破壞。天然氣管道連接各個(gè)場(chǎng)站，往往長(zhǎng)途跋涉，途經(jīng)復(fù)雜地形和環(huán)境，同時(shí)，由于天然氣本身含有一些酸性氣體，也會(huì)對(duì)管道造成腐蝕威脅。天然氣管道的腐蝕類型可分為內(nèi)腐蝕、外腐蝕和應(yīng)力腐蝕破裂。外腐蝕。包括外防腐層外力破損、外防腐層和鋼管的質(zhì)量缺陷、管道埋設(shè)的土壤壞境腐蝕。內(nèi)腐蝕。主要受所運(yùn)送介質(zhì)和其間雜質(zhì)的物理化學(xué)特性的影響，所引發(fā)的腐蝕也主要以電化學(xué)腐蝕為主。天然氣管道輸送中含有H2S、CO2等具有腐蝕性的介質(zhì)，它們與管道內(nèi)壁容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生破壞。應(yīng)力腐蝕破裂。管道在拉應(yīng)力和特定的腐蝕環(huán)境下發(fā)生的低應(yīng)力脆性損壞表象稱作應(yīng)力腐蝕破裂，它同時(shí)影響管內(nèi)腐蝕和管外腐蝕。②第三方破壞因素。第三方破壞已經(jīng)成為天然氣管道損壞的主要原因之一，違章占?jí)?、后建工程無意損壞管道，或者不法分子對(duì)管道切割、打孔故意破壞管道。③施工缺陷因素。施工單位為節(jié)約施工成本而偷工減料、因不規(guī)范操作原因造成管道刮傷及擦傷；管道焊接質(zhì)量不高，焊縫受到腐蝕造成管道破裂發(fā)生事故等。④其他因素。比如在建設(shè)過程中采用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、有材料缺陷的設(shè)備，一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，嚴(yán)重威脅天然氣輸送的安全。在運(yùn)營(yíng)期間內(nèi)運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)，出現(xiàn)超壓運(yùn)行，誤操作等情況，或者出現(xiàn)不可抗力因素也會(huì)造成管道斷裂。

2 天然氣管道的保護(hù)要點(diǎn)

針對(duì)以上影響天然氣管道安全的主要因素分析，提出以下保護(hù)措施。

(1)腐蝕問題 ①針對(duì)外腐蝕可采取的主要保護(hù)措施。首先可考慮陰極保護(hù)法。陰極保護(hù)技術(shù)是電化學(xué)保護(hù)技術(shù)的一種，其原理是向被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面施加一個(gè)外加電流，被保護(hù)結(jié)構(gòu)物成為陰極，從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制，減弱或避免腐蝕的發(fā)生。其次表面涂層防護(hù)法也可以減少管道外腐蝕。其中涂層可以把金屬表面和環(huán)境隔開，起到屏蔽腐蝕介質(zhì)的作用。②針對(duì)內(nèi)腐蝕可采取的主要保護(hù)措施。管線材質(zhì)的選擇對(duì)內(nèi)腐蝕影響較大。金屬中防腐效果最好的是不銹鋼、抗腐蝕合金等材料，關(guān)鍵指標(biāo)是碳含量，較低的碳含量可以保證較好的焊接效果；另外可以通過加內(nèi)防腐層，在管道內(nèi)壁和管流之間提供了一個(gè)物理隔離，使腐蝕性物質(zhì)與金屬難以接觸，從而減緩管道內(nèi)腐蝕；通過其分子上極性基因的物理、化學(xué)吸附作用，也可以減小腐蝕速度。③針對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂可采取的主要保護(hù)措施針對(duì)應(yīng)力腐蝕應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，選取既有一定耐腐蝕性、又有低的應(yīng)力腐蝕破裂敏感性的材料；焊接是連接金屬最重要的方法，且焊縫最容易受到腐蝕。因此，在設(shè)計(jì)中合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工制造應(yīng)盡可能減少焊接的縫隙，也是防止應(yīng)力腐蝕破裂的有效措施。最后可以通過在介質(zhì)中加入腐蝕抑制劑，控制腐蝕環(huán)境，并采用保護(hù)性覆蓋層。

(2)第三方破壞問題 組織專業(yè)巡線人員加強(qiáng)安全巡檢，在技術(shù)上加大力度，重點(diǎn)部位實(shí)施全天候監(jiān)控；一旦發(fā)現(xiàn)違法事件，要堅(jiān)決打擊，對(duì)破壞設(shè)施的行為堅(jiān)決查處。增強(qiáng)沿線居民的管道保護(hù)意識(shí)；與相關(guān)部門建立長(zhǎng)效機(jī)制，確保管道安全運(yùn)行。

(3)施工缺陷問題 加大對(duì)施工單位的監(jiān)管力度，遵守法律法規(guī)，執(zhí)行國(guó)家技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性要求。加強(qiáng)施工人員的技術(shù)專業(yè)培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范。特別針對(duì)焊接安全問題，必須嚴(yán)格執(zhí)行焊接規(guī)范，并嚴(yán)格按照施工規(guī)范對(duì)管道焊縫進(jìn)行表面檢驗(yàn)和無損檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改。

(4)其他問題 對(duì)于原材料的檢查驗(yàn)收必須加強(qiáng)，嚴(yán)控施工材料、設(shè)備的質(zhì)量關(guān)。原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須具備正式的出廠合格證及質(zhì)檢報(bào)告。并且應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)油氣管道技術(shù)監(jiān)督方面的法律法規(guī)，定期組織培訓(xùn)提高人員的技能水平，制定管道事故應(yīng)急預(yù)案。建立、健全管道巡護(hù)制度，發(fā)現(xiàn)危害管道安全的情形或者隱患；對(duì)管道安全風(fēng)險(xiǎn)較大的區(qū)段和場(chǎng)所應(yīng)當(dāng)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

3 結(jié)語

通過上文認(rèn)真分析可能會(huì)影響天然氣管道安全的各方面因素問題，并提出有針對(duì)性管道保護(hù)的科學(xué)措施，力求在施工、運(yùn)營(yíng)中以減小管道破壞的風(fēng)險(xiǎn)，保障天然氣管道安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院.石油天然氣管道保護(hù)條例[S].2001-09-30.

[2]國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).石油天然氣管道安全規(guī)程[S].2007-10-08.

[3]王志濱.淺談石油天然氣管道安全管理問題與對(duì)策[J].化工管理,2014，(2):50.

[4]陳文.天然氣長(zhǎng)輸管道安全防范于平穩(wěn)運(yùn)行的對(duì)策[J].石油和化工設(shè)備,2012，(5).