天然氣管道風險分析

李強 崔彥 郝偉 趙建鋒 張海永(長慶油田第二采氣廠,陜西 西安 719000)

近年來，隨著人民生活水平的提高，人們對天然氣的需求量越來越多。與此同時，天然氣管道中存在的各種弊端也一一暴露。天然氣管道如出現(xiàn)腐蝕、人為破壞等現(xiàn)象均有可能導致在運行過程中發(fā)生破裂、泄露等事故，造成重大的安全事故，給人民的生命財產(chǎn)帶來嚴重威脅。為了減少類似事故的發(fā)生并將危害降到最低，對天然氣管道風險進行分析就顯得格外重要。

1 天然氣管道風險的特點

天然氣管道運輸介質(zhì)是以甲烷為主要成分的易燃易爆性氣體，同時還含有少量的硫化氫、二氧化碳氣體等氣體[1]，一旦發(fā)生火災或爆炸，將直接波及到附近的天然氣管道系統(tǒng)，這兩者也是對天然氣危害最大的事故類型。另外天然氣管道的風險存在著與其他化學危險品不一樣的特點。主要表現(xiàn)在以下三個方面：

1.1 破壞力大，后果嚴重。天然氣屬于易燃易爆氣體，一旦接觸到火源就會引起天然氣體燃燒，當天然氣與空氣相混合，濃度達到一定比例時,引起爆炸，造成大范圍內(nèi)的人員傷亡。天然氣中含有的其他氣體隨風飄揚時，遇到火源也會產(chǎn)生爆炸，如果含硫的天然氣泄漏，就會危及人民生命，輕者昏迷，重者死亡。

1.1 管道建設區(qū)域環(huán)境復雜。天然氣管道所經(jīng)區(qū)域地形多樣化，包括環(huán)境復雜的丘陵、山地等，這類地區(qū)的地理環(huán)境與氣象都會對管道的建設造成一定影響，如腐蝕管道系統(tǒng)、地震的發(fā)生對管道的破壞，有的管道建設不僅要穿越多條河流，還要多次穿越鐵路、高速公路等。

1.2 管道建設區(qū)人口密集。天然氣管道主要是將天然氣輸送到各個城市中供人們使用。所以，天然氣管道一定會經(jīng)過人口密集的區(qū)域，因此一旦發(fā)生天然氣泄漏等情況，將直接危害人民生命財產(chǎn)安全。

2 天然氣管道的風險因素分析

天然氣管道工作系統(tǒng)復雜，管道涉及面廣，所以危害管道安全的因素也很多，主要表現(xiàn)在以下幾點：

2.1 施工質(zhì)量

在一項工程建設中，材料的質(zhì)量永遠占據(jù)首要位置。在管材選取中，一定要選擇符合設計標準的合格管材，曾有數(shù)據(jù)表明，在四川天然氣管道事故中，由于管線質(zhì)量存在問題出現(xiàn)事故在1969-2003年間占總數(shù)的33.6%。

焊縫是管道工程質(zhì)量過程的薄弱環(huán)節(jié)，有調(diào)查表明，美國在1991-2010年的天然氣事故中，由于焊接出現(xiàn)問題導致事故發(fā)生的比例占13.3%。這就需要在施工過程中對焊接質(zhì)量進行嚴格的拍片檢查，確保焊縫質(zhì)量達到規(guī)范要求。同時，由于天然氣管道均為埋地敷設，存在很多的穿跨越等隱蔽工程，這就需要施工過程中需要嚴格對隱蔽工程的質(zhì)量進行檢查，降低后期運行隱患。

2.2 管材腐蝕

天然氣中往往含有少量的硫化氫、二氧化碳腐蝕等酸性氣體，因此管道腐蝕是不可避免的，它是影響管道可靠性及使用壽命的關(guān)鍵性因素。在我國，管道運行中發(fā)生腐蝕穿孔的情況屢見不鮮。四川1969-2003年的輸氣管道事故中，由于腐蝕導致的事故占39.5%。管道腐蝕主要分為管道內(nèi)腐蝕和外腐蝕。內(nèi)腐蝕主要為金屬的電化學腐蝕；外腐蝕主要包括氧含量不均勻引起的腐蝕、由雜散電流引起的腐蝕微生物引起的腐蝕[2]。天然氣管道一旦受到腐蝕，影響面積都很大，危害也是最大的。目前主要采取的防腐措施有絕緣層防腐法和陰極保護法（犧牲陽極陰極保護法和外加電流陰極保護），通常常輸管道采取“聯(lián)合保護”的措施，以便更有效的緩減管道腐蝕。

2.3 自然災害

對于天然氣管道的危害最大的自然災害主要有地震、泥石流、山體滑坡、洪水沖蝕、采空區(qū)地面塌陷等。管線所經(jīng)區(qū)域，周圍地形通常比較復雜，一旦出現(xiàn)上述的自然災害，就會導致管道彎曲、移位甚至發(fā)生斷裂，造成管線停輸、爆炸、火災等一系列不可估量的損失。因此在管道敷設過程中，必須考慮周圍環(huán)境，選擇合適的管線路由，對于地形復雜地段加做相應的防護措施，確保后期管線安全運行。

2.4 人為破壞

人為破壞通常是指在管道附近進行采掘、爆破、開挖等施工對管線造成損害。根據(jù)《石油天然氣管道保護法》，在石油天然氣管道兩側(cè)個200米，以級相關(guān)的加壓站、集氣站、清管站、閥室、閥井、放空設施等周邊500米的范圍內(nèi)進行爆破、地震勘察或工程挖掘、鉆探、采礦時，施工方應主動向本縣政府主管部門提出申請，審批后方可施工。然而在實施施工過程中，部分施工單位無視法律的規(guī)定，擅自施工，稍有不慎就造成天然氣管道泄露，進而引發(fā)嚴重的后果。有數(shù)據(jù)表明，美國在1991-2010年天然氣管道事故中，因挖掘?qū)е碌氖鹿?，?4.2%[3]。這就需要管道的管理單位加強日常巡護工作，確保管線標志充足，同時加強《石油天然氣管道保護法》的宣傳，使更多的人學法、懂法。

3 結(jié)語

天然氣管道的安全關(guān)乎著國家的經(jīng)濟發(fā)展，也與每個市民息息相關(guān)，保證天然氣管道的安全是大家的共同責任。在管道建設時，要嚴把設計關(guān)、質(zhì)量關(guān)，確保管道質(zhì)量。在后期維護中要加強腐蝕監(jiān)測，做好應急管理，加強相關(guān)法律法規(guī)的宣傳，提高管道運行的安全性。

[1]呂奎，孔益平，周宇，何華剛.天然氣管道風險分析及應急管理[J].安全與環(huán)境工程,2013，2（19）：117-121.

[2]魏寶明.金屬腐蝕理論及應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，1984.