天然氣輸氣站場的風(fēng)險(xiǎn)管理初探

王海波

摘要：風(fēng)險(xiǎn)管理是社會組織或者個人用降低風(fēng)險(xiǎn)的消極結(jié)果的決策過程，通過風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)估測、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，并在這些基礎(chǔ)上選擇與優(yōu)化組合各種風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)，對風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施有效控制和妥善處理風(fēng)險(xiǎn)所致?lián)p失的后果，從而以最小的成本獲得最大的安全保險(xiǎn)。本文在天然氣輸氣站場的風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用對天然氣輸氣站場及工業(yè)設(shè)備、輸氣站的風(fēng)險(xiǎn)分析及風(fēng)險(xiǎn)控制進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：天然氣;輸氣站場;風(fēng)險(xiǎn)管理

前 ?言

輸氣站場在天然氣輸送過程中起著調(diào)節(jié)和控制作用，其穩(wěn)定性是保證輸氣系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要部分，天然氣輸送系統(tǒng)中，輸氣站場的安全、高效運(yùn)行是保證天然氣輸送的關(guān)鍵。由此，就必須采取科學(xué)有效的措施對輸氣站場進(jìn)行管理。

一、輸氣站場風(fēng)險(xiǎn)分析

基于故障模式與影響分析法是一種風(fēng)險(xiǎn)分析的方法，簡稱 FMEA 方法。站場的功能是將輸氣管線上的天然氣匯合境壓后進(jìn)行輸送，以保證管線輸送的壓力要求。在采用 FMEA方法時，應(yīng)將輸氣站場設(shè)備和管線劃分為風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)危險(xiǎn)源及危險(xiǎn)區(qū)，同時還需要考慮如下的問題：

1.確定失效后果

主要包括確定后果嚴(yán)重度、不易探測度、可能性程度、風(fēng)險(xiǎn)度值 RPN 以及計(jì)算結(jié)果分析等等。

2.制定應(yīng)對措施

針對設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于管線風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)結(jié)果，對高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備采取調(diào)整其設(shè)備工藝、操作規(guī)程、提高巡檢頻率、縮短檢驗(yàn)周期等相關(guān)措施。在日后的常規(guī)管理中可針對調(diào)整后的設(shè)備再次進(jìn)行 RPN 危險(xiǎn)度值計(jì)算，并比較措施可行性及效果，確保輸氣站場的運(yùn)行更加有效、安全。

3.天然氣站場風(fēng)險(xiǎn)原因分析

一般天然氣計(jì)量站場的設(shè)備主要有分離器，收、發(fā)球筒、閥門、匯氣管、管線等，其他的設(shè)備還有變送器、清管球通過指示器、溫度表、壓力表等，這些設(shè)備和儀器、儀表之間的連接形式主要是法蘭連接、焊接和螺紋連接。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，天然氣站場發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)最主要的是天然氣的泄漏，而常見的泄漏主要有法蘭之間的泄漏、管道泄漏、螺紋泄漏和閥門泄漏等。

3.1 法蘭間的泄漏造成法蘭間泄漏的原因主要有以下幾種。（1）密封墊片壓緊力不足，法蘭結(jié)合而粗燥，安裝密封墊出現(xiàn)偏裝，螺栓的松緊程度不一致，兩個法蘭的中心線位置發(fā)生位移。（2）由于脈沖流的設(shè)計(jì)不合理，沒有采取減振措施或者是減振措施不符合要求而造成的管道振動，致使螺栓產(chǎn)生松動而造成了泄漏。（3）管道由于變形或者沉降現(xiàn)象的發(fā)生而導(dǎo)致的泄漏（4）在冷熱季節(jié)交替時螺栓由于熱脹冷縮而造成的縮短或伸長，從而導(dǎo)致泄漏現(xiàn)象的發(fā)生。（5）如果密封墊片的使用時間過長，由于墊片的材料老化容易出現(xiàn)塑性變形或者是回彈力下降的現(xiàn)象，這種情況也容易導(dǎo)致泄漏的出現(xiàn)。（6）天然氣腐蝕造成泄漏，但這種情況并不是很常見，但由于墊片和法蘭質(zhì)量問題可能產(chǎn)生此種泄漏。

3.2 管道泄漏。管道產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象的主要原因是未焊透、裂紋等焊接缺陷引起的，但是隨著焊接技術(shù)的發(fā)展和施工質(zhì)量以及檢測手段的提高，這種焊接缺陷正在逐漸的減少。還有一種是由于管道被腐蝕而引起的泄漏現(xiàn)象，天然氣站場管道引起腐蝕的原因很多，常見的有：周圍的介質(zhì)引起的腐蝕、應(yīng)力引起的腐蝕、氧和水引起的腐蝕、硫和細(xì)菌引起的腐蝕以及氫引起的腐蝕。而這其中氫引起的腐蝕后果最為嚴(yán)重，其原因在于盡管目前脫除 H 2S 的技術(shù)較高，但由于輸送壓力的提高，造成 H 2S 的分壓提高，從而使 HIC 更為突出，而且這種腐蝕由于前期跡象不明顯，發(fā)展速度較快，一旦發(fā)生造成的損失和影響較大。

3.3 沖刷引起的泄漏。容易出現(xiàn)此類故障的部位流速比較快的彎管彎頭處，由于在管道的加工過程中，對于沖壓成型和冷煨、熱煨成型的彎頭，彎曲半徑最大的一側(cè)存在著加工減薄量。而且天然氣的流速一般都比較快，在經(jīng)過彎頭的時候就會對管壁產(chǎn)生非常大的沖刷力，在這種力的作用下，管壁的金屬會不斷地被沖刷帶走，這就導(dǎo)致了管壁逐漸的變薄，最后造成了泄漏的現(xiàn)象。對于下游站場的彎頭，由于上游的硫化鐵鐵粉等雜質(zhì)跟隨著管線到達(dá)下游，這些雜質(zhì)的存在，相當(dāng)于磨料的作用，加速了磨損速度。

3.4 振動引起的泄漏。管道的振動使法蘭的連接螺栓松動，墊片上的密封比壓下降，振動還會使管道焊縫內(nèi)缺陷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的泄漏事故。天然氣管道振動的成因主要有以下幾種：（1）管線內(nèi)壓力脈動引起管道的振動。氣流的脈動是引起天然氣管道振動的最主要的原因之一，在長輸天然氣管道上常用壓縮機(jī)給天然氣加壓，壓縮機(jī)周期性地、間歇性地進(jìn)氣和排氣，結(jié)果引起管路內(nèi)氣流壓力的脈動，當(dāng)脈動氣流在管線內(nèi)傳播碰到彎頭、變徑管、匯管以及盲板等時，管道系統(tǒng)受到周期性激振力，在激振力的作用下引起管道及其附屬設(shè)備的振動。（2）壓縮機(jī)振動引起管線的振動。當(dāng)壓縮機(jī)工作時，由于活塞組存在往復(fù)慣性力及力矩的不平衡、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)慣性力及力矩的不平衡、連桿擺動慣性力的存在以及機(jī)器重心的周期性移動等各種復(fù)雜合力的作用，使壓縮機(jī)工作時產(chǎn)生機(jī)械振動，從而引起和其相連的管道振動。（3）風(fēng)力引起的振動當(dāng)裸露的管子在受到風(fēng)力時，會產(chǎn)生卡曼渦流效應(yīng)，引起管子的振動。所謂卡曼渦流是指當(dāng)流體垂直于管子流動時，在管子的背面將產(chǎn)生有規(guī)則的渦流，因而出現(xiàn)交替的橫向力，稱為卡曼渦流。

3.5 螺紋泄漏。目前，天然氣站場常采用的 API 錐管螺紋連接，錐管螺紋包括圓螺紋、偏梯形螺紋，設(shè)計(jì)錐度為 1/8（半徑方向），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(jì)的原因，嚙合螺紋間存在一定的間隙，從本質(zhì)上講，API 螺紋不具備密封能力，其密封性是通過使用螺紋脂里的一些固體物質(zhì)（如銅、鋅、錫等軟金屬）來減小間隙。要提高密封性能，必須要有足夠大的接觸壓力和足夠小的螺紋間隙。當(dāng)溫度變化時，螺紋連接部位可能發(fā)生應(yīng)力松弛，也可能造成接觸壓力下降，使密封性能下降，振動也造成螺紋連接變松。

管螺紋密封的泄漏跟使用的密封材料有直接關(guān)系。我國普遍使用鉛油麻絲、聚四氟乙烯膠帶密封，鉛油麻絲等溶劑型填料在液態(tài)時能填滿間隙，固化后溶劑揮發(fā)，導(dǎo)致收縮龜裂，而且耐化學(xué)性能差，很容易滲漏;聚四氟乙烯膠帶不可能完全緊密填充，調(diào)整時容易斷絲，易堵塞管路閥門，而且聚四氟乙烯和金屬摩擦系數(shù)低，管螺紋很容易松動，密封效果也不是很好。

二、輸氣站場的風(fēng)險(xiǎn)控制

通過以上對輸氣站場的風(fēng)險(xiǎn)分析，泄漏現(xiàn)象的產(chǎn)生是輸氣站場的主要風(fēng)險(xiǎn)，要想加強(qiáng)天然氣輸氣站場的風(fēng)險(xiǎn)管理與控制，就必須最大限度的減少泄漏現(xiàn)象的發(fā)生，因?yàn)檩敋庹緢鲆坏┌l(fā)生泄漏事故就必定會造成嚴(yán)重的后果，甚至是安全事故，為了使輸氣站場的泄漏得到有效的控制，可采取以下的措施加以防治。

三、結(jié)束語

根據(jù)以上對輸氣站場以及對其風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)控制的分析，我們可以知道天然氣的泄漏是輸氣站中較為常見的一類風(fēng)險(xiǎn)，要想對這類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的減少和控制，就必須對其進(jìn)行合理的分析，在此基礎(chǔ)上再采取科學(xué)有效的控制措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮曉東，趙忠剛，白世武.站場完整性管理技術(shù)研究.管道技術(shù)與設(shè)備，2011（04）.

[2]張琴，陳柳欽.風(fēng)險(xiǎn)管理理論沿襲和研究趨勢綜述.中國證券期貨，2008（10）.