天然氣長輸管道的防腐措施

程守法

摘 要：在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的過程中，自然工業(yè)起著非常重要的作用，天然氣管道運(yùn)輸是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在天然氣管道的運(yùn)輸中，天然氣管道是重要的基礎(chǔ)設(shè)施。正是通過保證天然氣的安全運(yùn)行，才能順利完成天然氣運(yùn)輸任務(wù)。但是，由于天然氣的易燃易爆特性，在管道運(yùn)輸過程中可能存在影響管道安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：天然氣；長輸管道；安全運(yùn)行；風(fēng)險(xiǎn)研究

引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于腐蝕引起的管道失效率占總失效率的60%左右，所以做好管道防護(hù)工作十分重要。引起管道腐蝕的原因眾多，除跨越的溫度帶較多，形成電化學(xué)電池產(chǎn)生腐蝕以外，土壤中的雜散電流、微生物等因素也會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生腐蝕，所以從腐蝕產(chǎn)生的原因出發(fā)，對(duì)管道進(jìn)行防護(hù)難以實(shí)現(xiàn)，只能采取間接措施對(duì)管道進(jìn)行防護(hù)。

1天然氣長輸管道防腐重要性分析

目前，國內(nèi)外對(duì)天然氣的需求量不斷增加，天然氣逐漸代替石油，成為世界上最為重要的能源。在新型、高效、清潔能源未出現(xiàn)或無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)之前，天然氣的需求量仍然會(huì)不斷攀升。為了保障天然氣的供給要求，管道安全十分重要，盡管在天然氣運(yùn)輸方面，管道是最為安全的運(yùn)輸方式，但是隨著近幾年管道事故頻現(xiàn)，證明管道運(yùn)輸也存在缺陷，引起管道事故最重要的因素就是金屬腐蝕。管道被腐蝕后所造成的危害主要有五點(diǎn)：①管道被腐蝕后，腐蝕產(chǎn)物將混雜于天然氣中，造成天然氣質(zhì)量下降；②管道腐蝕嚴(yán)重時(shí)，將產(chǎn)生天然氣泄漏，直接給管道運(yùn)營公司造成財(cái)產(chǎn)損失；③泄漏的天然氣進(jìn)入土壤中，將造成不可逆的生態(tài)環(huán)境破壞，在目前環(huán)境保護(hù)問題日益突出的前提下，環(huán)境污染無法接受；④泄漏的天然氣如果直接遇到火源，將產(chǎn)生火災(zāi)爆炸事故，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)造成人員傷亡；⑤管道被腐蝕后，腐蝕產(chǎn)物附著在管道壁面上，將加速管道腐蝕過程。綜上所述，管道被腐蝕所產(chǎn)生的危害極其嚴(yán)重，因此做好管道防腐措施十分重要。

2天然氣長輸管道的安全風(fēng)險(xiǎn)

2.1天然氣長輸管道存在缺陷

天然氣長輸管道輸送的是天然氣，而天然氣本身具有易爆性、易燃性、而且具有毒性和腐蝕性。所以，所使用的材質(zhì)必須具有較強(qiáng)的耐腐蝕性和抗毒性。另外，在運(yùn)行過程中，管理單位的管理不完善，都給天然氣長輸管道帶來了諸多安全隱患。比如，材料缺陷、焊接不科學(xué)等，都極易使運(yùn)輸管道出現(xiàn)泄漏、破損等問題。

2.2天然氣長輸管道管理制度的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)

在長輸管道建成投運(yùn)之后，需加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行維護(hù)的管理。但在實(shí)際管理工作中，往往出現(xiàn)不到位、不徹底的情況。尤其是有些工作人員由于缺乏責(zé)任心，在維護(hù)和巡護(hù)天然氣長輸管道時(shí)，只是走走過場，即使在巡視的時(shí)候發(fā)現(xiàn)違規(guī)現(xiàn)象，也不作及時(shí)處理。這些情況都增加了管道運(yùn)輸過程中的風(fēng)險(xiǎn)。

3保證天然氣長輸管道的安全運(yùn)行的措施

3.1強(qiáng)化對(duì)管道的管理

強(qiáng)化對(duì)天然氣始發(fā)站與中間站的輸氣管理，建立完善的管理制度，為管道的設(shè)計(jì)、施工以及設(shè)備操作等確定工藝標(biāo)準(zhǔn)，并且建立責(zé)任制管理方式，將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，提高輸氣的安全性。全面提升工作人員的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)他們的安全意識(shí)，確保所有與管道有關(guān)的操作均符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，還要建立信息化的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)管道泄漏，保證能夠及時(shí)的采取針對(duì)性的解決方案。對(duì)于中間站點(diǎn)，需要對(duì)儀表類的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，如果些參數(shù)出現(xiàn)異常變動(dòng)，必須立即向管理平臺(tái)反饋異常情況，進(jìn)行及時(shí)的處理。

3.2優(yōu)化長輸管道的參數(shù)

天然氣管道的整個(gè)運(yùn)行壓力需要在管道設(shè)計(jì)壓力之內(nèi)，從而確保運(yùn)行的穩(wěn)定。在實(shí)際情況中，需要結(jié)合當(dāng)時(shí)情況降低管道和設(shè)施壓力，提升天然氣的輸送效率。在這個(gè)過程中，運(yùn)行溫度是一個(gè)重點(diǎn)，溫度必須在材料的承受范圍內(nèi)，才能保證輸氣管道的熱力符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外，需加強(qiáng)對(duì)輸氣管道的維護(hù)保養(yǎng)，并且嚴(yán)格保護(hù)長輸管道系統(tǒng)。如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)采取有效措施進(jìn)行控制，保證長輸管道的安全運(yùn)行。

3.3建立健全天然氣管道保護(hù)的長效機(jī)制

管道企業(yè)應(yīng)建立完善的天然氣管道保護(hù)長效機(jī)制，主要包括：第一，將管道的走向等相關(guān)資料交由相關(guān)部門審批；第二，加強(qiáng)管線巡查力度，及時(shí)掌握實(shí)況，處理管道隱患；第三，堅(jiān)持“誰致害誰治理和誰受益誰治理”的原則；第四，在管線遷改時(shí)，需要充分根據(jù)實(shí)際情況，同時(shí)考慮長遠(yuǎn)，以免出現(xiàn)重復(fù)整治的情況，等等。

3.4陰極保護(hù)

陰極保護(hù)是所有防腐措施中最為有效的一種防腐措施，也是應(yīng)用最為廣泛的。陰極保護(hù)有兩種，分別是犧牲陽極和外加電源。其中犧牲陽極的陰極保護(hù)方法原理較為簡單，是通過在管道外壁增加一種比構(gòu)成管道金屬材料更為活躍的金屬，利用原電池原理，在腐蝕發(fā)生時(shí)，首先消耗的是作為陽極的活躍金屬，從而保護(hù)作為陰極的管道。外加電源陰極保護(hù)法，是通過在管道外壁增加電流，使得管道表面陰極化，既避免管道金屬中鐵離子的流失，又確保了電流由土壤向管道的流動(dòng)趨勢，保障管道在原電池反應(yīng)中始終維持在低電位，從而達(dá)到管道防腐的目的。犧牲陽極法的優(yōu)點(diǎn)：電流分散能力好，使用期間不需要專人管理和維護(hù)，施工方便，安全性高，對(duì)周圍金屬設(shè)施干擾較小。缺點(diǎn)：使用壽命固定，在天然氣長輸管道中應(yīng)用需要的材料費(fèi)用和安裝費(fèi)用較高，經(jīng)濟(jì)效益差，活躍金屬的分解產(chǎn)物對(duì)周圍環(huán)境和土壤會(huì)產(chǎn)生一定程度的污染。外加電源陰極保護(hù)法的優(yōu)點(diǎn)：輸出電流連續(xù)性、可調(diào)節(jié)性，保護(hù)范圍較廣，不受環(huán)境電阻率影響，使用壽命長，建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用較低，經(jīng)濟(jì)性好。缺點(diǎn)：需要專人定期進(jìn)行維護(hù)，對(duì)輸出電流的控制要求高，有一定的危險(xiǎn)性。兩者相比，外加電源陰極保護(hù)法在環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約方面更為突出，良好經(jīng)濟(jì)性也使其在天然氣長輸管道中的應(yīng)用更為廣泛。

3.5應(yīng)用自控系統(tǒng)對(duì)長輸管道進(jìn)行保護(hù)

針對(duì)長距離管道輸氣系統(tǒng)的特點(diǎn)，應(yīng)用SCADA系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測管道的運(yùn)行狀況，采集輸氣管道運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的狀態(tài)。增加電子巡檢的頻次，與人工巡檢對(duì)比，提高了對(duì)管道檢查的次數(shù)，通過電子元件的作用，及時(shí)監(jiān)測出管道系統(tǒng)存在的安全隱患問題。并通過報(bào)警預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)施連鎖管理，避免發(fā)生嚴(yán)重的管道泄漏事故，影響到長輸管道的輸送安全，導(dǎo)致人身傷害或者財(cái)產(chǎn)損失。通過自控系統(tǒng)對(duì)長輸管道系統(tǒng)腐蝕的部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，采取應(yīng)急處理的措施，及時(shí)恢復(fù)管道的正常運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到預(yù)期的輸氣效率。不斷對(duì)自控系統(tǒng)進(jìn)行更新改造，提高自控能力，達(dá)到智能化管理的目標(biāo)。當(dāng)系統(tǒng)檢測到管道出現(xiàn)安全隱患的時(shí)候，啟動(dòng)檢查系統(tǒng)，對(duì)管道的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行管理。分析管道泄漏的原因，及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急處理模式，保護(hù)天然氣資源，通過遠(yuǎn)程的控制和管理，及時(shí)切換輸氣流程，減少氣體的損失。

結(jié)語

綜上所述，天然氣長輸管道對(duì)于保障能源安全極為重要，不但關(guān)系著能否滿足社會(huì)需求，還關(guān)系著社會(huì)穩(wěn)定。目前，常見的防護(hù)措施有增設(shè)涂層和采取電化學(xué)防護(hù)兩大類，在增設(shè)涂層方面，可以采取煤焦油瓷漆、PE兩層結(jié)構(gòu)以及PE三層結(jié)構(gòu)三種防護(hù)措施；在電化學(xué)防護(hù)方面，可以采取犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電源的陰極保護(hù)法兩種。只要管道部門采取合理的防護(hù)措施，完全可以減緩管道的腐蝕速率，從而避免管道事故的發(fā)生。

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（作者單位：遼河油田建設(shè)有限公司）