淺析天然氣站場(chǎng)常見(jiàn)泄漏問(wèn)題

張利

摘 要：本文根據(jù)延長(zhǎng)氣田臨鎮(zhèn)至子長(zhǎng)集輸干線工程投產(chǎn)后發(fā)生的泄漏問(wèn)題總結(jié)出4種天然氣站場(chǎng)常見(jiàn)的泄漏形式，并對(duì)每種泄漏的原因進(jìn)行分析，總結(jié)出每種泄漏的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：天然氣站場(chǎng)；泄漏；分析；預(yù)防

1.前言

天然氣作為一種清潔能源，越來(lái)越受到人們的關(guān)注和青睞。在整個(gè)集輸系統(tǒng)中，天然氣站場(chǎng)在整個(gè)輸氣工藝中占有很重要的位置，是非常重要的環(huán)節(jié)，其可靠性在很大程度上決定影響整個(gè)管輸系統(tǒng)的安全。天然氣站場(chǎng)的設(shè)備多，流程復(fù)雜，密封點(diǎn)多，泄漏的概率大。近幾年，天然氣站場(chǎng)的泄漏、穿刺事件時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。天然氣站場(chǎng)的事故，除了違規(guī)操作，大多由于泄漏引起的，我們要給予足夠的關(guān)注和重視。

2.常見(jiàn)泄漏形式

在天然氣站場(chǎng)中，最常泄漏的位置為靜密封點(diǎn)處，如法蘭連接處、螺紋接口處等，但管線穿孔泄漏也時(shí)有發(fā)生，主要是管線彎頭處，特別是排污管線和放空管線的彎頭處；在線路上，最常見(jiàn)的泄漏是由第三方破壞和管道穿孔引起的。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，常見(jiàn)泄漏主要有以下幾種：法蘭間泄漏、管道泄漏、螺紋泄漏和閥門(mén)泄漏。

3.常見(jiàn)泄漏的原因分析與預(yù)防措施

3.1法蘭間泄漏

1）密封墊片壓緊力不足、法蘭結(jié)合面粗糙、安裝密封墊片出現(xiàn)偏裝、螺栓松緊不一、兩法蘭中心線偏移等原因造成法蘭間泄漏。該種泄漏主要由施工、安裝質(zhì)量引起，而且主要發(fā)生在投產(chǎn)試壓階段。

2）由于脈沖流、工藝設(shè)計(jì)不合理、減振措施不到位或外界因素造成管道振動(dòng)，致使螺栓松動(dòng)，造成法蘭間泄漏。

3）管道變形或沉降造成法蘭間泄漏；

4）螺栓由于熱脹冷縮等原因造成伸長(zhǎng)或變形而引起法蘭間泄漏，該種泄漏主要發(fā)生在季節(jié)交替時(shí)。

5）密封墊片長(zhǎng)期使用產(chǎn)生塑性變形、回彈力下降以及墊片材料老化等造成法蘭間泄漏，該種泄漏主要發(fā)生在老管線上。

6）天然氣腐蝕，造成法蘭間泄漏，這種情況比較少見(jiàn)，但由于墊片和法蘭質(zhì)量問(wèn)題可能產(chǎn)生此種泄漏。

3.2管道泄漏

1）焊縫缺陷引起的管道泄漏

焊縫上發(fā)生的泄漏是焊接過(guò)程中出現(xiàn)夾渣、氣孔、未焊透、裂紋等現(xiàn)象所遺留下的焊接缺陷，在管道使用過(guò)程中由于使用條件如交變應(yīng)力、振動(dòng)等影響，使缺陷擴(kuò)展，以致引起管道泄漏。

2）腐蝕引起的泄漏

天然氣站場(chǎng)管道系統(tǒng)在腐蝕介質(zhì)、環(huán)境因素及應(yīng)力等的作用下造成管道的腐蝕，使管壁變薄，造成管道局部穿孔而發(fā)生泄漏。常見(jiàn)的有：

①周?chē)橘|(zhì)引起的均勻腐蝕

②應(yīng)力引起的腐蝕

3）沖刷引起的泄漏

由于高速運(yùn)動(dòng)的天然氣在改變流向時(shí)，對(duì)管壁產(chǎn)生較大的沖刷力，使管壁逐漸變薄，這種過(guò)程就像滴水穿石一樣，最終造成管道穿孔而泄漏。

①?gòu)募庸そ嵌葋?lái)說(shuō)，對(duì)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)存在加工減薄量現(xiàn)象。

②天然氣流速較快，當(dāng)改變流向時(shí)，對(duì)管壁產(chǎn)生較大的沖刷力，在沖刷力的作用下，管壁金屬不斷地被帶走，壁厚逐漸變薄，最后造成管道泄漏。

③調(diào)壓閥的閥體也是容易被刺壞的地方。

針對(duì)沖刷引起的管道泄漏，建議采取以下預(yù)防措施：

A、周期性進(jìn)行清管作業(yè)，減少管道中雜質(zhì)的含量。

B、根據(jù)下游用氣量做好管道末端氣量的儲(chǔ)存，尤其在冬季大氣量來(lái)臨之前，以備用氣充分，避免氣流速度過(guò)快，導(dǎo)致管道里面揚(yáng)塵，而造成較大的管道磨損。

C、優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加彎頭厚度。

4）振動(dòng)引起的泄漏

①管線內(nèi)壓力脈動(dòng)引起管道的振動(dòng)

氣流的脈動(dòng)是引起天然氣管道振動(dòng)的最主要原因，在天然氣長(zhǎng)輸管道中常用壓縮機(jī)給天然氣加壓，壓縮機(jī)周期性、間歇性的進(jìn)氣和排氣，會(huì)引起管路內(nèi)氣流壓力的脈動(dòng)，當(dāng)脈動(dòng)氣流在管線內(nèi)傳播碰到彎頭、變徑管、匯管以及盲板等時(shí)，管道系統(tǒng)受到周期性的激振力，在激振力的作用下引起管道及其附屬設(shè)備的振動(dòng)。

②壓縮機(jī)的振動(dòng)引起管線的振動(dòng)

當(dāng)壓縮機(jī)工作時(shí)，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(dòng)慣性力的存在以及機(jī)器重心的周期性移動(dòng)等各種復(fù)雜合力的作用，使壓縮機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而引起和其相連的管道的振動(dòng)。

③風(fēng)力引起的振動(dòng)

當(dāng)裸露在室外的管子在受到風(fēng)力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生卡曼渦流效應(yīng)，引起管子的振動(dòng)。

④共振引起管道劇烈振動(dòng)

當(dāng)激振力的頻率和管道以及設(shè)備的固有頻率相同時(shí)，會(huì)引起管道和設(shè)備強(qiáng)烈的振動(dòng)。

管道減振可以通過(guò)兩條途徑來(lái)解決：

A、控制管流的壓力脈動(dòng)；

B、調(diào)整管系結(jié)點(diǎn)，改變固有頻率，減少振動(dòng)，避免產(chǎn)生共振。

⑤外力作用引起的管道泄漏

因外部靜載荷或沖擊載荷超過(guò)管道的允許限度而使管道泄漏，如管道在道路下埋設(shè)較淺，在車(chē)輛沖擊、振動(dòng)載荷作用下則產(chǎn)生泄漏。建議當(dāng)管道經(jīng)過(guò)道路、砼場(chǎng)地、圍墻等地時(shí)增設(shè)套管進(jìn)行防護(hù)。

3.3螺紋泄漏

管螺紋密封的泄漏跟使用的密封材料有直接關(guān)系。我國(guó)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(shí)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(shí)容易斷絲，易堵塞管路閥門(mén)，而且聚四氟乙烯和金屬磨擦系數(shù)低，管螺紋很容易松動(dòng)，密封效果也不是很好。為了減少螺紋連接泄漏，可采取以下措施：

①建議采用具有彈性密封環(huán)結(jié)構(gòu)的螺紋連接。

②對(duì)于與主干線連接的地方，建議采用焊接。

3.4閥門(mén)泄漏

天然氣站場(chǎng)管道上的閥門(mén)是不可缺少的主要控制元件，由于受到輸送介質(zhì)溫度、壓力、沖刷、振動(dòng)、腐蝕的影響，以及生產(chǎn)制作中存在的內(nèi)部缺陷，致使閥門(mén)在使用過(guò)程中不可避免的會(huì)發(fā)生泄漏，而且泄漏可能發(fā)生在閥門(mén)的任何部位。

1）連接法蘭及壓蓋法蘭泄漏：該種泄漏一般在降壓的時(shí)，通過(guò)擰緊螺栓可得以解決。

2）焊縫泄漏：對(duì)于焊接球閥，可能存在焊接缺陷，而出現(xiàn)泄漏。

3）閥體泄漏：閥體的泄漏主要是由于閥門(mén)生產(chǎn)過(guò)程中的鑄造缺陷所引起的，當(dāng)然，天然氣的腐蝕和沖刷也會(huì)造成閥體泄漏。

4）填料泄漏：長(zhǎng)時(shí)間使用的填料老化、磨損、腐蝕等使其失效。

5）注脂嘴的泄漏：一般是由于單向閥失效造成的，在壓力不高的情況下注入密封脂可得到解決。

6）排污嘴泄漏，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)更換。

4.結(jié)束語(yǔ)

天然氣站場(chǎng)由于泄漏引起的事故時(shí)有發(fā)生，并造成嚴(yán)重的后果，為了使天然氣站場(chǎng)的泄漏得到有效的控制，減少泄漏，應(yīng)該從設(shè)計(jì)和管理兩方面入手，才能取得較好的效果。

1）變法蘭連接和螺紋連接為焊接，減少泄漏起點(diǎn)和靜密封點(diǎn)，且與主干線連接的第一道口采用焊接。

2）冗余設(shè)計(jì)。對(duì)排污管線和放空管線來(lái)說(shuō)，采用雙閥或者三閥設(shè)計(jì)，同時(shí)彎頭應(yīng)加大壁厚設(shè)計(jì)。

3）加強(qiáng)日常巡檢、維護(hù)和管理，對(duì)靜密封點(diǎn)重點(diǎn)進(jìn)行檢查。

4）站場(chǎng)建立可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)泄漏，可及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

5）采用先進(jìn)技術(shù)對(duì)站場(chǎng)設(shè)備和管線進(jìn)行檢查

①采用無(wú)損檢測(cè)和聲發(fā)射技術(shù)對(duì)站場(chǎng)管道、分離器以及收、發(fā)球筒進(jìn)行全面檢測(cè)；

②對(duì)站場(chǎng)關(guān)鍵及薄弱的位置比如彎頭、調(diào)壓閥閥體等定期進(jìn)行厚度測(cè)量，并進(jìn)行跟蹤，對(duì)減薄厲害處進(jìn)行全面跟蹤。

6）對(duì)重要站場(chǎng)增設(shè)分析小屋，加強(qiáng)氣質(zhì)管理，減少管道腐蝕。

7）做好末端儲(chǔ)氣工作，避免下游流體速度過(guò)快，導(dǎo)致沖刷嚴(yán)重。

8）定時(shí)做好對(duì)長(zhǎng)輸管線的清管工作，并及時(shí)更換過(guò)濾分離器濾芯，以確保天然氣的純凈。

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