含硫天然氣開發(fā)安全防控技術(shù)與管理措施

魏建林 張娟 魏曉勇

摘 要：作為一種清潔能源，天然氣被廣泛的運用到社會大眾的日常生活中。天氣然中含有硫化氫成分，因此，天然氣是一種毒性氣體，并且這種氣體具有很強的腐蝕性，技術(shù)人員在含硫天然氣的開發(fā)過程中，存在較大安全風(fēng)險，筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗，深入分析含硫天然氣開發(fā)安全防控技術(shù)，并提出相應(yīng)的管理措施，以期進一步規(guī)避由于天然氣泄露所導(dǎo)致安全分風(fēng)險事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：天然氣;開發(fā)安全;防控技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟一日千里的發(fā)展，我們國家天然氣供需矛盾日益加劇，在我國天然氣資源中含硫天氣然占有非的的比重。由于含硫天然勘探開發(fā)具有很大的風(fēng)險性，因此，這就需要在含硫天然氣的開發(fā)過程中，合理有效地運用安全防控技術(shù)，同時并做好安全管理措施，最大化的確保含硫天然氣開發(fā)的安全性。

一、現(xiàn)階段含硫天然氣開發(fā)的現(xiàn)狀分析

（一）開發(fā)安全風(fēng)險高

二氧化碳和硫化氫等是組成含硫天然氣的主要部分，硫化氫氣體是劇毒性的，一旦開發(fā)技術(shù)人員過多吸收硫化氫氣體，就會出現(xiàn)呼吸系統(tǒng)細(xì)胞被毒害的情況，迅速死亡。地形復(fù)雜，山多風(fēng)也多、人口稠密是含硫氣田所處位置的幾個特征。 因此，含硫天然氣的泄露會嚴(yán)重威脅氣田周圍居民的生命安全，故而，必須要要重視含硫天然氣開發(fā)過程中的應(yīng)急管理和安全防控[1]。

（二）對集輸管道腐蝕大

眾所周知，含硫天然氣當(dāng)中當(dāng)中含有大量的水蒸汽，二氧化碳?xì)怏w以及硫化氫氣體，加之硫化氫具有很強腐蝕性，二氧化碳遇到水就會產(chǎn)生大量的碳酸，同時還會大大的加強酸性環(huán)境腐蝕性，嚴(yán)重腐蝕天然氣集輸管道。故而，輸送過程中，對含硫天然氣集輸管道的腐蝕防護工作具有很高的要求。這就需要不斷加強含硫天然氣集輸管道的防護工作，讓集輸管道的抗腐蝕性得以增加，最大化確保含硫天然氣的運輸安全。

（三）安全、環(huán)境監(jiān)督面臨挑戰(zhàn)

由于含硫天氣自身所含有的介質(zhì)具有極腐蝕性和毒性，故而，在開發(fā)運輸過程中有著很大的安全隱患，甚至還會嚴(yán)重腐蝕損壞集輸管道和設(shè)備，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致管道連接的焊縫裂開，進而造成毒氣的不斷擴散，不僅讓環(huán)境安全受到嚴(yán)重影響，還會在很大程度上影響人們的生命安全，保證管道原材料和運輸材料，提高施工質(zhì)量和操作技術(shù)，重點加強天氣然輸送過程中的安全監(jiān)督是至關(guān)重要的。另外，也對操作人員，監(jiān)督人員的素質(zhì)和能力提出越來越高的要求，這就說明含硫天然氣輸送中的環(huán)境監(jiān)督，安全以及質(zhì)量面臨著極大的挑戰(zhàn)[2]。

二、含硫天然氣的開發(fā)安全防控技術(shù)分析

（一）材料適用性評價技術(shù)

我們在評價管理強度和分析管理失效的時候，必須要科學(xué)合理的評價管材化學(xué)成分、沖擊、材料管材化學(xué)成分的適用性，同時還必須要測試材料金相組織、硬度的理化性能等，并基于此，控制棺材斷裂、評價硫化物應(yīng)力開裂、評價延性止裂斷裂能力以及管材抗氫致開裂能力，進而有效分析管材適合適應(yīng)天然氣運輸條件，有無出現(xiàn)裂化現(xiàn)象，為科學(xué)有效的評價管道強度提供強有力的參數(shù)。

（二）管道完整性檢測技術(shù)

技術(shù)然人員在含硫天然氣田的開發(fā)中，內(nèi)腐蝕是影響管道完整性的一個重要因素，與一般天然氣田相比，含硫天然氣田，在管道運輸分享因素方面最關(guān)鍵的區(qū)別就在于管道完整性精檢測技術(shù)，在這當(dāng)中具體包含 選擇性開發(fā)檢測、腐蝕位置預(yù)測、腐蝕程度排序以及內(nèi)腐蝕敏感區(qū)域分析等，管道完整性檢測技術(shù)可以綜合評價管道內(nèi)腐蝕情況。我們以輸送酸性濕氣的集輸管道來分析，相關(guān)技術(shù)人員利用各種先進技術(shù)方法，如，分析計算腐蝕速率、分析臨界積液、分析腐蝕機理以及酸性氣體分壓等，進而有效構(gòu)建基于概率分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)管道為前提的內(nèi)腐蝕敏感區(qū)域預(yù)測方法，從而科學(xué)的制定管道內(nèi)腐蝕評價解決方案，全面有效地了解或是評估管道內(nèi)腐蝕的具體情況。

（三）缺陷評估技術(shù)

這種含硫天然氣技術(shù)具體用來判斷缺陷集輸管道完整性影響程度，管道缺陷評估技術(shù)主要包含及缺陷管道的操作壓力范圍、還需不需要修復(fù)缺陷管道以及再檢測評估間隔的確定，評估缺陷型具體包含溝槽、四陷等機械損傷，體積型缺陷如局部、點蝕腐蝕等，平面型缺陷，如，裂紋、焊縫未熔合。幾何缺陷，如，焊縫錯邊以及焊縫撅嘴等。

（四）剩余壽命預(yù)測技術(shù)

由于含硫天然氣輸送管道氫致開或是存在腐蝕情況，因此，需使用管道剩余壽命預(yù)測技術(shù)來預(yù)測上管道的壽命。但是這項檢測技術(shù)只能為管道剩余的安全服役提供參考依據(jù)，這樣一來，有利于技術(shù)人員更好地確定缺陷修復(fù)計劃和檢測周期。氫致開裂缺陷的內(nèi)容，具體包含了評定氫環(huán)境下，模擬氫致開裂裂紋擴展情況，含裂紋管道的斷裂情況以及缺陷延長至臨界缺陷時間計算。一般來說，有兩種預(yù)測腐蝕缺陷方法，一是電化學(xué)模型預(yù)測法，二是基于內(nèi)檢測數(shù)據(jù)法。

（五）評價和場站檢測技術(shù)

場站埋地管道具有錯綜復(fù)雜，分支交叉多的特征，倘若技術(shù)人員，使用傳統(tǒng)管道檢測手段是無法達到管道檢測要求標(biāo)準(zhǔn)的。盡管投入大量人力物力資源來擴建或是改建場站，但總的來說，還是無法清楚掌握或是進一步了解地下管理的走向情況和分布情況，自然也談不上全面檢測。當(dāng)前雖然使用超聲超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)，但這種技術(shù)還存在一定局限性，如，在選擇監(jiān)測點的時，依舊還是根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗，無法及時且有效預(yù)測膩歪腐蝕敏感點，加之在埋線管道的檢測上還存在一定的距離，基于上述問題，我們研究出現(xiàn)以下三種技術(shù)，第一，基于強制電流回路法上，進而有效形成了場站管道探測技術(shù)。第二，基于流場多項流模擬上，研發(fā)出內(nèi)腐蝕預(yù)測技術(shù)。第三，基于防腐層破損點和土壤腐蝕性基礎(chǔ)上，研發(fā)出外敏感點預(yù)測技術(shù)。這樣一來， 技術(shù)人員就可以在充分利用各種先進手，如，超聲導(dǎo)波、超聲掃描等，全面提升檢測的針對性和有效性。

三、含硫天然氣安全管理措施分析

一是，要根據(jù)當(dāng)前的實際情況，采取有效措施構(gòu)建健全的HSE監(jiān)督組織機構(gòu)，加強監(jiān)督管理，二是，構(gòu)建完善且可有可行性的安全監(jiān)督管理制度。三是，進一步落實HSE監(jiān)督管理運行機制。將具體責(zé)任落實到人頭上，確保含硫天然氣的管理的安全。含硫天然氣安全管理措施主具體體現(xiàn)在以下：

第一，相關(guān)工作人員必須要認(rèn)真做好原材料進場監(jiān)督和管理工作，具體包含了，鋼管、管件、焊材等抗氫致開裂能力和硫化物應(yīng)力開裂能力的驗證工作。

第二，必須要進一步加強焊縫內(nèi)在質(zhì)量的控制和監(jiān)督，同時還需重點檢查焊接工藝評定不同類型力學(xué)試驗以及抗硫性能檢驗項目的檢查，同時并將，層間溫度控制、焊接工藝的執(zhí)行、焊后熱處理等，與焊縫內(nèi)在質(zhì)量有關(guān)的因素，作為重點監(jiān)督部位，以便確保其安全性。

第三，相關(guān)技術(shù)人員，還必須要做好無損檢測質(zhì)量監(jiān)督工作，科學(xué)合理運用光譜分析儀、可記錄型數(shù)字超聲波探傷儀等先進儀器設(shè)備，進一步抽檢金屬材料成分和焊縫質(zhì)量。同時，還把必須要使用射線檢測底片，來開展針對性的核查工作。

第四，科學(xué)合理制定檢查表單，將含硫天然氣工程質(zhì)量監(jiān)督儀器設(shè)備的檢查時機、抽查方法以及應(yīng)用方法等，制定成檢查式表單，進而更好地讓檢查項目內(nèi)容更加細(xì)致化，規(guī)范化 ，最大化確保各項項檢查的正常進行。

第五，為最大化的確保各項技術(shù)操作滿足要求標(biāo)準(zhǔn)、管理人員需掌握相關(guān)的規(guī)定規(guī)范，在具體的管理過中，有效運用各種先進技術(shù)管理方法進行有效管理。確保其安全性。

結(jié)語：

綜上所述，含硫天然氣的開發(fā)盡管是惠民工程，但這項工程存在著很大的安全風(fēng)險，故而，我們必須要不斷提高自身的安全風(fēng)險意識，全面且有效的掌握安全開發(fā)技術(shù)，重點加強檢查監(jiān)督力度，同時并使用各種先進技術(shù)或是手段，來進行管理，進而更好地做到防患于未然，從整體上提升我國含硫天然氣開發(fā)水平。

參考文獻：

[1]常宏崗， 熊鋼. 大型高含硫氣田安全開采及硫磺回收技術(shù)[J]. 天然氣工業(yè)， 2012， 32（12）：85-91.

[2]翁幫華， 饒維， 陳輝，等. 高含硫氣田開發(fā)安全防護距離探討[J]. 天然氣工業(yè)， 2016， 36（10）.