天然氣管道泄漏分析及動態(tài)處理技術(shù)初探

楊舒?zhèn)?，?聰

（西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065）

1 天然氣管道建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀

由于管道老化、自然腐蝕和第三方破壞等原因，泄漏事故時有發(fā)生。隨著天然氣市場需求的不斷增加，天然氣管道建設(shè)發(fā)展迅速。近年來天然氣管道的數(shù)量和密度不斷增加，但也帶來了巨大的安全隱患。目前天然氣管道泄漏檢測方法有多種，其中，超聲波法具有靈敏度高、適應(yīng)性強、記錄時間短、定位精度高等優(yōu)點。高效、實用的天然氣泄漏檢測是防止管道失效、降低安全風(fēng)險的重要措施。管道泄漏檢測也是當(dāng)前研究的一個熱點，但由于信號的抑制和背景噪聲的影響，導(dǎo)致了泄漏檢測中的假陽性率和假陰性率較高。因此，低壓波法是目前國內(nèi)外檢測管道泄漏最成熟的方法，在我國得到了廣泛的應(yīng)用。然而，壓力波是一種不連續(xù)的信號，它只能識別突然的大規(guī)模泄漏，沒達(dá)到很高的實時性。它無法識別未及時檢測到的信號，也無法檢測到任何小泄漏。此外，有必要研究一種更精確的方法來識別和定位泄漏［1-3］。

2 天然氣管道泄漏的危害

雖然天然氣是一種重要的能源，但它是易燃易爆的。天然氣管道在運輸過程中的排放不僅影響人類的使用，而且會造成非常嚴(yán)重的安全事故。天然氣泄漏風(fēng)險分析主要包括四個方面。首先，天然氣泄漏后，可能發(fā)生火災(zāi)和爆炸，導(dǎo)致人員傷亡。也容易引發(fā)安全災(zāi)難。其次，天然氣的排放也會造成環(huán)境污染。天然氣管道泄漏時，部分廢氣通過泄漏口進入大氣，不僅危害人體健康，而且在一定程度上也危害生態(tài)環(huán)境。一旦地下廢氣污染地下水，周邊河道就會受到嚴(yán)重污染。再次，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。如果不及時發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏，將給大量泄漏企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟損失。從能源的角度來看，天然氣的排放導(dǎo)致了資源的浪費。這種現(xiàn)象會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。最后，是噪音和腐蝕。在天然氣排放過程中，噪聲影響著居民的生活質(zhì)量。當(dāng)天然氣管道中出現(xiàn)腐蝕性物質(zhì)時，周圍的一些設(shè)備會發(fā)生腐蝕，影響設(shè)備的質(zhì)量，甚至使人不舒服。這降低了設(shè)備的使用壽命。

3 天然氣管道的泄漏原因

3.1 腐蝕

目前，長輸天然氣管道通常都是架空敷設(shè)或者埋在地下，因此受到環(huán)境和氣候的影響是不可避免的，這就會使長輸天然氣管道極易發(fā)生腐蝕問題。一旦天然氣管道被腐蝕，就會使大量氣體被泄露，嚴(yán)重的會發(fā)生火災(zāi)，在造成巨大資源損失的同時，會大量的浪費人力物力資源。如果天然氣管道因為腐蝕導(dǎo)致了爆炸事故，那么會產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果，它會嚴(yán)重的威脅到人們的人身財產(chǎn)安全，還會對環(huán)境造成巨大的污染。如果將天然氣管道建架設(shè)到大氣環(huán)境當(dāng)中，那么管道的表面就會產(chǎn)生一層水膜，因為水膜比較薄，人們較難發(fā)現(xiàn)。如果水膜的厚度達(dá)到了一定程度，就會變成電解液膜，電解液膜是電化學(xué)腐蝕當(dāng)中的主要成分。要是將天然氣管道的表面放到純凈的水膜當(dāng)中，就不會發(fā)生效果較強的電化學(xué)腐蝕，其原因是因為在大氣環(huán)境中形成的水膜中有水溶性的鹽類和有腐蝕性的氣體。所以，將管道架設(shè)在大氣環(huán)境當(dāng)中就會很容易產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。

3.2 管道的材料、安裝與運行問題

材料問題是造成天然氣管道泄漏的主要原因之一。如果管道材料無法滿足天然氣輸送的需要，在天然氣輸送過程中極易引發(fā)天然氣管道泄漏問題。在生產(chǎn)階段，管道原材料經(jīng)常出現(xiàn)氣孔、裂紋等質(zhì)量問題，這些問題的出現(xiàn)，極易造成管道開裂和天然氣泄漏。其次，如果鋼板收縮，也會給管道的后續(xù)使用帶來一定的安全隱患。而管道安裝施工問題是另一個導(dǎo)致天然氣管道泄漏的主要原因。管道安裝期間，必須保證管道安裝的科學(xué)性和合理性，同時保證施工質(zhì)量能夠達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。但在實際安裝施工過程中，受各種因素作用影響，管道安裝的整體質(zhì)量效果并不理想，從而導(dǎo)致天然氣管道泄漏事故的發(fā)生。

4 天然氣管道泄漏檢測技術(shù)

天然氣管道的漏孔對天然氣的運輸有著極大的影響。漏孔就是指管道漏氣的地方。天然氣管道的漏孔具有很大的危害性。因為漏孔的存在，會使得天然氣泄漏，流入大氣層中，會有一定的危險性。檢漏就是針對于漏孔而存在的。天然氣管道的組成部分比較多，主要檢漏的就是主管道和焊縫。對于大、小閥門，連接頭，可以通過檢漏方法測出漏孔的位置和漏量。檢漏是一個綜合性的過程，它存在很多不可控因素。我們需要保證檢漏期間的質(zhì)量性要求，做好每個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)工作，保障內(nèi)部系統(tǒng)的穩(wěn)定性。檢漏方法具有次數(shù)限制，它并不是單向性的。在密封性的輸氣管道中，檢漏方法的存在是非常有必要的。任何管道都不可能做到百分之百的密封，也就是說，管道的密封并不是絕對的，只能說理論上絕對密封是存在的。對于檢漏的要求，我們要根據(jù)檢漏方法制定不同的要求說明。通過檢漏，要能夠快速篩選出管道泄漏的地方，判斷管道內(nèi)部密封系統(tǒng)是否完整。根據(jù)漏量確定是否在允許泄漏的范圍之內(nèi)。檢漏方法較為多樣化，可以選擇合適的檢漏方式找出漏孔的位置，這樣便于后期維護人員進行修復(fù)。在檢漏過程中，一般會用到檢漏儀，它是一種檢漏的設(shè)備，可以確定漏孔位置，測量漏量大小。

5 天然氣管道泄漏的動態(tài)處理技術(shù)

5.1 注劑式帶壓堵漏技術(shù)

采用注劑式帶壓堵漏技術(shù)是目前比較安全可靠的一種技術(shù)手段。它采用特別夾具和液壓注射工具，將密封劑注射到夾具與泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔內(nèi)，迅速地彌補各種復(fù)雜的泄漏缺陷。在注劑的壓力大于泄漏介質(zhì)壓力的條件下，泄漏被強行止住。注劑自身在短時間內(nèi)由塑性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w，形成一個有彈性的密封結(jié)構(gòu)并能維持一定的工作密封比壓，達(dá)到重新密封的目的。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)和使用的密封注劑大致分為兩類：一類是熱固化密封注劑，這類注劑只有達(dá)到一定溫度才能由塑料體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w，常溫下則為固體；另一類是非熱固化密封注劑，它適用于常溫，低溫及高溫場合的動態(tài)密封作業(yè)要求，這類密封注劑多制成棒狀固體或雙組分的膩狀材料，將其裝在高壓注槍后，在一定的壓力下具有良好的注射工藝性及填充性。

5.2 帶壓焊接堵漏技術(shù)

焊接堵漏技術(shù)相對來講是十分可靠的一項技術(shù)，但是卻有很大的局限性，那就是焊接一般只適用于金屬材料，對于其他的非金屬材料來說，要進行焊接就變得十分困難。此外，在進行焊接的過程中需要用電，如果沒有電源的話就無法使用該技術(shù)，并且在進行焊接時還會產(chǎn)生很高的溫度。高溫會使泄漏的介質(zhì)發(fā)生燃燒、爆炸的現(xiàn)象，所以就不能隨意的使用這項技術(shù)。在進行焊接堵漏時要注意，先將容器中的氣體排空，再用堿水或蒸汽進行清洗、烘干，通過相應(yīng)的檢測符合要求以后，在確保通風(fēng)的基礎(chǔ)上，就能使用焊接堵漏技術(shù)來進行堵漏。該項技術(shù)的工藝比較繁雜、所需要的時間長、需要消耗很大的成本、較易出現(xiàn)安全事故，同時還需要停工修復(fù)，這就會對企業(yè)與社會造成很大的影響。

5.3 黏接堵漏技術(shù)

帶壓黏接堵漏技術(shù)常常用到發(fā)生泄漏管道時間不長的修復(fù)工作當(dāng)中，其原理就是在管道泄漏的位置涂抹黏合劑，使管道、黏合劑與密封材料產(chǎn)生另一個密封性結(jié)構(gòu)，進而起到堵漏的效果。這種技術(shù)的工藝比較簡單，不會用到較多的設(shè)施，有著較強的便捷性與經(jīng)濟性，所以受到人們的青睞，在天然氣管道的泄漏維修中應(yīng)用比較廣泛。該技術(shù)主要分為定壓黏接法與引流黏接法兩種，對于二者的選擇要結(jié)合實際情況進行考慮。

6 天然氣管道運行安全管理措施

6.1 嚴(yán)格把關(guān)管道設(shè)計與建設(shè)質(zhì)量

在進行管道設(shè)計工作時，設(shè)計單位需要提前對建造區(qū)域周邊環(huán)境進行充分考察分析，同時，設(shè)計、施工部門應(yīng)該建立起平穩(wěn)順暢的溝通渠道，有效的數(shù)據(jù)信息共享確保管道建設(shè)的科學(xué)合理性。建設(shè)單位應(yīng)委派專門監(jiān)理公司對整個管道施工工作進行質(zhì)量控制與管理，全過程跟蹤與監(jiān)督，嚴(yán)格把控管道焊接防腐、管道耐壓試驗等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，認(rèn)真記錄管道施工操作涉及到的數(shù)據(jù)信息，一旦發(fā)現(xiàn)施工問題及時進行整改處理。

6.2 加強管道運行設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化管理

加強工藝設(shè)備日常監(jiān)管力度，做好人員專業(yè)技能培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行管道維護檢修流程有助于實現(xiàn)管道運行設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化管理。通過合理安排專人對管道設(shè)備運作情況進行實時監(jiān)控與記錄，尤其是加強自動控制設(shè)備的維護檢修，確保自動控制系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)管道存在的問題，提高管道運行的可靠性。另一方面，從人員管理方面著手，結(jié)合工作實際制定獎懲制度，通過技能考核、事故演練的方式，提高基層員工的工作熱情、豐富操作人員的實戰(zhàn)經(jīng)驗。同時，依據(jù)崗位內(nèi)容制定相應(yīng)的管理制度，并督促基層員工嚴(yán)格按照規(guī)章制度作業(yè)，以此避免人為因素引起的安全事故出現(xiàn)。

7 結(jié)語

目前用于控制天然氣管道泄漏的三種動態(tài)處理技術(shù)，應(yīng)根據(jù)實際情況，從環(huán)境、施工機械、條件等方面選擇最佳的動態(tài)處理技術(shù)。天然氣管道泄漏的原因有很多。為了避免天然氣管道泄漏對人類生活質(zhì)量和安全造成的危害，必須對泄漏管道及時采用動態(tài)處理技術(shù)。堵塞的目的是為了有效地保證天然氣管道的運輸安全。