高含硫天然氣埋地集輸管道的安全管理研究

張磊 王永業(yè)

摘要：高含硫天然氣從開采到凈化廠處理需要依靠管道運(yùn)輸，因此高含硫天然氣集輸管道是高危管道，一旦發(fā)生泄漏就會引起安全事故的發(fā)生，天然氣企業(yè)必須要重視高含硫天然氣集輸管道的安全管理工作。為了確保高含硫天然氣埋地技術(shù)管能夠安全使用，需要采取一些管理措施，對集輸管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以減少安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：高含硫天然氣;集輸管道;安全管理

隨著我國天然氣集輸管道的不斷發(fā)展，所鋪設(shè)的管道越來越密，部分天然氣集輸管道會埋于潮濕的土壤環(huán)境中，管道外壁會因?yàn)槭艿酵寥乐械幕瘜W(xué)物質(zhì)的影響產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，常規(guī)的預(yù)防方法是對管道外壁涂抹環(huán)氧涂層。目前所采用的預(yù)防措施為三層聚乙烯涂層，由于管道輸送的介質(zhì)種類比較多，對于輸送高含硫的物質(zhì)時(shí)，由于其介質(zhì)屬性有較高的腐蝕性，需要對管道內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理，最常用的方法為涂鍍層技術(shù)和藥劑防腐技術(shù)等。在管道監(jiān)測方面主要有兩種方法：一種為管道內(nèi)壁檢測技術(shù)，另一種為管道外檢測技術(shù)。不同的技術(shù)有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)，只有將兩種技術(shù)混合使用，才能夠提高天然氣集輸管道的安全性能，從而減少安全事故的發(fā)生。

1集輸管道的內(nèi)部腐蝕控制和檢測

1.1緩蝕劑抑制管道內(nèi)壁腐蝕

緩蝕劑是利用原子化學(xué)鍵的形式給天然氣管道內(nèi)部形成一種保護(hù)膜，這種保護(hù)膜的形成主要是利用成膜以及吸附等理論，這種緩蝕劑在使用方面比較簡單，擁有見效快和成本低等特點(diǎn)，所以天然氣企業(yè)經(jīng)常選用這種方式來進(jìn)行防腐，但是這種緩蝕劑的缺點(diǎn)就是在生產(chǎn)的過程中會對環(huán)境造成一定的污染，并且如果使用過量的話會影響天然氣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以一些施工單位應(yīng)該根據(jù)情況來使用這種緩蝕劑。

1.2智能清管監(jiān)測管道內(nèi)部腐蝕

智能清管是利用幾何檢測器和漏磁檢測器在管道內(nèi)按照一定速度進(jìn)行運(yùn)行，可以檢測出管道所出現(xiàn)的變形和腐蝕情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題以后，可以觸發(fā)報(bào)警裝置，并且可以根據(jù)檢測出的數(shù)據(jù)進(jìn)行安全評估，從而判定管道是否可以安全運(yùn)行。高含硫天然氣集輸管道在首次投用時(shí)，需要利用智能清管進(jìn)行檢測，從而收集管道中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，當(dāng)高含硫天然氣集輸管道運(yùn)行一年后，再次進(jìn)行智能清管檢測;根據(jù)結(jié)果來檢測管道的完整性評價(jià)，從而分析管道內(nèi)部是否出現(xiàn)損壞的情況。

2集輸管道的外部腐蝕控制和檢測

部分高含硫天然氣管道埋于土壤之中，由于管線比較長，經(jīng)過長時(shí)間的天然氣輸送之后會產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。為了預(yù)防因?yàn)殡娀瘜W(xué)腐蝕對天然氣管道造成的影響，必須要采用相應(yīng)的措施，才可以確保天然氣管道的安全運(yùn)行。

2.1采用3PE加強(qiáng)級防腐層

對管道外部實(shí)施3層PE防腐層技術(shù)，能夠有效加強(qiáng)集輸管道外部的抗腐蝕性和抗水氣滲透性，可以將集輸管道和土壤隔開，使用這種方法的原因就是讓管道外部的水氣和化學(xué)成分更少的接觸管道，從而減少水氣和管道外壁的接觸，減少對天然氣管道外的腐蝕。再有就是這種涂層本身具有很好的防腐功能，對一些化學(xué)成分有著更好抗腐蝕性，所以說這項(xiàng)技術(shù)的使用可以進(jìn)一步增加管道的使用壽命，減少企業(yè)的維修成本。

2.2陰極保護(hù)系統(tǒng)

陰極保護(hù)可以很好的保護(hù)天然氣管道，主要是按照一種附加的保護(hù)形式來對天然氣管道進(jìn)行保護(hù)。使用這種保護(hù)主要是因?yàn)榻?jīng)過涂抹防腐層的天然氣管道在安裝過程中出現(xiàn)小面積的破壞和天然氣管道焊接處損傷，陰極保護(hù)可以更好的保護(hù)天然氣管道防腐性能，并且也不會對地下的建筑物造成影響，施工量比較小而且施工方法也比較簡單。

3集輸管道泄漏監(jiān)測

3.1氣體云成像泄漏監(jiān)測系統(tǒng)

氣體云成像泄漏監(jiān)測系統(tǒng)主要由氣體泄漏探測攝像機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)測控制系統(tǒng)所組成。該監(jiān)測系統(tǒng)所利用的主要原理就是不同的氣體對于紅外吸收光會有不同的表現(xiàn)特征，高含流天然氣能夠在監(jiān)測系統(tǒng)中形成獨(dú)特的紅外吸收光譜特征。氣體云攝像機(jī)能夠有效的捕捉到天然氣泄漏部位，當(dāng)監(jiān)測到天然氣泄漏以后，可以生成獨(dú)立的氣體云圖像，并且能夠顯示氣體的擴(kuò)散方向。

通過合理選址對高含硫天然氣集輸管道進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測系統(tǒng)檢測到天然氣出現(xiàn)泄漏以后，會對泄漏的天然氣形成一個(gè)獨(dú)特的氣體云圖像，系統(tǒng)會把氣體云圖像送至遠(yuǎn)程監(jiān)測控制系統(tǒng)觸發(fā)報(bào)警裝置，當(dāng)操作人員查看到氣體云圖像后，對氣體泄漏附近的居民進(jìn)行疏散，并立即開啟管道的應(yīng)急措施，防止出現(xiàn)大面積的泄漏情況。利用氣體云成像系統(tǒng)能夠及時(shí)預(yù)防高含流天然氣泄漏所造成的安全事故。

3.2硫化氫點(diǎn)式探測器

由于天然氣集輸管道所穿越的地形比較復(fù)雜，雖然對管道安裝了比較先進(jìn)的氣體云成像泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，但是由于管道在經(jīng)過一些地形比較復(fù)雜的地區(qū)時(shí)，氣體云成像泄漏監(jiān)測系統(tǒng)會存在盲區(qū)，會忽略到一些檢測不到的管段，因此需要利用到硫化氫點(diǎn)式探測器來彌補(bǔ)氣體云成像泄漏檢測系統(tǒng)的不足，當(dāng)硫化氫點(diǎn)式探測器檢測到管道發(fā)生泄漏以后，能夠及時(shí)進(jìn)行信息反饋，系統(tǒng)控制中心發(fā)出報(bào)警信號，相關(guān)的操作人員能能夠立即采取應(yīng)對措施，防止天然氣泄漏造成的安全事故。

4結(jié)束語

天然氣管道腐蝕的原因有很多，主要包含水氣、二氧化碳含量以及硫化氫等都會對天然氣管道造成影響，企業(yè)和管理部門只有加強(qiáng)腐蝕檢測、防腐技術(shù)和防腐管理才能避免因?yàn)楦g而造成天然氣泄漏事故的發(fā)生，只有將防腐工作落實(shí)到每個(gè)工作環(huán)節(jié)和天然氣管道的生命周期匯總，就可以有效避免管道內(nèi)腐蝕問題，降低安全事故的發(fā)生。

（1）采用緩蝕劑、智能清管、3PE防腐層、陰極保護(hù)等措施?？梢詫μ烊粴饧敼艿肋M(jìn)行定期監(jiān)測，對天然氣集輸管道所存在的缺陷進(jìn)行及時(shí)整改，保證了集輸管道的正常運(yùn)行，可以有效防止管道出現(xiàn)泄漏事故的情況。

（2）安裝氣體云成像管道檢測系統(tǒng)，可以在很大程度上克服外部自然因素對管道的影響，避免在監(jiān)測過程中出現(xiàn)錯誤，利用該系統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)能夠提升高含硫天然氣在泄漏時(shí)的響應(yīng)能力，防止安全事故的發(fā)生。

（3）硫化氫點(diǎn)式探測器能夠彌補(bǔ)氣體云成像管道檢測系統(tǒng)的不足，對人口密集區(qū)的管道進(jìn)行合理監(jiān)測，增強(qiáng)管道在泄漏時(shí)的檢測能力和相應(yīng)能力。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張偉.天然氣長輸管道安全運(yùn)行與管理措施研究[J].中國科技博覽，2015：387.