長(zhǎng)輸天然氣管道危險(xiǎn)因素及對(duì)策分析

＊彭健鋒

（國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)川氣東送天然氣管道有限公司 湖北 430022）

前言

天然氣是清潔低碳高效能源，提高天然氣在我國(guó)能源消費(fèi)中的占比，對(duì)促進(jìn)民生發(fā)展具有重要意義。確保天然氣管道安全運(yùn)行是推動(dòng)天然氣行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，目前我國(guó)已建成主干線。聯(lián)絡(luò)線構(gòu)成的全國(guó)管網(wǎng)，進(jìn)口通道包括西南中緬管道、東南LNG通道等。天然氣管道構(gòu)建東西南北縱橫格局，2020年我國(guó)天然長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)度突破10.4萬(wàn)公里，國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)天然氣管道建設(shè)提出迫切要求，對(duì)確保長(zhǎng)輸管道安全運(yùn)行提出更高的要求。長(zhǎng)輸天然氣管道項(xiàng)目是系統(tǒng)性工程，日常供氣是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事，安全供氣是天然氣管理的重點(diǎn)。天然氣管道安全運(yùn)行受到多方面因素的影響，研究天然氣長(zhǎng)輸管道危險(xiǎn)因素，加強(qiáng)管道安全管理具有重要意義。

圖1 天然氣管道

1.天然氣管道安全管理概述

天然氣組成成分主要是甲烷，含有乙丙丁烷及異構(gòu)物等，天然氣輸氣管道是向用戶(hù)輸送天然氣的干線管道。天然氣長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)度通常在25公里以上，輸氣壓力超過(guò)4MPa，天然氣長(zhǎng)輸管道由單根鋼管逐根連接組裝經(jīng)電焊技術(shù)焊接。具有運(yùn)輸成本低、建設(shè)快等特點(diǎn)，長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸天然氣對(duì)環(huán)境污染小，天然氣長(zhǎng)輸管道工程包括站場(chǎng)工程等工程內(nèi)容。

管道運(yùn)輸是油氣資源向用戶(hù)配送的主要方式，油氣管道運(yùn)行中由于腐蝕等原因，存在發(fā)生泄漏事故的風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)生泄漏事故會(huì)影響城市正常運(yùn)行，油氣管道安全對(duì)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展至關(guān)重要。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)天然氣管道供應(yīng)迫切需求，要求加強(qiáng)長(zhǎng)輸管道安全監(jiān)管。天然氣管道高危性對(duì)其安全運(yùn)輸提出更高的要求，目前政府部門(mén)在長(zhǎng)輸管道安全監(jiān)管中存在許多問(wèn)題，對(duì)天然氣管道運(yùn)輸危險(xiǎn)因素分析，研究加強(qiáng)天然氣管道運(yùn)輸安全管理具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

當(dāng)前我國(guó)油氣管道建設(shè)進(jìn)入飛速發(fā)展時(shí)期，天然氣管道項(xiàng)目是涉及眾多單位工程的系統(tǒng)性工程，包含業(yè)務(wù)有長(zhǎng)輸管道鋪設(shè)、壓氣站建設(shè)到下游用戶(hù)開(kāi)發(fā)、LNG槽車(chē)運(yùn)輸?shù)?，系統(tǒng)是聯(lián)通的運(yùn)行管理模式，天然氣日常供氣出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)影響居民與動(dòng)力能源企業(yè)。天然氣管道安全得到相關(guān)方重視，管理部門(mén)出臺(tái)有關(guān)政策，國(guó)家頒布?jí)毫艿腊踩芾硪?guī)定，做好天然氣長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目施工安全管理，需要規(guī)范實(shí)施措施。如做好各類(lèi)應(yīng)急預(yù)案編制，根據(jù)公司情況進(jìn)行預(yù)案調(diào)整完善。公司安全環(huán)境監(jiān)察部負(fù)責(zé)各種安全事宜，每年分析天然氣年度事故類(lèi)型，形成正式調(diào)查報(bào)告后進(jìn)行全員學(xué)習(xí)，保證項(xiàng)目建設(shè)安全控制。

2.長(zhǎng)輸天然氣管道危險(xiǎn)因素分析

隨著天然氣氣田的開(kāi)發(fā)，各國(guó)天然氣管道建設(shè)得到迅速發(fā)展。我國(guó)天然氣管道始建于60年代，近年來(lái)隨著柴達(dá)木氣田勘探開(kāi)發(fā)，建設(shè)西氣東輸?shù)乳L(zhǎng)距離輸氣管道，目前有許多長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目逐步建設(shè)實(shí)施。長(zhǎng)輸天然氣管道涉及到輸氣站場(chǎng)及下游用戶(hù)，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行，天然氣管道安全管理尤為重要。長(zhǎng)輸管道建設(shè)項(xiàng)目危險(xiǎn)因素分析依據(jù)為《?；访洝贰蛾P(guān)于開(kāi)展重大危險(xiǎn)源監(jiān)管工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》等。

石油天然氣管道輸送介質(zhì)為易燃易爆物質(zhì)，含有硫化氫、游離水等雜質(zhì)，地質(zhì)環(huán)境與水溫災(zāi)害，操作失誤等因素對(duì)管道安全造成威脅。管道發(fā)生泄漏爆破等事故造成巨大財(cái)產(chǎn)損失。輸氣管道事故主要原因包括腐蝕、材料缺陷及不良環(huán)境影響。腐蝕是造成天然氣管道事故主要原因，內(nèi)腐蝕是主要事故原因，輸送含硫天然氣管道內(nèi)腐蝕類(lèi)型包括化學(xué)腐蝕等形式，天然氣中含有硫化氫，硫化氫電離后形成S2-，使金屬離子解析形成斑點(diǎn)造成管道穿孔。硫化物質(zhì)應(yīng)力腐蝕加速管道腐蝕，硫化物應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生拉應(yīng)力發(fā)生于高強(qiáng)度鋼管道，鋼管與硫化氫水溶液接觸發(fā)生電化學(xué)腐蝕，氫原子在鋼材中擴(kuò)散使材料開(kāi)裂。

長(zhǎng)輸天然氣管道輸送的天然氣屬于易燃?xì)怏w，天然氣與空氣混合后，能迅速形成易爆氣體，易爆氣體遇熱源即會(huì)發(fā)生燃燒、爆炸。因此，長(zhǎng)輸天然氣管道潛藏著一個(gè)重要的危險(xiǎn)因素——火災(zāi)、爆炸。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，造成長(zhǎng)輸天然氣管道火災(zāi)、爆炸的主要原因，是長(zhǎng)輸管道發(fā)生天然氣泄漏且遇到明火火源。長(zhǎng)輸管道發(fā)生天然氣泄漏的主要原因，則包括多個(gè)方面：

（1）長(zhǎng)輸天然氣管道線路設(shè)計(jì)走向不合理；

（2）長(zhǎng)輸天然氣管道強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)、連接方式不合理、管道密封性差；

（3）管道材料或管道附件選材不當(dāng)；

（4）管道防腐蝕設(shè)計(jì)不合理；

（5）管線布置考慮不周；

（6）管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理；

（7）天然氣管道發(fā)生腐蝕，或疲勞失效；

（8）施工人員在連接管道時(shí)使用強(qiáng)力進(jìn)行組裝；施工人員在連接管道時(shí)不重視焊接施工，導(dǎo)致管道出現(xiàn)焊接缺陷；

（9）施工人員沒(méi)有做好管道的補(bǔ)口、補(bǔ)傷；

（10）長(zhǎng)輸天然氣管道電氣裝置防爆性能不好，或電氣裝置發(fā)生短路、出現(xiàn)漏電、接地不良，或電氣裝置過(guò)負(fù)荷、靜電導(dǎo)入不良，儀表失靈；

（11）線路截?cái)嚅y無(wú)法按要求操作；

（12）長(zhǎng)輸天然氣管道附近發(fā)生重大地質(zhì)危害，如地震、地面沉降、土地沙化、水土流失；

（13）長(zhǎng)輸天然氣管道附近發(fā)生重大氣候危害，如雷電、洪水、低溫，等等。

施工材料缺陷是導(dǎo)致事故的主要因素，由于管道材質(zhì)選擇不合理，管道事故操作維護(hù)不良等造成，反映出管道事故水平較低。由于我國(guó)生產(chǎn)螺旋縫鋼管歷史較長(zhǎng)，螺旋焊鋼管具有焊縫長(zhǎng)度大等缺點(diǎn)，引發(fā)事故概率較高。螺旋焊縫鋼管制管由于焊接造成焊縫內(nèi)焊等缺陷處應(yīng)力集中是誘發(fā)事故的主要原因。局部腐蝕可逐漸擴(kuò)展成裂紋，沿焊縫將管道撕裂。斷裂原因?yàn)閲?yán)重的焊接缺陷導(dǎo)致，具有缺口效應(yīng)的缺陷引起嚴(yán)重預(yù)應(yīng)力集中。

管道內(nèi)運(yùn)輸介質(zhì)為原油天然氣，隨著人類(lèi)活動(dòng)增加，不遵守石油天然氣管道保護(hù)法行為對(duì)管道造成破壞，如管道沿線修筑道路，人為打孔偷油等破壞活動(dòng)引起原油意外泄露。包括有意與無(wú)意破壞。有意破壞是為某種目的蓄意破壞；無(wú)意破壞危害體現(xiàn)在河道取砂土損傷管道，建設(shè)工程施工損傷管道，違章建筑占?jí)汗艿赖取?/p>

3.天然氣長(zhǎng)輸管道安全管理問(wèn)題

長(zhǎng)輸天然氣管道輸送距離長(zhǎng)，擔(dān)負(fù)向工業(yè)企業(yè)提供大量原料的任務(wù)，必須保證安全可靠供氣。建國(guó)后我國(guó)天然氣管道建設(shè)快速發(fā)展，新世紀(jì)后天然氣消費(fèi)市場(chǎng)不斷增加，促進(jìn)我國(guó)加快天然氣管道工程建設(shè)，隨著川氣東送等工程建設(shè)投產(chǎn)，我國(guó)長(zhǎng)輸油氣管道里程達(dá)15萬(wàn)公里，一次輸氣能力達(dá)5200億立方米。天然氣長(zhǎng)輸管道是我國(guó)能源大動(dòng)脈，由于輸送介質(zhì)特殊性，受到企業(yè)及政府部門(mén)的關(guān)注，管道主管部門(mén)忽略安全監(jiān)管，在管道安全協(xié)同治理方面研究較少。

當(dāng)前我國(guó)天然氣管道安全管理存在政府監(jiān)管責(zé)任落實(shí)不到位，安全監(jiān)管法律體系不健全，長(zhǎng)輸管道企業(yè)安全管理技術(shù)應(yīng)用不足等問(wèn)題。石油天然氣運(yùn)營(yíng)企業(yè)分屬中石油與中石化下屬公司，企業(yè)建立完善的安全管理制度，推行HSE管理體系，由于企業(yè)特點(diǎn)在管理中存在不利于安全生產(chǎn)的問(wèn)題。包括企業(yè)使用較多當(dāng)?shù)剞r(nóng)民巡線工，各區(qū)段站點(diǎn)人員流動(dòng)性大，對(duì)顯著隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，維護(hù)救援力量分散。天然氣長(zhǎng)輸管道安全監(jiān)管缺乏具體責(zé)任，管道保護(hù)法律執(zhí)行力度不足，對(duì)危害安全行為處罰力度較小。

天然氣長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)作業(yè)單位多，甲乙方共同組建安全管理組織機(jī)構(gòu)層級(jí)眾多，相同指令下發(fā)得到反饋不同，安全管理指令得不到有效執(zhí)行影響管理效果。天然氣管道項(xiàng)目安全管理中缺乏有效評(píng)價(jià)，現(xiàn)場(chǎng)采用激勵(lì)措施主要針對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度設(shè)立，公司領(lǐng)導(dǎo)更關(guān)注工程進(jìn)度，作業(yè)人員忽視安全工作。天然氣管道項(xiàng)目未關(guān)注人員心理健康安全，人的不安全行為原因有多種，由于長(zhǎng)期在外不能回家等不良心理因素導(dǎo)致人的狀態(tài)不佳，增大不安全行為發(fā)生率。未制定危險(xiǎn)源識(shí)別制度，大多數(shù)安全管理人員未認(rèn)真通過(guò)分析研究每個(gè)工序，多數(shù)安全管理人員根據(jù)慣例指導(dǎo)工作，未根據(jù)實(shí)際情況差別管理，導(dǎo)致管理缺失。

4.天然氣管道安全管理對(duì)策

天然氣管道對(duì)城市運(yùn)行具有重要意義，監(jiān)管部門(mén)在管道安全管理中存在許多問(wèn)題，導(dǎo)致長(zhǎng)輸管道安全事故頻發(fā)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失與嚴(yán)重人員傷亡事故。影響天然氣長(zhǎng)輸管道的因素較多，要針對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道安全管理中的問(wèn)題，通過(guò)完善安全監(jiān)管法律體系，保障安全管理責(zé)任落實(shí)，提升天然氣長(zhǎng)輸管道管理效能。

根據(jù)已有法規(guī)制定適合地方特點(diǎn)的天然氣管道保護(hù)實(shí)施辦法，明確政府部門(mén)的權(quán)利義務(wù)，為監(jiān)管部門(mén)提供監(jiān)管依據(jù)。對(duì)國(guó)外天然氣管道管理體制等進(jìn)行專(zhuān)題研究，由市政府牽頭制定管理辦法，強(qiáng)化企業(yè)安全管理責(zé)任。對(duì)地方政府天然氣管道設(shè)施保護(hù)監(jiān)管作出規(guī)定，根據(jù)監(jiān)管內(nèi)容等對(duì)管道分類(lèi)，分段時(shí)期進(jìn)行有效監(jiān)管。造成管道事故的主要原因是外力影響，自然因素采取相應(yīng)的防護(hù)措施，外力影響因素中工程施工等非故意因素為主要因素，管道占?jí)簡(jiǎn)栴}復(fù)雜，涉及地方利益，需要針對(duì)不同情況制定相應(yīng)處理辦法，使管道占?jí)呵謇砉ぷ黜樌M(jìn)行。

為防止長(zhǎng)輸天然氣管道發(fā)生天然氣泄漏，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，并結(jié)合長(zhǎng)輸天然氣管道工程的實(shí)際情況，以及管道工程沿線地形地貌的實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在長(zhǎng)輸管道工程實(shí)際施工中，施工人員必須應(yīng)用技術(shù)成熟可靠的陰極保護(hù)，并為管道選用適用的防腐涂料。管道的所有防腐作業(yè)，都必須在防腐廠內(nèi)進(jìn)行，絕不能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。在工程現(xiàn)場(chǎng)，還要對(duì)管道進(jìn)行補(bǔ)口、補(bǔ)傷，并且要保證補(bǔ)口、補(bǔ)傷的質(zhì)量。必須保證管道電氣接地設(shè)施及防雷、防靜電設(shè)施完好。必須定期對(duì)管道在線儀表進(jìn)行檢測(cè)。必須在管道工程全線的各個(gè)節(jié)點(diǎn)合理設(shè)置若干個(gè)線路截?cái)嚅y室，線路截?cái)嚅y室的閥門(mén)要選用氣液聯(lián)動(dòng)緊急截?cái)嚅y。這樣，一旦管道發(fā)生意外破損，可緊急切斷上游來(lái)氣并關(guān)閉閥門(mén)，以避免對(duì)供氣的瞬時(shí)影響。管道工程應(yīng)盡量避免穿越存在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的地區(qū)，要根據(jù)管道穿越區(qū)域的具體情況，以及各個(gè)區(qū)域潛藏的各種風(fēng)險(xiǎn)隱患，為管道工程采用相應(yīng)的防護(hù)措施。管線生產(chǎn)調(diào)度中心應(yīng)采用SCADA電力監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)全線天然氣輸送工藝過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和調(diào)度管理。為防止管道發(fā)生疲勞失效，在輸送天然氣時(shí)，必須對(duì)天然氣的流量、壓力進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，在運(yùn)行中必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)操作規(guī)程。管道沿線必須嚴(yán)禁出現(xiàn)任何明火火源。

管道質(zhì)量與管道使用壽命息息相關(guān)，目前國(guó)家對(duì)長(zhǎng)輸管道施工單位未統(tǒng)一管理，天然氣管道長(zhǎng)輸企業(yè)要對(duì)管道工程外包遴選建立完備制度，確保工程施工符合質(zhì)量要求。企業(yè)要建立隱患排查制度，對(duì)違章建筑物占?jí)汗艿?，管道腐蝕等情況排查，對(duì)不能解決隱患報(bào)告行業(yè)主管部門(mén)。加大對(duì)企業(yè)單位管道設(shè)施安全保護(hù)宣傳力度，強(qiáng)化管道安全保護(hù)意識(shí)，使周邊單位了解天然氣管道保護(hù)法相關(guān)內(nèi)容。企業(yè)要建立對(duì)管道完整性管理理念，生產(chǎn)中推廣GIS系統(tǒng)管理。

長(zhǎng)輸管道地形復(fù)雜特點(diǎn)決定管道集中監(jiān)控耗費(fèi)大量人力財(cái)力，天然氣管道長(zhǎng)輸企業(yè)要積極開(kāi)展先進(jìn)技術(shù)研發(fā)，依靠自動(dòng)化技術(shù)對(duì)管道運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控，建立覆蓋場(chǎng)站的泄露檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)管道存在的安全問(wèn)題。應(yīng)急處置是風(fēng)險(xiǎn)管理的重要環(huán)節(jié)，天然氣管道輸送企業(yè)設(shè)施設(shè)備分布呈現(xiàn)線狀，單純按照管道建立應(yīng)急處置隊(duì)伍而不能及時(shí)達(dá)到應(yīng)急處理力量，各管道運(yùn)輸企業(yè)統(tǒng)籌考慮，能保證應(yīng)急處理力量對(duì)管線全覆蓋，降低總體應(yīng)急力量保持成本。

5.結(jié)語(yǔ)

天然氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，天然氣管道安全運(yùn)行需要政府部門(mén)與社會(huì)共同參與。近年來(lái)天然氣管道安全事故頻發(fā)，加強(qiáng)對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道危險(xiǎn)因素分析，研究長(zhǎng)輸天然氣管道安全管理措施具有重要意義。本文概述天然氣長(zhǎng)輸管道安全管理的內(nèi)涵意義，總結(jié)天然氣管道危險(xiǎn)因素，分析我國(guó)天然氣管道運(yùn)輸安全管理現(xiàn)狀問(wèn)題，提出長(zhǎng)輸天然氣管道安全管理措施，有效保障天然氣管道安全運(yùn)行。