含硫天然氣開發安全防控技術與管理措施

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，技術人員在含硫天然氣的開發過程中，存在較大安全風險，筆者根據自己的工作經驗，深入分析含硫天然氣開發安全防控技術，并提出相應的管理措施，以期進一步規避由于天然氣泄露所導致安全分風險事故的發生。

關鍵詞：天然氣;開發安全;防控技術

隨著社會經濟一日千里的發展，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具有很大的風險性，因此，這就需要在含硫天然氣的開發過程中，合理有效地運用安全防控技術，同時并做好安全管理措施，最大化的確保含硫天然氣開發的安全性。

一、現階段含硫天然氣開發的現狀分析

（一）開發安全風險高

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，一旦開發技術人員過多吸收硫化氫氣體，就會出現呼吸系統細胞被毒害的情況，迅速死亡。地形復雜，山多風也多、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過程中的應急管理和安全防控[1]。

（二）對集輸管道腐蝕大

眾所周知，含硫天然氣當中當中含有大量的水蒸汽，二氧化碳氣體以及硫化氫氣體，加之硫化氫具有很強腐蝕性，二氧化碳遇到水就會產生大量的碳酸，同時還會大大的加強酸性環境腐蝕性，嚴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、環境監督面臨挑戰

由于含硫天氣自身所含有的介質具有極腐蝕性和毒性，故而，在開發運輸過程中有著很大的安全隱患，甚至還會嚴重腐蝕損壞集輸管道和設備，嚴重時還會導致管道連接的焊縫裂開，進而造成毒氣的不斷擴散，不僅讓環境安全受到嚴重影響，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，提高施工質量和操作技術，重點加強天氣然輸送過程中的安全監督是至關重要的。另外，也對操作人員，監督人員的素質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境監督，安全以及質量面臨著極大的挑戰[2]。

二、含硫天然氣的開發安全防控技術分析

（一）材料適用性評價技術

我們在評價管理強度和分析管理失效的時候，必須要科學合理的評價管材化學成分、沖擊、材料管材化學成分的適用性，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天然氣運輸條件，有無出現裂化現象，為科學有效的評價管道強度提供強有力的參數。

（二）管道完整性檢測技術

技術然人員在含硫天然氣田的開發中，內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鍵的區別就在于管道完整性精檢測技術，在這當中具體包含 選擇性開發檢測、腐蝕位置預測、腐蝕程度排序以及內腐蝕敏感區域分析等，管道完整性檢測技術可以綜合評價管道內腐蝕情況。我們以輸送酸性濕氣的集輸管道來分析，相關技術人員利用各種先進技術方法，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，進而有效構建基于概率分析和人工神經網絡管道為前提的內腐蝕敏感區域預測方法，從而科學的制定管道內腐蝕評價解決方案，全面有效地了解或是評估管道內腐蝕的具體情況。

（三）缺陷評估技術

這種含硫天然氣技術具體用來判斷缺陷集輸管道完整性影響程度，管道缺陷評估技術主要包含及缺陷管道的操作壓力范圍、還需不需要修復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）剩余壽命預測技術

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測技術來預測上管道的壽命。但是這項檢測技術只能為管道剩余的安全服役提供參考依據，這樣一來，有利于技術人員更好地確定缺陷修復計劃和檢測周期。氫致開裂缺陷的內容，具體包含了評定氫環境下，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，有兩種預測腐蝕缺陷方法，一是電化學模型預測法，二是基于內檢測數據法。

（五）評價和場站檢測技術

場站埋地管道具有錯綜復雜，分支交叉多的特征，倘若技術人員，使用傳統管道檢測手段是無法達到管道檢測要求標準的。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。當前雖然使用超聲超聲導波檢測技術，但這種技術還存在一定局限性，如，在選擇監測點的時，依舊還是根據傳統經驗，無法及時且有效預測膩歪腐蝕敏感點，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，我們研究出現以下三種技術，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。第二，基于流場多項流模擬上，研發出內腐蝕預測技術。第三，基于防腐層破損點和土壤腐蝕性基礎上，研發出外敏感點預測技術。這樣一來， 技術人員就可以在充分利用各種先進手，如，超聲導波、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，要根據當前的實際情況，采取有效措施構建健全的HSE監督組織機構，加強監督管理，二是，構建完善且可有可行性的安全監督管理制度。三是，進一步落實HSE監督管理運行機制。將具體責任落實到人頭上，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在以下：

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

第二，必須要進一步加強焊縫內在質量的控制和監督，同時還需重點檢查焊接工藝評定不同類型力學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、焊接工藝的執行、焊后熱處理等，與焊縫內在質量有關的因素，作為重點監督部位，以便確保其安全性。

第三，相關技術人員，還必須要做好無損檢測質量監督工作，科學合理運用光譜分析儀、可記錄型數字超聲波探傷儀等先進儀器設備，進一步抽檢金屬材料成分和焊縫質量。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，科學合理制定檢查表單，將含硫天然氣工程質量監督儀器設備的檢查時機、抽查方法以及應用方法等，制定成檢查式表單，進而更好地讓檢查項目內容更加細致化，規范化 ，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操作滿足要求標準、管理人員需掌握相關的規定規范，在具體的管理過中，有效運用各種先進技術管理方法進行有效管理。確保其安全性。

結語：

綜上所述，含硫天然氣的開發盡管是惠民工程，但這項工程存在著很大的安全風險，故而，我們必須要不斷提高自身的安全風險意識，全面且有效的掌握安全開發技術，重點加強檢查監督力度，同時并使用各種先進技術或是手段，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[J]. 天然氣工業， 2012， 32（12）：85-91.

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