天然氣管道設備管理技術研究

李敏 （管道公司中原輸油氣分公司，山東 德州 253000）

據統計，1971年-1992年20年內，我國四川輸氣管網南干線、東北輸油管道、以及采石輸油管道，發生了累計140余次的管道泄漏爆破事故，管道輸油氣工程不得不采取停輸措施，整修時間之長直接導致國家經濟損失。眾所周知，天然氣具有易燃、易爆等特性，對天然氣管道設備密封不嚴或者密封使用操作不當會釀成巨大的事故，因此，對天然氣管道密封性能以及泄漏檢測技術的提高顯得尤為重要，據資料顯示，長輸管道設備運行過程中，60%-70%的非計劃維修量，主要是針對密封和泄漏點來開展的。對操作人員的密封管理技能的培訓勢在必行，它是直接影響企業安全生產與管理的一項重要環節[1-4]。因此，對天然氣長輸管道設備密封技能以及泄漏檢測技術的研究，是維護管道設備安全運行的一項重要部分，完善的設備泄漏檢測技術，可以及時檢測到泄漏點、泄漏源、泄漏位置、泄漏影響程度以及泄漏應急預案，加以引進先進的密封技術，可以及時有效的處理天然氣泄漏事故，極大的降低管道設備泄漏事故的影響程度。只有完善我國天然氣管道設備管理技術，才能確保輸氣工程的順利進行，保障天然氣管道輸送的安全。

1 長輸管道設備管理理念

管道設備管理理念，是指從事管道設備維護工作者對潛在的安全隱患、風險因素進行預判和分析，并根據現場情況做出相應的防范措施，將管道設備在運行中的風險降到最低，使長輸管道設備能夠良好的持續運行，保證油氣的輸送安全。包括下述3個方面[1-2]。

1.1 長輸管道設備具有完整的功能，不能有缺陷；

1.2 長輸管道設備具有受控性，可以方便操作與使用；

1.3 從事長輸管道設備工作人員，對設備的日常維護、修補，具有很高的技能水平，能防范管道設備事故發生，并且能隨時在線處理管道設備事故。

在現有的管道設備維護技術的基礎上，還應該加強對國外先進技術的引進與學習，消化吸收先進理論和技術方法，結合國內天然氣長輸管道設備運行要求，改善設備性能和材質，保證長輸管道輸送安全，降低運行風險。天然氣長輸管道設備管理模式如圖1所示。

圖1 天然氣長輸管道設備管理模式

2 管道設備精密封與泄漏

天然氣長輸管道設備的管理主要包括密封和泄漏兩方面。管道設備的密封及泄漏是影響管道設備正常運行的直接原因，提高和改善管道設備的性能至關重要。

2.1 長輸管道設備密封處理技術

管道設備的密封分為動密封與靜密封，對天然氣管道設備的密封，主要是為了避免管道內流體泄漏，以及阻止外界空氣和水分等雜物進入介質系統。在長輸管道運行過程中，密封面位置總會出現微小的裂紋間隙，這可能導致管道設備密封不嚴，貫通管道設備內外，應該在密封面添置密封物，加強管道設備的密封性，避免天然氣的泄漏事故。靜密封是指在密封層表面，與之相關的零件沒有發生相對運行，主要是通過添置墊片、法蘭以及螺栓等，加強管道設備接口處的密封性能。使用的比較典型的密封設備有凹凸面法蘭、平面鋼制管法蘭、樺槽面法蘭元件以及八角墊、金屬透鏡墊等設備[3-4]。動密封主要分為阻塞密封和節流密封。

圖2 密封原理圖

2.2 長輸管道設備泄漏分析

2.2.1 根據泄漏原理，天然氣泄漏主要分為開裂泄漏、穿孔泄漏、界面泄漏和滲透泄漏。根據泄漏時間和數量分類，可分為瞬時泄漏和連續泄漏。

2.2.2 按照泄漏部位分類，分為外漏、內漏、浸入。

2.2.3 按照泄漏介質不同，可劃分為氣體泄漏、氣體液體兩相泄漏、液體泄漏。

2.2.4 按照泄漏危害情況，分為腐蝕設備、危害人體健康、污染水源、污染空氣。

在了解了不同泄漏分類原理的基礎上，采取試泡、目視直觀、化學反應試紙以及橡膠膜氣球等方法對長輸管道設備的泄漏情況進行精細檢查，再加以超聲波、鹵素儀、土壤監測、聲發射、壓力點分析等輔助技術，可以全面地排查管道設備的泄漏情況，精確高效的完成對管道設備的檢測。為了保證管道運行的安全性，首先應該對相關管道設備的密封性、耐高溫性、耐腐蝕性以及耐磨性進行評估，才能在確保安全運行的基礎上，延長管道設備的使用壽命。

3 長輸管道設備管理措施

長輸管道設備的泄漏以及運行狀態，與現場維護和管理人員綜合素質的高低密切相關。要實現油企管道運行過程中無泄漏以及高密封性，應該從現在管理以及技術人員的技能抓起，才能掌握管道設備所有密封點，有效避免泄漏事故的發生，應從以下幾個方面做起：

3.1 機構管理。首先對參與管道運行一線的操作人員和管理人員進行定期的技能培訓與考核，必要時進行應急演練，做到操作人員與管理人員要了解全程管段有多少個密封點、管段設備接口處材料性能、泄漏點、泄漏程度以及如何控制泄漏等等，展開技能評比競賽，提高工作人員技能水平。

3.2 技術措施。要優化設計方案，采用計算機遠程監控技術，實現天然氣泄漏報警機制，管道設備泄漏自檢、自查、自動切斷氣源、自動采取應預案等技術；在施工安裝方面，保證管道設備密封點、防腐絕緣處以及焊接處質量，多采用成型墊片，特別是設備的材質、性能要嚴格把關。要重視對工作人員的安全教育、檢查，嚴重把控管道設備的質量問題，提高工作人員的技能水平。

3.3 資料記錄。天然氣管道設備運行全線所涉及的生產設備、管段、道路位置等，必須建立完善的檔案資料系統，記錄下管道設備運行過程中所有控制點工作流程，所有靜密封點的運行狀態，對泄漏位置、時間、大小、點數、程度等必須詳細記錄，做出相應的預處理方案，降低泄漏對管道設備運行的影響。

[1]李奎.天然氣管道設備靜密封與無泄漏管理[J].天然氣與石油,2008,26(3):54-58.

[2]章日讓.石化工藝管道安裝設計實用技術問答[M].北京:中國石化出版社,2001.

[3]張向釗.壽震東.密封墊片與填料[M].北京:機械工業出版社,1994.

[4]SY 0402-2000,石油天然氣站內工藝管道工程施工及驗收規范[S].