關于石油天然氣長輸管道危險性的分析

王磊

【摘要】隨著我國石油、天然氣資源日益緊缺，近年來各地加強石油與天然氣長輸管道的規劃和建設，以滿足日益增長的市場需要。隨著建設量的增大，老管線服役時間的增長，長輸管道事故的增多，管道安全問題越來越受到人們的重視。雖然，油氣管道在設計、建設和運行管理中采用越來越嚴格的規范，選用更好性能的管材和防腐蓋層及相關設備，但影響管道安全性的因素很多，稍有不當就可能引發嚴重的管道事故，導致多種嚴重后果，給長輸管道周圍的人員和建筑物造成重大的危害。

【關鍵詞】石油天然氣；長輸管道；危險性

隨著我國天然氣資源日益緊缺，近年來各地加強天然氣長輸管道的規劃和建設，以滿足日益增長的市場需要。本文就石油天然氣長輸管道危險性進行分析。

一、長輸管道的危險因素分析

根據石油化工企業設計防火規范，天然氣屬于一類氣體。天然氣是易燃易爆的，火災爆炸是非常危險的。天然氣和空氣的混合物可以形成爆炸混合物。接觸熱源和明火是危險的，接觸氧化劑會產生劇烈的反應。天然氣在空氣中爆炸極限為5.3%～15%（體積），爆炸濃度范圍寬，爆炸下限密度低，氣體泄漏很容易到達爆炸極限后，點起火或爆炸。

（一）腐蝕分析

1.內腐蝕

含硫天然氣管道的腐蝕類型主要是電化學腐蝕和硫化物應力腐蝕開裂。電化學腐蝕失重：含硫化氫氣體，冷凝水的條件下，會產生電化學反應，電離后S2-硫化氫的形成，電子轉移到金屬離子與鋼管內表面的解析形式侵蝕，斑點，點蝕、局部減薄引起的管道，甚至穿孔。硫化物應力腐蝕和電化學腐蝕也加速了管道的腐蝕。硫化物應力腐蝕引起的拉應力腐蝕主要發生在高強度鋼、高應力設備和管道中。當鋼管與硫化氫水溶液或與含硫化氫的濕氣體相接觸時，電化學腐蝕，產生氫，氫在鋼中擴散，總是在材料中發生裂紋應力，高擴散聚集。這種腐蝕發生時間短，無報警，裂紋鋼表面一般無腐蝕，斷口為脆性型。

2.外腐蝕

管道材料的耐蝕性與耐腐蝕性有著直接的關系。在70年代和80年代，管道更常用的瀝青的腐蝕和防腐技術的結合陰極保護石油和天然氣，國內管道防腐層采用瀝青加玻璃纖維織物結構的熱噴涂工藝，溫度和質量都沒有保證，后來改為工廠和生產線的涂層技術，質量改進。但由于瀝青防腐層強度較低，管道在運輸、儲存、焊接等方面的損壞較多，修復工作量較大，任何環節質量控制不嚴，都可能留下事故隱患。石油瀝青耐腐蝕性差的主要原因如下。

（1）管道段的瀝青防腐層未被工業膜覆蓋，或瀝青防腐層應用于不均勻防腐涂層的施工質量。由此引發的事故是第一次。

（2）不考慮管道的土壤性質通過區域差異，形成管道局部氧濃度電池，使部分局部腐蝕和防腐層修復不合格，腐蝕的主要原因也有。

（3）防腐材料的抗老化性能低于100%的陰極保護率會加速腐蝕的進程。

（二）施工和材料缺陷分析

事故主要是由于施工和材料缺陷、質量不合格、管材選材不合理、管道焊接及管道施工運行維護等問題，客觀上反映了國內管道建設水平和質量不高，管道技術相對落后。在氣體低頻脈動的作用下，局部腐蝕可逐漸擴展到裂紋，在低氣壓下產生爆管，沿焊縫撕裂。焊接質量水平低，電弧燒傷，氣孔率高，渣、虛焊滲透是另一個重要的因素導致事故。20世紀60年代，螺旋焊縫焊接質量的失敗引起了許多事故。其中最嚴重的一次發生在大型管網上，總長度為27.6公里的管道，兩次嚴重泄漏，主要原因是螺旋縫質量關斷、焊縫部分不完全熔合、氣孔、夾渣等缺陷。即使是直縫鋼管，如果焊縫檢驗不合格，也會留下事故隱患。對管道性能的測試表明，斷裂是由嚴重的焊接缺陷引起的，前槽兩側的油污、鐵銹和污垢均未清理。這些缺陷在外力作用下產生嚴重的應力集中，導致管道脆性斷裂。

二、安全對策措施

（一）技術防范

天然氣管道的規劃設計應嚴格遵守對石油天然氣管道保護法，不建議住宅、學校、醫院和管道中的其他人應該在一個密集的方式構造。巡邏人員應佩戴防護裝備，確保人身安全為第一目標，保障自身安全。在易燃易爆地區，不允許接各種開關、按鈕和各種電器設備，并配有燃氣報警裝置。有關電氣設備及其金屬外殼應保護為地面或零；管道應標明永久標志，如里程樁、角樁、交叉標志和警告標志。此外，還應注重消防應急報警、季前救援、管道動態保護等應急管理，確保管道安全穩定運行。

（二）管理防范

天然氣長輸管道的運行，一方面要求安全可靠，另一方面要保證用戶持續、穩定地提供燃氣；一方面，大型輸氣系統運行能耗高、損耗大，要求運行安全、穩定、可靠。為了保證設備的高效運行，節約燃料消耗，降低輸氣成本，有必要對輸氣管道的運行進行優化。

三、結論

隨著各地天然氣管道建設規模的不斷擴大，其特有的火災爆炸危險性也隨之而來。根據本文天然氣火災危險性分析可以發現，當天然氣管道破裂發生火災事故，對管道沿線的居民、企業、公用設施和巡線作業人員均會造成安全影響。因此各級政府、各類企業應充分重視對長輸管道的安全保護，消除管線附近的廠房、居民、醫院、學校、公園等公共活動場所或使敏感點與管線之間保持足夠的安全間距，采取有效的安全對策措施，做好本質安全工作，防止違章占壓和人為破壞，確保安全生產。

參考文獻

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