城市天然氣管道泄露危害及預(yù)防措施

陳旭瑞?宋惜緣

摘 要：天然氣管道鋪設(shè)在人口相對集中的城市或城區(qū)，由于管道的接頭，承壓，安裝工藝，電化學(xué)腐蝕，地面施工等因素的影響，經(jīng)常造成天然氣管道的泄漏，導(dǎo)致爆炸或引起大火，給國家和人民生命財產(chǎn)造成重大的損失。

關(guān)鍵詞：天然氣管道;泄露危害;預(yù)防措施

DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.26.336

1 天然氣管道泄露形式

天然氣是一種非常潔凈的能源，隨著城市人口的增加，天然氣的使用量越來越大，但隨之而來的各種安全事故也在不斷的發(fā)生，大部分的事故都是在天然氣的管道運行中發(fā)生泄漏和爆炸。管道泄漏通常為四種泄漏形式，分別為埋地管道泄漏、法蘭泄漏、螺紋泄露與閥門泄漏。許多天然氣站場由于不能采取合理的泄漏防護措施與泄漏檢測技術(shù)，或是當(dāng)出現(xiàn)微小泄漏時不能及時有效地予以處理，會導(dǎo)致泄漏的不斷擴大而造成重大環(huán)境污染，設(shè)備損壞與火災(zāi)事故發(fā)生。針對天然氣站場特點，在常規(guī)防泄漏技術(shù)的基礎(chǔ)上提出改進措施或采用更加科學(xué)實用的防泄漏新技術(shù)而徹底杜絕站場泄漏事故的發(fā)生。

2 城市天然氣管道泄露危害

天然氣就是一種比空氣容易揮發(fā)的無色易燃易爆的有毒氣體。一旦發(fā)生天然氣管道泄漏就會造成諸多危害。

1）影響居民的日常生活。由于天然氣作為城市居民的主要熱源，一旦發(fā)生泄漏對居民的生活勢必會造成影響。2）可能會造成人身傷亡事故。由于天然氣會在空氣中的含量達到10%以上時，會對人體產(chǎn)生傷害，造成呼吸困難、昏迷甚至失去生命。3）可能會造成安全事故。在空氣中，天然氣管道一旦發(fā)生泄漏且濃度達到5%以上并且遇到明火時就會引起爆炸、火災(zāi)等惡性事件，給人民的生命財產(chǎn)以及社會經(jīng)濟等都會帶來無法估量的損失。4）關(guān)系到國計民生問題。一旦發(fā)生天然氣管道泄漏勢必會影響國計民生部門或者重要線路，對交通、電力等造成中斷，由此間接引發(fā)的社會問題就會凸顯。

3 城市天然氣管道泄露原因及預(yù)防措施

3.1 法蘭間泄露

1）法蘭間泄露的原因。法蘭連接是天然氣管道和設(shè)備連接的主要形式，其泄漏也是天然氣站場泄漏的最為主要的形式之一。法蘭密封主要是依靠其連接的螺栓產(chǎn)生的預(yù)緊力，通過墊片達到足夠的工作密封比壓，來阻止天然氣外漏的。對于天然氣管道，由于其輸送介質(zhì)具有腐蝕、高壓以及輸送過程中產(chǎn)生振動等特點將會引起天然氣管道法蘭密封失效而造成泄漏。天然氣站場法蘭泄漏主要有如下原因：第一，密封墊片壓緊力不足，安裝密封墊片出現(xiàn)偏裝，螺栓松緊不一，兩法蘭中心線偏移。這種泄露主要是由于操作工人施工、安裝質(zhì)量引起的。第二，由于脈沖流、工藝設(shè)計不合理，減振措施不到位或外界因素造成管道振動，致使螺栓松動也會造成泄漏，或管道變形或沉降造成的泄漏，這是由于外界對管道的影響從而影響連接部位造成松動所致的泄漏。第三，螺栓由于熱脹冷縮等原因造成的伸長及變形，在季節(jié)交替時的泄漏主要是由這種故障引起的。第四，由于天然氣腐蝕，密封墊片長期使用，產(chǎn)生塑性變形、回彈力下降以及墊片材料老化等也會造成泄漏。2）法蘭泄露的預(yù)防措施。對于法蘭泄漏，一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施及時處理，否則會造成刺漏，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。法蘭泄露的處理方法主要有以下幾點：第一，對于由于管線的沖刷、振蕩引起的泄露主要依靠降壓法，減少氣體沖刷管線，或?qū)Ψㄌm處的壓力放空減壓以減少其泄露。第二，對于因密封墊片腐蝕造成的泄露可采用更換新的密封墊片的方法。這種方法可選用塑性好、彈性好、耐腐蝕好、抗溫抗壓好的密封墊片材料。例如對于壓力大的管材可采用纏繞式石棉墊片與薄金屬帶相間纏繞制成的金屬墊片第三，由于螺栓熱脹冷縮等原因造成的伸長及變形而引起的泄露可采用選擇新螺栓，新螺栓一定是能夠抵御熱脹冷縮的螺栓從而減少其泄露。第四，對于由于操作工操作失誤所導(dǎo)致的泄露應(yīng)注意操作工的操作規(guī)程例如正確安裝密封墊片在安裝的過程中要正中兩法蘭正中線不能偏移，安裝螺栓要松緊一致，不能裝斜。

3.2 閥門泄漏

閥門由于受到天然氣的溫度，壓力、沖刷、振動腐蝕的影響，以及閥門生產(chǎn)制作中存在的缺陷，閥門在使用過程中不可避免也會產(chǎn)生泄漏，常見的泄漏多發(fā)生在填料密封處、法蘭連接處、焊接連接處、絲扣連接處及閥體的薄弱部位上。

1）閥門泄漏的原因。閥門的泄漏主要是針對閥體的泄露。閥體的泄露主要是由于閥門生產(chǎn)過程中的鑄造缺陷所引起的。當(dāng)然，天然氣的腐蝕和沖刷也會造成閥體泄露，這種泄露常出現(xiàn)在減壓閥上。密封填料的泄漏也是閥門的主要泄露原因之一。由于密封填料型號不一，密封填料老化、腐蝕等原因也會造成氣體從密封填料中泄露。注脂嘴的泄漏也是其主要原因，這種情況一般是由于單向閥失效所造成的。2）閥門泄漏的預(yù)防措施。針對閥體的泄漏可排除氣體中的雜質(zhì)以減少對閥門的腐蝕，降壓或也可采用耐壓、耐溫較好的閥門材料。對于老化的密封填料可重新更換型號一致，材料較好的新密封填料。對于注脂嘴泄漏可加入密封脂得以解決其泄漏。

3.3 螺紋的腐蝕

1）螺紋腐蝕的原因。目前，天然氣站場常采用的是API錐管螺紋連接，錐管螺紋包括圓螺紋、偏梯形螺紋，設(shè)計錐度為1/8，其密封是由內(nèi)、外螺紋嚙合的緊密程度決定的。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的原因，嚙合螺紋間存在一定的間隙。螺紋密封的泄露與螺紋之間的間隙和使用的密封材料是有一定關(guān)系的，間隙大或密封材料不恰當(dāng)都會造成泄露。2）螺紋腐蝕的預(yù)防措施。針對間隙大、密封材料不恰當(dāng)?shù)脑驊?yīng)采用四氟乙烯膠帶密封或彈性密封環(huán)結(jié)構(gòu)的螺栓連接或采用焊接都可以消減其泄漏量。

3.4 管道的泄漏

1）管道泄漏的原因。夾渣、氣孔、未焊透、裂紋等焊接缺陷所引起的泄漏，隨著焊接技術(shù)的發(fā)展和施工質(zhì)量以及檢測手段的提高，這種焊接缺陷可以逐漸減少。管道中的腐蝕主要是由管道中的氣體雜質(zhì)水、硫化氫、二氧化碳造成。管道中的水和氧產(chǎn)生反應(yīng)生成三氧化二鐵，造成管道內(nèi)部腐蝕或硫化氫和氧結(jié)合生成氧化物造成腐蝕，腐蝕的管道將會使管壁減薄造成泄漏。2）管道泄漏的預(yù)防措施。第一，選用良好的焊接技術(shù)，焊縫合格以減少其泄漏。第二，采用天然氣雜質(zhì)消除技術(shù)例如消除雜質(zhì)水就用甘醇脫水法，消除雜質(zhì)硫就采用化學(xué)吸附純胺法。第三，周期性清管，減少硫化鐵鐵粉。第四，根據(jù)下游用氣量做好管道末端氣量的儲存，尤其在冬季大氣量來臨之前，以備用氣充分，避免氣流速度過快，導(dǎo)致管道里邊揚塵，造成很大的磨損。第五，做好設(shè)計，彎頭厚度要加厚。

4 結(jié)束語

綜上所述，天然氣輸送地下管線的安全、平穩(wěn)、高效運行成為城市安全運行的重要基礎(chǔ)。由于諸多因素，天然氣管道的安全運行受到嚴(yán)重的制約，也讓人民的生命財產(chǎn)與社會經(jīng)濟蒙受著無法挽回的重大損失。為此，本文分析了天然氣管道泄漏造成的日常、人身、安全、國計民生等危害，找出天然氣管道泄露的問題所在，分析其原因，采取切實可行的措施予以防治，可以將天然氣泄露的風(fēng)險降到最低。此外，還需要各部門和每一個從業(yè)者都付出努力，只有提高整個行業(yè)的政府監(jiān)管和施工作業(yè)水平，才能為"智慧城市"中的重要組成"智慧管道"的建設(shè)保駕護航。

參考文獻

[1]張鵬程，丘廣新，張秀英，等.廣州市城市地下管線管理平臺建設(shè)思路及探討[J].城市勘測，2014（6）：105-109.

[2]陶然.天然氣長輸管道安全防范與平穩(wěn)運行的策略研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（10）：33-34.

[3]王薇，陳忱，李英芹，等.天然氣管道典型事故分析與對策[J].石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2010（6）.

[4]車福利，戴倩敏，黃坤，等.長輸天然氣管道的安全問題及對策[J].石油和化工設(shè)備，2012（3）.

[5]陳洪洲.天然氣長輸管道的安全隱患[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2012（06）：12.