王立國

（建湖中石油昆侖燃氣有限公司，江蘇 鹽城 224700）

引言

由于天然氣純度高，點燃后不向外界排硫化物等有害氣體，目前已被廣泛應(yīng)用。天燃氣在開采后需要進行壓縮，產(chǎn)生高壓氣后運輸?shù)饺細廨敵稣军c再進行緩釋，通過壓縮氣體可以提高其運輸效能，解決市民的用氣需要。但是，由于運輸天燃氣的管線內(nèi)部受到的壓強很大，如果發(fā)生斷裂或者其他破壞，會導(dǎo)致燃氣外泄，甚至可能引發(fā)安全事故。因此，加強天然氣管道運行的安全管理工作，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 天然氣管道運行中常見的設(shè)備故障原因

1.1 管材質(zhì)量不合格

天然氣管道作為天然氣的裝載體，在進行天然氣運輸?shù)倪^程中，天然氣管道的管壁必須承受非常大的壓強，若管道材質(zhì)不合格，將會導(dǎo)致重大的運行故障[1]。天燃氣管通常采用鋼制金屬材料，并且要達到一定的標(biāo)準(zhǔn)，才能在管道施工中使用。但是有些施工公司為了節(jié)省施工成本，而采用了不合格的金屬材料管道，造成了在燃氣運送過程中，管線無法耐受較大壓強，而產(chǎn)生管線斷裂的情況。在天然氣管線施工過程中，需要搜集施工地的地質(zhì)情況信息，合理編制鋪設(shè)計劃，并嚴(yán)格按照施工要求進行施工，否則將導(dǎo)致管線設(shè)備故障問題。

1.2 管材氧化或腐蝕

由于受大氣環(huán)境等因素的影響，天燃氣管會出現(xiàn)氧化和腐蝕現(xiàn)象，給燃氣運輸?shù)姆€(wěn)定性帶來危害。首先，施工環(huán)境復(fù)雜是天然氣管鋪設(shè)過程的一大特點，且主要部分都遍布于城市郊外地區(qū)，在暴雨、強風(fēng)等氣候的影響下，管材很容易發(fā)生化學(xué)氧化和銹蝕[2]。同時，鋼材在發(fā)生變質(zhì)后會變得比較松散，空氣就很容易流入內(nèi)部，逐漸加劇管線的破損。其次，由于燃氣管線運輸距離很大，必須采用金屬焊接方式來延長管線，在連接部位的外部也會設(shè)置金屬螺釘進行緊固，但是由于金屬螺釘是和一般燃氣管線材料完全不同的金屬零部件，會在外部環(huán)境的作用下發(fā)生銹蝕，嚴(yán)重危害管線輸氣安全。最后，有些地區(qū)靠近城市周邊的天然氣管線安裝深度比較淺，由于動物啃食或人類的活動，管線在運行過程中逐漸形成滲漏。

1.3 焊接接口不順暢

通常，天然氣管線是先在廠房內(nèi)連接好，再運送到施工地進行管線安裝施工。在焊接過程中，由于員工操作失誤，會產(chǎn)生焊接故障。首先，在管線焊接時會受工藝技術(shù)的影響，接縫處的填充料補給不足，會造成焊縫接口不均勻，在管線長時間工作的狀況下，會出現(xiàn)燃氣泄露。燃氣管線在連接完工之后，還會用螺釘進行二次緊固，部分焊縫不細致的問題無法被及時發(fā)現(xiàn)，給后期的輸氣管理工作埋下隱患。在某些受地形影響急轉(zhuǎn)彎的地方，由于天然氣管線的焊接數(shù)量眾多，不同的焊接間隔距離也很小，因此，很易發(fā)生焊接節(jié)點故障的情形。

1.4 運行環(huán)境不穩(wěn)定

為提升天然氣的輸送質(zhì)量，就必須通過壓縮機壓縮后再輸送。而壓縮機在運行中，往外輸出壓縮空氣時會發(fā)生不平衡的狀況。由于某些地方的空氣脈動強度較大，管道側(cè)面形成的氣壓較大，造成管線的喘振狀況。而很多連結(jié)在管線上的零部件，在不平穩(wěn)的工作環(huán)境下，會出現(xiàn)松動等故障，對燃氣的管線輸送造成了干擾，甚至導(dǎo)致設(shè)備失靈。此外，由于燃氣管線在運行中因振動形成的一部分塵埃和粉末會直接吸附到管壁上，在較高壓力的撞擊下，管壁也會發(fā)生損壞，從而導(dǎo)致管線的使用壽命減少，使用成本增加。

2 加強天然氣管道運行安全管理的具體措施

2.1 提升管材的防腐防銹處理效率

通過分析可知，天然氣輸送中常常出現(xiàn)管道質(zhì)量問題和管道氧化腐蝕問題。為減少天然氣管線的腐蝕氧化狀況，在管線加工時必須加強管道的防腐防銹處理。要從制作管線的原料選用上入手，選用硬度較強、機械加工性能好的鋼材，為天然氣管線運輸?shù)於▓詫嵉幕A(chǔ)。在對管道進行鉆孔和機械加工時，也要注重規(guī)范化操作，避免由于人為操作造成管壁損傷。

在燃氣管線使用過程中，內(nèi)壁腐蝕現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，電化學(xué)腐蝕是造成內(nèi)部腐蝕的主要原因，在燃氣運輸管線的維護過程中應(yīng)重點解決電化學(xué)腐蝕問題。此外，燃氣運輸管線外壁銹蝕會縮短管線使用壽命，運輸管線所處的環(huán)境對管壁銹蝕產(chǎn)生很大的影響，因此，對于部分運輸管線銹蝕嚴(yán)重區(qū)域，宜采取改變地區(qū)自然條件甚至空氣環(huán)境等方法，減少對燃氣運輸管線的侵蝕影響[3]。

避免電化學(xué)腐蝕的最主要辦法就是陰極保護作用措施，在一般情況下，陰極保護作用措施就是在燃氣輸送管線中接入足夠容量大小的直流電流，直流電流在接入后將輸送管線內(nèi)的表面極性改變，以最大限度降低管線內(nèi)部腐蝕時電池正負極的電位差，使化學(xué)反應(yīng)腐蝕電流閾值逐步降低，進而對燃氣輸送管線內(nèi)部產(chǎn)生良好的防護效果。另一個常用的陰極保護辦法是在天然氣運輸管線表面涂刷相應(yīng)的防腐蝕涂料。兩種方法有機組合，延長天然氣運輸管線距離，并最大限度提高對燃氣管線的防護。

添加緩蝕劑也是防止腐蝕的一種方法，在中國地區(qū)酸性天然氣田及集輸管線都要定時進行緩蝕劑涂膜作業(yè)，以緩解銹蝕速度。但在采用緩蝕劑前，要針對當(dāng)?shù)赝寥罈l件以及燃氣管線的實情，選用比較合適的緩蝕劑，并使用最少量的緩蝕劑以實現(xiàn)管線運輸時最大化的防腐蝕功效。由于緩蝕劑使用時容易對輸送管線的表面特性產(chǎn)生負面影響，因此，應(yīng)該針對管線的材料和強度參數(shù)等針對性地選用不同種類的緩蝕劑。對于改變土壤腐蝕環(huán)境方面，人們可以通過在燃氣管線埋設(shè)周邊的土壤環(huán)境中，通過脫水方法或者調(diào)整土壤結(jié)構(gòu)pH 值的方法，最大限度減少對管線敷設(shè)周圍土層的侵蝕影響，從而有效保障燃氣運輸管線的結(jié)構(gòu)安全性。但總的來說，通過改變腐蝕環(huán)境減少燃氣運輸管線的受侵蝕程度，從而延長管線使用壽命的方法，由于局限性過大，實際操作成本也相對較高，而且具體的實施效益很可能不理想，因此，僅在部分特殊地區(qū)采用。

2.2 做好天然氣管道的設(shè)計優(yōu)化

在天然氣管道設(shè)計中，要做好各種信息資料的收集，包括天然氣管道類型、氣候條件、設(shè)計年限和技術(shù)隱患等。根據(jù)有關(guān)的收集資料，不斷優(yōu)化天然氣管道設(shè)計，突出設(shè)計管理能力。在設(shè)計安裝層面，要發(fā)揮信息整合效果，做好設(shè)計分析和安裝技術(shù)控制，整合各種設(shè)計資源，突出設(shè)計能力。要建立多層次的設(shè)計方案優(yōu)化校核機制，從不同的校核和分析視角，消除設(shè)計方案的隱患。建立實際安裝設(shè)計評價思維，以實際天然氣管道安裝流程和技術(shù)應(yīng)用為分析基礎(chǔ)，對設(shè)計方案全面評價，調(diào)整不合理的隱患，做好設(shè)計管控。

1）在天然氣管線和壓縮機相連接的地方，容易因壓縮機工作時產(chǎn)生巨大振動而引起不平衡的狀況，因此，必須將降低振動危害作為重點工作，并采用科學(xué)的方法延長天然氣管線的使用壽命。在管道相連處設(shè)置減振緩沖設(shè)備，以減小壓縮機振動對天然氣管線的傳輸效應(yīng)，確保連接牢固，降低管線振動。

2）工程設(shè)計技術(shù)人員在對天然氣管線的聯(lián)接口進行設(shè)計時，也應(yīng)巧妙運用流體力學(xué)基本原理，通過對聯(lián)接支點位置的合理設(shè)計，以使管線保持相對穩(wěn)定的狀況。

3）適時給壓縮機的軸承添加潤滑油，以使其轉(zhuǎn)動更加平穩(wěn)順暢。在壓縮機正常工作時，安檢工作人員要對其振動頻率、幅度等參數(shù)加以評估，一旦發(fā)現(xiàn)管路運輸壓力增大，應(yīng)立即做出減震處理。

2.3 加強對天然氣管道施工的過程管理

1）天然氣管道安裝應(yīng)以全面細化的制度作為指導(dǎo)，明確責(zé)任范圍，加強監(jiān)管力度，保障制度內(nèi)容合理，對天然氣管道安裝具有較高的指導(dǎo)作用。

2）在天然氣管道安裝過程中要做好監(jiān)督管理，依照監(jiān)督制度對有關(guān)作業(yè)人員的行為全面監(jiān)督評價，有關(guān)監(jiān)督人員要對各個監(jiān)督環(huán)境進行現(xiàn)場監(jiān)督指導(dǎo)，提升監(jiān)督管理水平，保障監(jiān)督工作順利開展。

3）天然氣管道安裝過程中做好進度管理工作，能提升管道安裝的成本控制能力和進度管理優(yōu)勢。依據(jù)進度管理計劃，提前做好有關(guān)材料、設(shè)備、人員的調(diào)配，可有效推進天然氣管道不同安裝作業(yè)階段的施工任務(wù)，各項工作穩(wěn)步實施，提升組織協(xié)調(diào)能力和施工進度管理水平，保障施工計劃順利實施。

4）天然氣管道安裝作業(yè)過程中，要發(fā)揮更加到位的安裝控制能力，提升安裝水平。

2.4 加強管道運行的安全管理

在天然氣管道設(shè)計安裝以及運行維護中，要建立全面的安全規(guī)章制度，做好安全管控，突出安全管理水平。要設(shè)立必要的安全管理機構(gòu)，對各項安全管理目標(biāo)有效落實，依靠管理流程，高效完成安全管理計劃。同時，應(yīng)采取有效的天然氣管道應(yīng)急措施，防止安全事故發(fā)生。

1）在日常管理工作中，要嚴(yán)格執(zhí)行管理制度，確保每個員工都能能認真工作，并進行每日管理工作記錄。在管道裝配流程中，工程人員不能走過場，而要把每一項技術(shù)參數(shù)都落實到位。

2）當(dāng)天然氣經(jīng)過管線運送到氣站時，氣站人員必須及時做好置換處理，以保證氣體在儲存過程中的安全。

3）在出現(xiàn)交通事故時，要盡快斷開所有氣源，立即封閉交通事故現(xiàn)場和附近危險性地區(qū)，并盡快撤出、疏散在場人員，設(shè)立警告標(biāo)識，設(shè)法保護相鄰裝備、設(shè)施，及時關(guān)停附近所有火源、電源，以避免產(chǎn)生靜電火花。同時，將易燃易爆物質(zhì)及時移離危險范圍，以避免事故擴大并造成次生災(zāi)難。設(shè)立警戒線并劃定安全范圍，對交通事故現(xiàn)場和附近地區(qū)開展易燃物質(zhì)調(diào)查、有毒氣體調(diào)查、大氣環(huán)保監(jiān)控和氣象預(yù)報，在必要時對附近社區(qū)發(fā)布特別警告，及時制訂火災(zāi)事故緊急救護預(yù)案（滅火、堵漏等)，并負責(zé)落實，在場救護工作人員要進行人身保護，防止灼傷、中毒等危害。

3 結(jié)語

天然氣管道運輸過程中，常常會出現(xiàn)各種故障。通過提升管材的防腐防銹處理效率、做好天然氣管道的設(shè)計優(yōu)化、加強對于天然氣管道施工過程的管理等措施進行改進，可以保障天然氣的運輸效率和使用效率。