气田天然气管道运输

偏远气田天然气管道运输中的危险辨识

摘要：在经济不断发展的今天，天然气能源越来越无抽离于人们生产、生活，管道运输是天然气能源的主要运输方式之一，但在各种因素的影响下，天然气管道运输过程中存在着诸多危险。尤其是偏远气田天然气管道路途遥远，各种因素愈显得难以掌控，为确保稳定运行石油天然气运输，必须重视危险辨识问题。本篇论文中，笔者主要对偏远气田天然气管道运输中的危险辨识问题进行了探讨与简要的分析，以供参考。
前言
在我国，天然气管道晚于欧美发达国家近 40 年，于 1970 年起始发展，作为运输工具，天然气管道是由生产地向市场输送天然气介质的一种专门运输方式。偏远气田天然气管道工程涉及上游的气田、输气站场、管道和下游的各个用户，是一个系统工程，复杂精密。整个系统要正常运行就要确保任何一个环节不能出现问题。否则，会阻碍区域经济的正常运行，带来恶劣的社会和政治影响 。因此，天然气管道的安全和可靠性问题重大，辨识和分析管道系统危险有害因素，进而降低事故发生概率提出相应的应对措施，是解决安全问题的有力保障
2偏远气田天然气管道运输中的危险辨识
2.1天然气主要危险、有害物质的辨识与分析
天然气输气管道输送的天然气又称油田气、石油气、石油伴生气。天然气的化学组成及其物理化学特性因地而异。甲烷为主要成份占 96.226％，其次有 乙烷 、丙烷 、氮气、二氧化碳及微量硫化氢等。天然气特性如下：① 易燃性：当天然气达到一定浓度，一旦遇火源即燃烧。燃烧产物主要为二氧化碳和水。火灾危险性较高。② 易爆性：天然气爆炸极限为5.3％～15％（Ｖ），当天然气与空气混合发生剧烈的化学反应，形成的混合物具有爆炸性，恰遇热源或明火时，会发生爆炸。在偏远气田天然气输送过程，遇到高热气温会增大管道内部压力，到达某个临界点时，则会开裂和爆炸。
③ 易扩散性。天然气比空气轻，有较好的扩散性。
④毒性。烃类物质：天然气是烷烃为主的混合气体，主要成分的甲烷，属低度毒性物质，当空气中甲烷浓度达到25％～ 30％时，会因缺氧而出现一系列症状，如头痛、头晕、乏力、呼吸和心跳加速等，甚至窒息。硫化氢：硫化氢为中等毒性物质。低浓度气体会引发头痛、眩晕、虚弱等症状，高浓度的可直接抑制神经中枢，引起迅速窒息而死亡。
2.2　管道疲劳失效
① 腐蚀，虽然发生事故的具有各种原因比较复杂，但据统计，腐蚀开裂是埋地偏远天然气管线失效的主要方式。大约占1/3。偏远气田天然气管道中，时间长、运输多次

，极易导致管道腐蚀问题。由涂层的种类、土壤、温度和阴极保护电流等，构成了管道表面的环境。防腐涂层的状况直接决定了应力腐蚀过程。如果防腐涂层裂化，再通过化学作用或电化学作用而引 起其表面锈蚀，导致钢质管线管线穿孔失效。在腐蚀过程中，还受到其它外力的影响，会加速腐蚀裂化 、穿孔的速度
② 阴极保护失效
“阴极保护死区腐蚀”是指表面完好的防腐涂层下面的管道表面腐蚀严重。在这种情况下，若腐蚀原电池中的牺牲阳极反应不能完全被消除，原电池腐蚀将不会停止。另外，破损的管线防腐绝缘层，导致外加电流失效等都使阴极保护失效，腐蚀都将继续发生 。
2.3设计施工不规范
偏远气田天然气管道系统的设计中存在着许多问题，主要表现在：①设计偏远天然气管道时,存在图纸残缺的现象，导致一些缺陷直到施工时才能够发现。管道设计过程中没有统筹兼顾沿途各个区域的地形地质、交通环境以及城市规划；从偏远天然气管道的具体施工情况来看，普遍性地存在开挖回填问题。没有按需要进行重点隔离隔离保护工作，使管道的维护性能降低；没有严格控制天然气管道施工要求，开挖深度相对较浅；管沟回填后用大型机械碾压，在一定程度上,破坏了管道性能；在长期的集中应力影响下，地下天然气管道呈现弯曲、变形等。管道的装配时操作不当，从而在焊接接头处存在残余应力，这使钢管外表面材质状态遭到破坏，降低了管道承压强度的同时，也会损坏管道表面防腐层。应用高精度的管道漏磁检测系统检测偏远输气管道，磁化回路使金属管壁达到磁饱和，当遇到存在缺陷的管道时，磁场发生改变。由此，确定缺陷点。再通过计算机处理，对管道泄漏的部位准确定位，并采取应急处理的措施，减少损失。
②没有按照韧性、焊接性与介质相容性的性能标准，来挑选偏远气田天然气的管子、阀门等,从而在使用过程中,导致其变形、腐蚀以及泄露问题；③没有科学地选择管道里外表面防腐材料，防腐层出现局部稀薄被刮蹭现象。防腐蚀设计没有充分考虑到管道的杂散电流，土壤的电阻率；④布置偏远气田天然气管线时,没有充分考虑埋设地质以及温差，管道弯管与弯头的合理配置,导致管道的移位、弯曲与断裂。偏远天然气管道具有相对较广的施工范围，一些施工地点具有特殊性，例如穿路过河、越岭翻山等情况，其所经过公路、铁路地基振动，以及管道内的介质流动所产生的管道振动，都会造成管道弯曲断裂；目前偏远气田天然气管道的穿越方式主要是水平定向钻、顶管与大开挖。水平定向钻穿越方式,容易造

成管道的腐蚀、损伤等现象。大开挖埋套管施工方式容易出现基础垫层不稳当、管道结构疏松、在偏远气田天然气后期施工过程中，会出现地基不均匀沉降现象，偏远气田天然气管道在后期会出现管道开裂、套管错位等问题。
⑤没有在优质地段设置输气站场，在不良地质上如土崩、断层、滑坡等,会导致管道的弯曲断裂，
2.4　电气装置
偏远气田天然气管道的显著特征为：管径大、运距长、输量大、压力高，其顺利运输到终点还涉及到站场、防腐设施、通信以及管线等诸多附属设施，电气装置安全防爆性能不能满足工况要求，或安装、使用不当等，防雷、防静电设施消除雷电、静电效果达不到要求，输气站场的现场仪表不准确，这些情况都可引发雷电事故和火灾爆炸事故。
2.5 物候环境
① 地质危害。地质危害主要包含以下几个方面：地震、地面沉降以及土地沙化、水土流失。地震会危害管道以及输气站，使土地发生永久性变形，如地表断裂、土质液化等；中断与损毁电力系统、通讯系统。地面沉降会造成管道变形，底部悬空，或者断裂；会损坏地面输送站管道以及建筑物，同时也会断开设备与管道连接处。土地沙化与水土流失容易使管道裸露，严重影响管道防腐覆盖保护层。
② 气候危害。雷击可破坏地面上的建筑物、设备、管道、电力及控制系统，导致火灾、爆炸等事故。洪水会导致管道裸露或悬空，在热应力与重力的作用下，管道会弯曲变形。猛烈的洪水会造成管道地基的沉降，破坏电力通讯系统，导致管道系统卡停。
③ 温度影响。低温可以脆化管道，另外，天然气中的硫化氢和二氧化碳等，溶于天然气中的水汽因低温下液化而成的水，形成电化学腐蚀介质，腐蚀管路,严重时可穿孔。
2.6安全管理工作欠缺
① 由于管线过长，油气长输管道的相关，安全管理工作难以全面涉及。在参与天然气管道管理的各方尤其是施工单位的很多管理人员，并不清楚应该采取何种有效方法去识别可能存在的各种风险。特别是偏远气田天然气管道安全管理基本上还停留在基于管理人员的经验来，而这些人的经验又十分有限，这就难免会在危险识别上存在漏项。在偏远气田天然气管道管理的源头上就开始失控。②偏远气田天然气管道被违章建筑占压，管道会破裂，同时偏远气田天然气管道不能正常维护，一旦这种管道断裂，爆炸事故就可能出现。③偷盗问题。某些人会在偏远气田天然气管道上钻孔偷气，在停止供气时将管道内余气抽取而出，导致管道承受过大的内压，造成安全隐患。同时偏远气田天然气途中流失，影响了下游居民供气。

结语
为了在设计、施工和运行管理中，采取有针对性的防范措施，首先要对偏远气田天然气管道危险因素的进行辨识，以预知危险因素、触发因素，以及事故产生的原因和严重后果，这能保障偏远气田天然气管道天然气管道安全运行。
参考文献
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