天然气管道安全运行浅谈
发布时间: 2015-06-16 来源:安全管理网

  1 前言
  引进清洁、优质、高效的天然气能源,建设我省天然气输配管网是我省经济快速发展的需要。目前,省内已建成杭州一宁波、杭州一湖州天然气输配管线,川气东送、西气东输二线配套工程,以及宁波台州温州天然气输气管道也将相继完成,届时,全省将形成“多气源环网”的省级天然气输气管网。
  长输管道运输要做好油气管道安全工作,应加强管道安全生产,坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,综合运用法律法规、经济政策,科学技术及舆论导向等多种方式,促进相关单位依法进行安全管理,促进天然气管道工业的安全发展和可持续发展。
  2 输气管道安全存在问题
  天然气输气管道具有管径大、运距长、压力高和输量大的特点,包括管线、场站、防腐设施等附属系统,是巨大而复杂的工程。而输送的介质是易燃、易爆、易挥发的气体,一旦因各种原因造成管道泄漏、破坏,则可能引发火灾、爆炸事故、造成生命、财产的巨大损失,同时给公共卫生和环境保护带来较长时间的负面影响。对地下管网缺乏规范管理,增加了不安全因素。随着城市规模的不断扩大,给燃气管道敷设带来了便利条件。与此同时,由于城市管理的条块分割,对地下管线缺乏规范管理,少数建设单位不按规范施工,有些市民安全意识薄弱都给城市燃气管网运行增加了不少安全隐患。
  3 天然气管道危害成因分析
  3.1 设计合理性及危害的主要表现
  3.1.1管道选线、场站选址。管道的路由是设计中非常重要的一项工作。线路的走向、长短和通过的难易程度对整条管线的投资、施工、运行安全都有很大影响。设计时要注意场站及站内的建筑物布局、分区、防火间距、防火防爆等级、消防设施配套,与周围及其他建筑物的安全距离等问题,以防相互影响,产生安全事故,并危及相邻设施[4]
  3.1.2工艺流程、设备选型。长输管道运行安全与系统总流程、各场站工艺流程及系统设备布置有非常密切的关系。工艺流程及系统设置合理、设备选型恰当,系统运行就平稳,安全可靠性就高。否则,将给系统造成各种安全隐患。
  3.1.3管道强度计算。管道强度设计计算时,对管道的受力载荷分析不当,或强度设计系数取值有误,将使强度计算产生偏差,造成管材、壁厚的选用不恰当。因此,管道应力分析、强度、刚度及稳定性校核产生偏差,将会造成管道变形、弯曲甚至断裂等严重后果。
  3.2 施工缺陷
  3.2.1焊接缺陷。焊接是管道施工中最重要的一道工序,管道焊缝处产生的缺陷常见有裂纹、夹渣、未融合、气孔和咬边等,管道一旦建成、投产,一般情况下都是连续运行。因此,管道中存在焊接缺陷,不仅难以发现,而且不易修复,会给管道安全运行构成威胁。影响焊接质量或产生焊接缺陷的主要因素有:
  (1)焊接方法的影响。手工焊工艺采用多机组流水作业,劳动强度较低、效率较高、焊接质量也较好,但焊接质量还取决于焊接环境和焊工素质。
  (2)管口质量差。在钢管运输过程中没有保护好管口,造成椭圆度超差、局部变形等。若采用强力装配方式进行焊接对口,会在焊缝内产生较高的安装残余应力,造成较大的应力集中。
  3.2.2防腐层补口、补伤的质量问题,防腐层补口、补伤的质量问题主要表现:表面粗糙度达不到标准要求;补口时未按规定要求与钢管已有的防腐层进行搭接,或搭接长度不够;补伤的粘结力或厚度不符合要求,造成再次损坏或防腐能力不足等;补口、补伤质量较差将会直接影响管道抗腐蚀性能,从而引起管道腐蚀[11]
  3.2.3管沟开挖及回填的质量问题。如果管沟开挖深度或管沟基础不够,特别是采用机械压实时,将造成管道向下弯曲变形;地下水位较高而管沟内未及时排水就敷设管道,会使管道底部悬空,如果夯实不严,极易造成管道拱起变形;回填土的土质达不到规范要求时,其中的石块等可能磕伤防腐层;回填高度、夯实程度不够,会造成管道埋深不够、管沟基础不实等问题[5]
  3.2.4穿跨越质量问题。对于需要穿越公路、铁路及江河等特殊地段的管道,由于敷设完成以后难以实施再检修等工作;因此,施工质量的优劣对充分保证穿越管道质量显得尤为重要。穿越河流段的管道,当河床受水流冲刷而使其深度逐渐减小,将可能造成管道悬空。河流堤岸防护工程的施工或公路和铁路养护工程的施工也有可能对管道造成损坏。
  3.3 第三方损伤的主要表现
  3.3.1建筑、施工损伤管道。当管道经过经济发达地区或人口稠密的城镇范围内时,该区域内的建筑物的施工、道路和桥梁等基础设施较多。由于各种施工管理设计的管理部门众多,在缺乏有效机制和观念淡漠的情况下,难以协调,所以在施工时,经常会出现损坏长输管道的现象。
  3.3.2违章建筑占压管道。有一些单位和个人受经济利益的驱使,常常忽视安全生产和管理,在管道附近空地甚至管道上修建公路、房屋、建构筑物等,或进行开挖渠道、挖沙、生产、打井等作业,造成占压埋地管道的现象。这种占压现象,既构成了对管道基础的破坏,引起下沉,又增加了管道的负荷,造成了管道弯曲变形甚至损坏。
  3.3.3有意破坏。一些不法人员为了获取经济利益,盗、扒管道防腐层,偷盗仪器设备、阀门或附属设施,并人为蓄意破坏管线其他设施。
  3.4 地质灾害
  对管线造成损坏的地质灾害有地面沉降。地面沉降的发生有一定的地质原因,也有人为因素。随着经济社会的发展、人口膨胀、地面沉降现象越来越频繁,沉降面积也越来越大,人为因素已大大超过了自然因素。地面沉降会导致管道下部悬空或产生相应变形,严重时发生断裂,造成设备与管道连接处变形或断裂。
  3.5 管道腐蚀的危害
  腐蚀是造成天然气长输管道事故的主要原因之一。腐蚀既有可能大面积减薄管道的壁厚,从而导致过度变形或破裂,也有可能造成管道穿孔,或应力腐蚀开裂,引发漏气事故。场站的地面管道、设备,由于受到大气中水、氧气、酸性污染物等物质的作用而引起管道腐蚀。长输管道主要采用埋地方式敷设,埋地管道受所处环境的土壤、杂散电流等因素的影响,容易造成管道电化学腐蚀、细菌腐蚀、应力腐蚀和杂散电流腐蚀等[11]
  3.6 操作失误的主要原因
  3.6.1管理、操作人员自身技术水平、业务素质不同。
  3.6.2操作人员没有认识到严格执行操作规程、遵守安全生产规定的重要性,有章不循或违章操作。
  4 减少天然气管道安全危害的措施
  根据上述管道危害的分析,结合天然气管道建设和运行的实际状况,为减少影响天然气管道安全危害,确保管道安全,提出以下措施:
  4.1 严密规划、协调工作、完善设计
  4.1.1严格执行国家石油天然气行业的现行标准、规程和管理规定。
  4.1.2线路走向安全可靠、经济合理,充分考虑施工和运行管理的可操作性。
  4.1.3对河流、公路等穿越管线采用套管保护,重点设防[9]
  4.1.4管道防腐采用外涂层加阴极保护的联合防腐技术[11]
  4.1.5结合管道沿线地质情况,增加管道埋深:旱田管顶覆土由1.2m增加至1.5m,水田管顶覆土由1.5m增加至2.Om[9]
  4.1.6做好工程地质勘察,尽量避免不良地质地段,采取合理有效的防静电和雷击措施,使自然灾害可能对管线造成的影响降到最低。
  4.2 严格选材、严把工程质量关
  4.2.1施工前,公用、劳动、技术等部门要联合对所选用的管材设备进行严格的检查和检测,特别是对将要用作高压管线的材料,更要严格筛选。组织行业内专家多方面论证,确定主要材料设备的规格、型号。
  4.2.2严格审查施工单位的各项施工组织方案,确保符合技术规范标准和工程实际,对施工重点工序尤其是管道焊接严格管理,管道下沟时严禁损伤防腐层,采用电火花检漏仪和音频检测仪检查,发现漏点及时修补[9]
  4.2.3对穿越段焊口作100%射线和100%超声波探伤。开挖中和开挖后,业主、监理复核管沟中心位置、沟宽及沟底标高,确保埋深达到设计要求[9]
  4.2.4管道施工过程中,应该科学组织、文明施工,尽量避免管道防腐层的损坏和管体的损伤等。一旦发生损失,必须采取内部的清理,防止泥土、手套、焊条、工具等杂物遗留在管道内。
  4.2.5在严把施工质量的同时,坚持“安全第一,预防为主”的方针,采取多种有效的安全管理措施,实现全线无事故、无人身伤害的安全施工目标。
  4.3 规范化运行管理,杜绝操作失误
  4.3.1通过清管可以排除管内污物和积液,达到提高输送能力和防止内腐蚀的目的。因此,应根据管道运行状况,合理制定清管周期并及时组织管道的清管工作,特别是初产投入更要引起注意。
  4.3.2加强运行管理。要有完善的安全管理规章制度、操作规程和事故预案。要加强一线操作人员和调度人员的培训,使其熟练掌握正常操作和事故状态下的紧急处理程序和操作。
  4.3.3要确保应急保护系统的正常运行,对管道腐蚀状况要进行监测,发现问题及时采取措施。
  4.3.4要有一支精干、高效的维护队伍。配备完善的维保机具,确保事故状态下及时到位,并在最短时间内完成抢修作业。
  4.4 加强天然气管道沿线的巡查
  制定完善的管道巡线制度,要利用GPS定位仪等先进的设备进行沿线的巡查,定期监测管道埋深,特殊管段重点巡查,防止违章建筑占压管道,最大限度地减少自然灾害和人为因素的破坏。
  4.5 加大天然气管道安全保护工作的宣传力度
  管道沿线各地、各有关部门要加强对沿线群众的管道设施安全保护的宣传教育,增强广大人民群众对天然气管道安全重要性和违规行为危险性知识的认识和了解,强化天然气管道安全保护意识,打造专管成线、群管成网、纵横交错的全方位、全社会的燃气管道安全运行管理机制。
  5 结束语
  为预防事故发生,保障安全生产,我国先后出台了《石油天然气管道保护条例》、《石油及天然气管道安全监督管理规定》等法规,对油气管道的安全监督管理做出了明确的规定。采取一系列行之有效的措施,切实提高管道检测水平、加大对管道破坏的打击力度、实施管道风险评估等措施,一定能把发生事故的可能性降到最低,达到控制或消除事故隐患的目标。
  

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