天然气管道设备管理技术研究

李敏 （管道公司中原输油气分公司，山东 德州 253000）

据统计，1971年-1992年20年内，我国四川输气管网南干线、东北输油管道、以及采石输油管道，发生了累计140余次的管道泄漏爆破事故，管道输油气工程不得不采取停输措施，整修时间之长直接导致国家经济损失。众所周知，天然气具有易燃、易爆等特性，对天然气管道设备密封不严或者密封使用操作不当会酿成巨大的事故，因此，对天然气管道密封性能以及泄漏检测技术的提高显得尤为重要，据资料显示，长输管道设备运行过程中，60%-70%的非计划维修量，主要是针对密封和泄漏点来开展的。对操作人员的密封管理技能的培训势在必行，它是直接影响企业安全生产与管理的一项重要环节[1-4]。因此，对天然气长输管道设备密封技能以及泄漏检测技术的研究，是维护管道设备安全运行的一项重要部分，完善的设备泄漏检测技术，可以及时检测到泄漏点、泄漏源、泄漏位置、泄漏影响程度以及泄漏应急预案，加以引进先进的密封技术，可以及时有效的处理天然气泄漏事故，极大的降低管道设备泄漏事故的影响程度。只有完善我国天然气管道设备管理技术，才能确保输气工程的顺利进行，保障天然气管道输送的安全。

1 长输管道设备管理理念

管道设备管理理念，是指从事管道设备维护工作者对潜在的安全隐患、风险因素进行预判和分析，并根据现场情况做出相应的防范措施，将管道设备在运行中的风险降到最低，使长输管道设备能够良好的持续运行，保证油气的输送安全。包括下述3个方面[1-2]。

1.1 长输管道设备具有完整的功能，不能有缺陷；

1.2 长输管道设备具有受控性，可以方便操作与使用；

1.3 从事长输管道设备工作人员，对设备的日常维护、修补，具有很高的技能水平，能防范管道设备事故发生，并且能随时在线处理管道设备事故。

在现有的管道设备维护技术的基础上，还应该加强对国外先进技术的引进与学习，消化吸收先进理论和技术方法，结合国内天然气长输管道设备运行要求，改善设备性能和材质，保证长输管道输送安全，降低运行风险。天然气长输管道设备管理模式如图1所示。

图1 天然气长输管道设备管理模式

2 管道设备精密封与泄漏

天然气长输管道设备的管理主要包括密封和泄漏两方面。管道设备的密封及泄漏是影响管道设备正常运行的直接原因，提高和改善管道设备的性能至关重要。

2.1 长输管道设备密封处理技术

管道设备的密封分为动密封与静密封，对天然气管道设备的密封，主要是为了避免管道内流体泄漏，以及阻止外界空气和水分等杂物进入介质系统。在长输管道运行过程中，密封面位置总会出现微小的裂纹间隙，这可能导致管道设备密封不严，贯通管道设备内外，应该在密封面添置密封物，加强管道设备的密封性，避免天然气的泄漏事故。静密封是指在密封层表面，与之相关的零件没有发生相对运行，主要是通过添置垫片、法兰以及螺栓等，加强管道设备接口处的密封性能。使用的比较典型的密封设备有凹凸面法兰、平面钢制管法兰、桦槽面法兰元件以及八角垫、金属透镜垫等设备[3-4]。动密封主要分为阻塞密封和节流密封。

图2 密封原理图

2.2 长输管道设备泄漏分析

2.2.1 根据泄漏原理，天然气泄漏主要分为开裂泄漏、穿孔泄漏、界面泄漏和渗透泄漏。根据泄漏时间和数量分类，可分为瞬时泄漏和连续泄漏。

2.2.2 按照泄漏部位分类，分为外漏、内漏、浸入。

2.2.3 按照泄漏介质不同，可划分为气体泄漏、气体液体两相泄漏、液体泄漏。

2.2.4 按照泄漏危害情况，分为腐蚀设备、危害人体健康、污染水源、污染空气。

在了解了不同泄漏分类原理的基础上，采取试泡、目视直观、化学反应试纸以及橡胶膜气球等方法对长输管道设备的泄漏情况进行精细检查，再加以超声波、卤素仪、土壤监测、声发射、压力点分析等辅助技术，可以全面地排查管道设备的泄漏情况，精确高效的完成对管道设备的检测。为了保证管道运行的安全性，首先应该对相关管道设备的密封性、耐高温性、耐腐蚀性以及耐磨性进行评估，才能在确保安全运行的基础上，延长管道设备的使用寿命。

3 长输管道设备管理措施

长输管道设备的泄漏以及运行状态，与现场维护和管理人员综合素质的高低密切相关。要实现油企管道运行过程中无泄漏以及高密封性，应该从现在管理以及技术人员的技能抓起，才能掌握管道设备所有密封点，有效避免泄漏事故的发生，应从以下几个方面做起：

3.1 机构管理。首先对参与管道运行一线的操作人员和管理人员进行定期的技能培训与考核，必要时进行应急演练，做到操作人员与管理人员要了解全程管段有多少个密封点、管段设备接口处材料性能、泄漏点、泄漏程度以及如何控制泄漏等等，展开技能评比竞赛，提高工作人员技能水平。

3.2 技术措施。要优化设计方案，采用计算机远程监控技术，实现天然气泄漏报警机制，管道设备泄漏自检、自查、自动切断气源、自动采取应预案等技术；在施工安装方面，保证管道设备密封点、防腐绝缘处以及焊接处质量，多采用成型垫片，特别是设备的材质、性能要严格把关。要重视对工作人员的安全教育、检查，严重把控管道设备的质量问题，提高工作人员的技能水平。

3.3 资料记录。天然气管道设备运行全线所涉及的生产设备、管段、道路位置等，必须建立完善的档案资料系统，记录下管道设备运行过程中所有控制点工作流程，所有静密封点的运行状态，对泄漏位置、时间、大小、点数、程度等必须详细记录，做出相应的预处理方案，降低泄漏对管道设备运行的影响。

[1]李奎.天然气管道设备静密封与无泄漏管理[J].天然气与石油,2008,26(3):54-58.

[2]章日让.石化工艺管道安装设计实用技术问答[M].北京:中国石化出版社,2001.

[3]张向钊.寿震东.密封垫片与填料[M].北京:机械工业出版社,1994.

[4]SY 0402-2000,石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范[S].