天然气管道泄漏分析及动态处理技术

陈鑫亮 霍永安

【摘要】管道是输送天然气和石油的重要途径，具有快捷、高效和连续等优势，被誉为社会发展和国民经济的"生命线"。但是管道输送存在很大的危险性，因其具有高能高压、易燃易爆和环境复杂等特点，所以需要加强管理。如今管道泄露现象已经严重影响了天然气的运输。

【关键词】天然气管道；泄露；分析；动态；处理技术

经过长时间的发展，我国的经济和人民的生活水平都有了最显著的提高，对天然气和煤气的使用也越来越多，我国的气化率基本接近于很多发达国家和地区的水平。管道是运输天然气的主要方式，煤气作为一种卫生方便的能源，已经得到越来越多人的青睐，但是它却是一种很危险的气体，如果管理或使用不当，出现泄漏现象，就会引发爆炸和火灾等危险事故，将会对人民的生命安全和经济造成巨大损失。

一、 天然气管道泄漏的原因及分析

现在不论国内还是国外对于天然气输送管道事故的调查分析工作都十分重视，比如欧美一些国家都有自己的运输安全办公室和管道数据管理组织，俄罗斯有专门的天然气监督机构。我国也有安全生产管理局等部门，也对管道事故进行了一系列的分析和研究成立了管道事故数据库，通过对现有的管道进行评价，减少安全事故的发生。

根据一些数据统计研究分析表明造成天然气泄露的原因主要有五点。

第一是材料存在缺陷。管道在生产制造过程中，会存在很多问题。在钢板的表面或内部都会存在很多气孔，气孔会导致管道的部分应力集中，最终导致出现裂纹，诱发事故。还有缩孔和缩松，在钢板内部，也会影响管道的质量；第二是安装施工缺陷。在管道安装过程中，施工人员的安装技术水平和焊接质量，也会导致管道存在安全隐患。现在天然气输送管道管道主要采用的是无缝钢管、螺旋点焊管和焊接钢管，不同类型的钢管在连接时要采用焊接的方式，很多泄露的发生大都和焊接质量有关。主要是在施工过程中焊接工艺不够严格，没有准确的把握焊口的对接间隙，从而影响焊接的质量，造成没有焊透，所以在运行过程中会出现焊口断裂，导致泄漏；第三是运行过程中存在缺陷。天然气管道在运行过程中会受到很多因素的破坏，其中主要是人为原因。目前存在很多交叉施工引起地面断裂导致管道开裂，引起泄露；第四是腐蚀。管道腐蚀是管道运行中很大的隐患，长期的运行会导致金属发生化学变化，导致管道的内壁和外壁逐渐腐蚀，最终引起泄露；第五是安全管理方面存在一些缺陷。很多时候对天然气的安全巡检做的不到位，没有按时检查天然气管道和相关设施是否能够正常运行，没有及时对管道出现的问题及时修补，最终导致管道出现泄漏。

二、 天然气泄露的危害

天然气本身是一种很危险的气体，如果出现泄漏会引起很严重的后果。

第一会引发灾害，天然气是一种有毒的气体，同时易燃易爆，如果从管道内泄漏出来，就会引发火灾、爆炸、人员伤亡等一系列的灾难；第二会造成严重的经济损失。天然气大量的泄露，会导致资源的极度浪费，引起消耗和成本的增加，给企业的经济效益造成严重的损失。在我国每年都会有一些不法分子在管道上打孔偷油偷气，造成的损失可以达到数亿元。第三是造成环境污染，从管道泄漏出来的废气在很大程度上污染了环境，危害人的身体健康，破坏农林渔业的发展。有些地下管道泄露出来的废气和有毒物质也会污染地下水，导致水不能使用，当水流到地面还会導致植物死亡；第四是形成噪声和形成强腐蚀，泄漏会出现噪声，影响工作人员的情绪，间接导致很多事故的发生。有些有腐蚀性的东西外泄，会加快设备的腐蚀速度，导致使用寿命缩短[2]。

三、 防止煤气泄漏的措施和动态处理技术

天然气的管理是一项社会性的工作，必须各部门密切配合，其中包括城建、市政、消防等各部门，互相协调工作，联合办公确保安全第一，在进行管道施工时要严格选材，还要加强质检人员的教育，确保管道的施工质量。不断健全各项制度，同时加强后期管理。在施工时要根据工程的实际情况不断改进工艺、设备，利用先进技术，对天然气管道进行维护，检修和不断改进，健全管道管理制度。还要做好安全教育宣传工作，目前很多职工不知道天然气管道危险性，还有很多单位认识也不足，缺乏对管线的保护和维护，因此要大力宣传，提高人们的防范意识[1]。

目前，我国采用的天然气泄漏动态处理技术主要有"注剂式带压密封技术"，"带压焊接密封技术"和"带压粘结密封技术"。

注剂式带压密封技术主要的原理是，人为将密封注剂强行注射到泄露部分外表所形成的密封空腔内，用来快速弥补泄漏缺陷，注射剂的压力大于泄漏介质的压力时，泄漏就会被止住。密封注剂可以维持一定的密封比压，并可以在短时间内变为弹性体，形成一个有弹性的密封结构，进行重新密封。它具有很多优点，比如安全可靠、适用性也很广泛、适用性极强、能够很快的消除泄漏现象、提升经济效益、具有很好地可拆性。目前来看，这种技术能够处理的泄漏物最高温度可达1200度，最低温度达到零下180度，最高的泄漏介质压可达到32Mpa.

注射剂带压密封示意图

注射剂带压密封技术主要由接头、夹具、高压注剂枪、高压输油管、压力表、注剂旋塞阀、压力表接头、回油尾部接头、油压换向阀阀接头和手动液压油泵等组成[3]。

机具组成示意图

带压粘结密封技术是针对泄露刚开始时，是最简便和经济的手段。主要原理是利用粘合剂的流动性比较好、适用面比较广、固定速度快等特点，在管道泄露处建立起一个新的由粘合剂和密封材料组成的密封结构，从而起到止漏的作用。采用这种方法消除泄露比较简便，不受泄露介质物化性质的因影响，也不用配备各种设备和复杂的夹具，比较安全实用。这种技术主要是借助人手的外力，将配置好的粘剂涂在泄漏部位，形成填塞效应，止住泄漏，这种粘剂能和泄漏物质共存，通过相互作用完成固化过程，达到修补目的，其中主要包括顶压粘结法和引流粘结法。

结语：

总的来说，天然气管道泄漏将会带来很严重的后果，为了防止泄漏事故的发生，管道管理者应该引起重视，通过不断完善我国的管道动态处理技术，对防止能源流失和提升管道安全系数有很重要的意义。

参考文献：

[1]王媛媛. 天然气长输管道泄漏检测及抢修措施[J]. 科技信息，2012，12：348.

[2]帅健. 美国油气管道事故及其启示[J]. 油气储运，2010，11：806-809+795.

[3]刘翠伟，李玉星，王武昌，刘光晓. 输气管道声波法泄漏检测技术的理论与实验研究[J]. 声学学报，2013，03：372-381.