天然气管道泄漏及其检测方法研究

【摘要】天然气目前是继煤炭与石油之后全球公认的第三大能源，正在人们日常生活中发挥着很大的作用。我国许多城市都已安装天然气管道输送天然气供城市居民日常使用，而目前正在推广的燃气动力车，也是以天然气代替汽油作为主要动力燃料的一种应用途径，对节能减排具有良好的效果，不仅如此天然气还在我国经济发展中的很多领域得到应用，因此天然气管道运输的安全性极为重要。本文中将围绕天然气管道泄漏问题及其检测方法进行探究。

【关键词】天然气；管道泄漏；检测方法

天然气在我们的日常生活中并不陌生，现代城市楼房建筑在施工中就要考虑到天然气管道的铺设及孔洞的预留，天然气已经走进了我们的生活中，并且为人们生活带来了极大的便利。与传统煤气相比，天然气具有更高的安全性和清洁性，天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不宜积聚成爆炸性气体，在安全性上具有很大的优势。但天然气作为一种可燃气体，发生泄漏时依然会有爆炸的危险，所以对于天然气管道泄漏的防范与检测是十分必要的。

一、天然气管道泄漏的常见形式

在天然气管道输送过程中，常发生泄漏的部位是管道上的连接部位、焊接部位、流体的转向部位及采用填料密封部位等。

1.连接部位是指为了检修或更换零部件而在设备或管道上设置的可拆卸性构件。最常见的连接部位有法兰连接和螺纹连接。

法兰泄漏。法兰密封是天然气管道输送中应用最广泛的一种密封结构形式。这种密封形式一般是依靠其连接螺栓所产生的预紧力，通过各种固体垫片或液体垫片达到足够的工作密封比压，来阻止被密封流体介质的外泄，属于强制密封范畴。这种连接形式主要存在三种泄漏形式。①界面泄漏。密封垫片压紧力不足、法兰结合面上的粗糙度不恰当、管道温差变形、机械振动等都会引起密封垫片与法兰面之间密合不严而发生泄漏。②渗透泄漏。压力介质通过密封垫片内部的微小间隙而产生的一种泄漏形式。③破坏泄漏。破坏泄漏是由于安装质量欠佳而产生密封垫片压缩过度或密封比压不足而发生的泄漏。

螺纹连接泄漏。螺纹泄漏是由于所使用的缠绕填充材料经过长期使用后，出现老化、龟裂、变质，塑隆变形和回弹力下降，造成填充材料与丝扣之间密合不严而发生泄漏。

2.焊接部位泄漏。主要是由于焊接过程中的焊接不到位、操作失误等等一些问题导致焊接部位出現气孔或裂缝等，造成天然气的泄漏。

3.流体转向部位泄漏。主要是由于流体在管道中高速运动，在其转向时对转向部位会造成巨大的冲击力，可能导致管道的穿孔，造成天然气泄漏。

二、天然气管道泄漏的危害

天然气管道的泄漏不仅危害城市居民的生命安全，而且对自然环境的影响也不可小视，并且其巨大的破坏性所造成的损失也是不可小觑的。天然气管道泄漏对于管道途径的各个区域都具有一定的危险性，尤其是天然气的各个处理站区域，均属于管道泄漏的高危区域，一旦发生爆炸，对于站点的工作人员将是极其危险的，不仅天然气爆炸的冲击会造成人员伤亡，其对其他设备及建筑的破坏也是造成人员伤亡的主要方式。天然气管道在城市内的泄漏对于城市居民的威胁性也是极大的，城市建筑密集，且各种管道的铺设也相互关联，燃气管道发生爆炸，除爆炸本身对居民生财产安全的危害以外，对地下其他管线及城市建筑物的破坏，极有可能造成连锁反应，扩大伤害的影响，也给城市居民日常的生活带来极大不便。天然气虽然作为一种清洁能源被广泛使用，但天然气管道在运输中发生泄漏引发的大面积爆炸还可能会导致部分其他有害气体被释放到空气中，造成空气的污染以及气候环境的破坏。而如果在工业密集的区域发生天然气管道泄漏引起的爆炸，将可能对工厂工作人员生命造成危害，对工业设备造成破坏，并且严重影响工业生产，相对更加危险的化工厂收到波及还可能导致化工原料的泄漏，带来更大的威胁。因此天然气管道泄漏的防范与检测是天然气生产与使用中的重中之重。

三、天然气管道泄漏的检测方法

随着天然气的使用越来越广泛，针对天然气管道泄露的检测也在不断的革新，并且科技成分的融入也不断加大。目前天然气管道泄漏检测的方法有很多种，大致可以分为基于物理原理检测与计算机数据分析检测两类。

1.基于物理原理的检测方法也可以成为硬件检测法，主要是通过对天然气管道区域的物理数据的监测以及硬件监测设备的安装，来实现对天然气泄漏情况的监测。常用方法主要包括直接观察法、探测球法、半渗透检测管法三种。

直接观察法较好理解，主要是依靠有经验的管道工人或经过训练的运物进行管道巡查。通过对天然气管线进行准确的察看或听以此来判断天然气管线是否存在泄漏情况，这种检测方法较为直接，但是不能对管线进行准确的连续检测，发现泄漏的实时性生较差。

探测球法是近二十年出现的一种基于多项科技领域发展起来的新技术，它的应用原理是指将探测球沿管线内进行探测，利用超声技术或漏磁技术对天然气管道的各类情况进行检测和分析，并形成大量数据，将这些所得的数据结合实际情况进行事后分析，以此来判断天然气管线是否被腐蚀、穿孔等，通过该方法进行检测，可以达到准确率高的程度，但是该检测方法只能是间断进行，在检测的过程中，检测球容易发生堵塞、停运等事故，并且这种检测方法较高。

半渗透检测管法是一种检测准确率相对较高的方法。这种检测方法是基于扩散原理为基础的，主要元件是一根半渗透检测管，在检测管内部含有一定的成分，这种特殊的成分能够对天然气和石油等具有很高的渗透率，却不透水，这样就使得检测的准确进一步增加，一旦检测管周围发生一定的油气泄漏，这时所泄漏的油气就分渗入到检测管中，在检测管的一端连有抽气泵，持续地从管内进行抽气，并将所抽取的气体进入烃类检测器，如果检测到有一定的油气存在，则说明有泄漏事件发生。

2.计算机数据分析检测法也可以叫做软件检测法，主要是通过计算机系统对天然气管道中采集的各项数据进行分析，根据其分析结果检测是否有泄漏发生以及对泄漏位置进行确定，其主要参考分析数据包括管道内的流量、压力、温度等等。其中基于压力数据的检测方法有压力点分析法和压力梯度法。压力点分析法主要是通过在管道上设置压力检测点，通过压力点采集的压力数据变化，利用计算机进行分析，当压力变化超出范围时系统便会报警，并通过数据分析进行泄漏点的定位。而压力梯度法同样是通过设置压力检测点进行数据采集，不同的是压力梯度法主要是通过压力数据的梯度线的变化，来检测泄漏的发生以及定位泄漏点。

综上所述，天然气管道泄漏的危害极大，对天然管道泄漏进行及时的科学的准确的检测及处理，对于保障人们的生命财产安全，以及天然气生产企业的利益有着极为重要的意义。天然气管道泄漏的检测是一项十分复杂的工作，必须要在检测方法上不断进行创新及完善，以确保天然气泄漏的及时发现和及时处理。并且对于天然气管道铺设及养护的各个环节要加强管理，保证管道铺设的质量，进而保障天然气输送的安全性。

参考文献

[1]李磊.浅谈石油天然气管道安全问题[J].中国化工贸易，2013（07）

作者简介

王洋：大庆油田天然气分公司油气储运一大队光明轻烃储库HSE监督员。