关于石油天然气长输管道危险性的分析

王磊

【摘要】随着我国石油、天然气资源日益紧缺，近年来各地加强石油与天然气长输管道的规划和建设，以满足日益增长的市场需要。随着建设量的增大，老管线服役时间的增长，长输管道事故的增多，管道安全问题越来越受到人们的重视。虽然，油气管道在设计、建设和运行管理中采用越来越严格的规范，选用更好性能的管材和防腐盖层及相关设备，但影响管道安全性的因素很多，稍有不当就可能引发严重的管道事故，导致多种严重后果，给长输管道周围的人员和建筑物造成重大的危害。

【关键词】石油天然气；长输管道；危险性

随着我国天然气资源日益紧缺，近年来各地加强天然气长输管道的规划和建设，以满足日益增长的市场需要。本文就石油天然气长输管道危险性进行分析。

一、长输管道的危险因素分析

根据石油化工企业设计防火规范，天然气属于一类气体。天然气是易燃易爆的，火灾爆炸是非常危险的。天然气和空气的混合物可以形成爆炸混合物。接触热源和明火是危险的，接触氧化剂会产生剧烈的反应。天然气在空气中爆炸极限为5.3%～15%（体积），爆炸浓度范围宽，爆炸下限密度低，气体泄漏很容易到达爆炸极限后，点起火或爆炸。

（一）腐蚀分析

1.内腐蚀

含硫天然气管道的腐蚀类型主要是电化学腐蚀和硫化物应力腐蚀开裂。电化学腐蚀失重：含硫化氢气体，冷凝水的条件下，会产生电化学反应，电离后S2-硫化氢的形成，电子转移到金属离子与钢管内表面的解析形式侵蚀，斑点，点蚀、局部减薄引起的管道，甚至穿孔。硫化物应力腐蚀和电化学腐蚀也加速了管道的腐蚀。硫化物应力腐蚀引起的拉应力腐蚀主要发生在高强度钢、高应力设备和管道中。当钢管与硫化氢水溶液或与含硫化氢的湿气体相接触时，电化学腐蚀，产生氢，氢在钢中扩散，总是在材料中发生裂纹应力，高扩散聚集。这种腐蚀发生时间短，无报警，裂纹钢表面一般无腐蚀，断口为脆性型。

2.外腐蚀

管道材料的耐蚀性与耐腐蚀性有着直接的关系。在70年代和80年代，管道更常用的沥青的腐蚀和防腐技术的结合阴极保护石油和天然气，国内管道防腐层采用沥青加玻璃纤维织物结构的热喷涂工艺，温度和质量都没有保证，后来改为工厂和生产线的涂层技术，质量改进。但由于沥青防腐层强度较低，管道在运输、储存、焊接等方面的损坏较多，修复工作量较大，任何環节质量控制不严，都可能留下事故隐患。石油沥青耐腐蚀性差的主要原因如下。

（1）管道段的沥青防腐层未被工业膜覆盖，或沥青防腐层应用于不均匀防腐涂层的施工质量。由此引发的事故是第一次。

（2）不考虑管道的土壤性质通过区域差异，形成管道局部氧浓度电池，使部分局部腐蚀和防腐层修复不合格，腐蚀的主要原因也有。

（3）防腐材料的抗老化性能低于100%的阴极保护率会加速腐蚀的进程。

（二）施工和材料缺陷分析

事故主要是由于施工和材料缺陷、质量不合格、管材选材不合理、管道焊接及管道施工运行维护等问题，客观上反映了国内管道建设水平和质量不高，管道技术相对落后。在气体低频脉动的作用下，局部腐蚀可逐渐扩展到裂纹，在低气压下产生爆管，沿焊缝撕裂。焊接质量水平低，电弧烧伤，气孔率高，渣、虚焊渗透是另一个重要的因素导致事故。20世纪60年代，螺旋焊缝焊接质量的失败引起了许多事故。其中最严重的一次发生在大型管网上，总长度为27.6公里的管道，两次严重泄漏，主要原因是螺旋缝质量关断、焊缝部分不完全熔合、气孔、夹渣等缺陷。即使是直缝钢管，如果焊缝检验不合格，也会留下事故隐患。对管道性能的测试表明，断裂是由严重的焊接缺陷引起的，前槽两侧的油污、铁锈和污垢均未清理。这些缺陷在外力作用下产生严重的应力集中，导致管道脆性断裂。

二、安全对策措施

（一）技术防范

天然气管道的规划设计应严格遵守对石油天然气管道保护法，不建议住宅、学校、医院和管道中的其他人应该在一个密集的方式构造。巡逻人员应佩戴防护装备，确保人身安全为第一目标，保障自身安全。在易燃易爆地区，不允许接各种开关、按钮和各种电器设备，并配有燃气报警装置。有关电气设备及其金属外壳应保护为地面或零；管道应标明永久标志，如里程桩、角桩、交叉标志和警告标志。此外，还应注重消防应急报警、季前救援、管道动态保护等应急管理，确保管道安全稳定运行。

（二）管理防范

天然气长输管道的运行，一方面要求安全可靠，另一方面要保证用户持续、稳定地提供燃气；一方面，大型输气系统运行能耗高、损耗大，要求运行安全、稳定、可靠。为了保证设备的高效运行，节约燃料消耗，降低输气成本，有必要对输气管道的运行进行优化。

三、结论

随着各地天然气管道建设规模的不断扩大，其特有的火灾爆炸危险性也随之而来。根据本文天然气火灾危险性分析可以发现，当天然气管道破裂发生火灾事故，对管道沿线的居民、企业、公用设施和巡线作业人员均会造成安全影响。因此各级政府、各类企业应充分重视对长输管道的安全保护，消除管线附近的厂房、居民、医院、学校、公园等公共活动场所或使敏感点与管线之间保持足够的安全间距，采取有效的安全对策措施，做好本质安全工作，防止违章占压和人为破坏，确保安全生产。

参考文献

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