含硫天然气开发安全防控技术与管理措施

魏建林 张娟 魏晓勇

摘 要：作为一种清洁能源，天然气被广泛的运用到社会大众的日常生活中。天气然中含有硫化氢成分，因此，天然气是一种毒性气体，并且这种气体具有很强的腐蚀性，技术人员在含硫天然气的开发过程中，存在较大安全风险，笔者根据自己的工作经验，深入分析含硫天然气开发安全防控技术，并提出相应的管理措施，以期进一步规避由于天然气泄露所导致安全分风险事故的发生。

关键词：天然气;开发安全;防控技术

随着社会经济一日千里的发展，我们国家天然气供需矛盾日益加剧，在我国天然气资源中含硫天气然占有非的的比重。由于含硫天然勘探开发具有很大的风险性，因此，这就需要在含硫天然气的开发过程中，合理有效地运用安全防控技术，同时并做好安全管理措施，最大化的确保含硫天然气开发的安全性。

一、现阶段含硫天然气开发的现状分析

（一）开发安全风险高

二氧化碳和硫化氢等是组成含硫天然气的主要部分，硫化氢气体是剧毒性的，一旦开发技术人员过多吸收硫化氢气体，就会出现呼吸系统细胞被毒害的情况，迅速死亡。地形复杂，山多风也多、人口稠密是含硫气田所处位置的几个特征。 因此，含硫天然气的泄露会严重威胁气田周围居民的生命安全，故而，必须要要重视含硫天然气开发过程中的应急管理和安全防控[1]。

（二）对集输管道腐蚀大

众所周知，含硫天然气当中当中含有大量的水蒸汽，二氧化碳气体以及硫化氢气体，加之硫化氢具有很强腐蚀性，二氧化碳遇到水就会产生大量的碳酸，同时还会大大的加强酸性环境腐蚀性，严重腐蚀天然气集输管道。故而，输送过程中，对含硫天然气集输管道的腐蚀防护工作具有很高的要求。这就需要不断加强含硫天然气集输管道的防护工作，让集输管道的抗腐蚀性得以增加，最大化确保含硫天然气的运输安全。

（三）安全、环境监督面临挑战

由于含硫天气自身所含有的介质具有极腐蚀性和毒性，故而，在开发运输过程中有着很大的安全隐患，甚至还会严重腐蚀损坏集输管道和设备，严重时还会导致管道连接的焊缝裂开，进而造成毒气的不断扩散，不仅让环境安全受到严重影响，还会在很大程度上影响人们的生命安全，保证管道原材料和运输材料，提高施工质量和操作技术，重点加强天气然输送过程中的安全监督是至关重要的。另外，也对操作人员，监督人员的素质和能力提出越来越高的要求，这就说明含硫天然气输送中的环境监督，安全以及质量面临着极大的挑战[2]。

二、含硫天然气的开发安全防控技术分析

（一）材料适用性评价技术

我们在评价管理强度和分析管理失效的时候，必须要科学合理的评价管材化学成分、冲击、材料管材化学成分的适用性，同时还必须要测试材料金相组织、硬度的理化性能等，并基于此，控制棺材断裂、评价硫化物应力开裂、评价延性止裂断裂能力以及管材抗氢致开裂能力，进而有效分析管材适合适应天然气运输条件，有无出现裂化现象，为科学有效的评价管道强度提供强有力的参数。

（二）管道完整性检测技术

技术然人员在含硫天然气田的开发中，内腐蚀是影响管道完整性的一个重要因素，与一般天然气田相比，含硫天然气田，在管道运输分享因素方面最关键的区别就在于管道完整性精检测技术，在这当中具体包含 选择性开发检测、腐蚀位置预测、腐蚀程度排序以及内腐蚀敏感区域分析等，管道完整性检测技术可以综合评价管道内腐蚀情况。我们以输送酸性湿气的集输管道来分析，相关技术人员利用各种先进技术方法，如，分析计算腐蚀速率、分析临界积液、分析腐蚀机理以及酸性气体分压等，进而有效构建基于概率分析和人工神经网络管道为前提的内腐蚀敏感区域预测方法，从而科学的制定管道内腐蚀评价解决方案，全面有效地了解或是评估管道内腐蚀的具体情况。

（三）缺陷评估技术

这种含硫天然气技术具体用来判断缺陷集输管道完整性影响程度，管道缺陷评估技术主要包含及缺陷管道的操作压力范围、还需不需要修复缺陷管道以及再检测评估间隔的确定，评估缺陷型具体包含沟槽、四陷等机械损伤，体积型缺陷如局部、点蚀腐蚀等，平面型缺陷，如，裂纹、焊缝未熔合。几何缺陷，如，焊缝错边以及焊缝撅嘴等。

（四）剩余寿命预测技术

由于含硫天然气输送管道氢致开或是存在腐蚀情况，因此，需使用管道剩余寿命预测技术来预测上管道的寿命。但是这项检测技术只能为管道剩余的安全服役提供参考依据，这样一来，有利于技术人员更好地确定缺陷修复计划和检测周期。氢致開裂缺陷的内容，具体包含了评定氢环境下，模拟氢致开裂裂纹扩展情况，含裂纹管道的断裂情况以及缺陷延长至临界缺陷时间计算。一般来说，有两种预测腐蚀缺陷方法，一是电化学模型预测法，二是基于内检测数据法。

（五）评价和场站检测技术

场站埋地管道具有错综复杂，分支交叉多的特征，倘若技术人员，使用传统管道检测手段是无法达到管道检测要求标准的。尽管投入大量人力物力资源来扩建或是改建场站，但总的来说，还是无法清楚掌握或是进一步了解地下管理的走向情况和分布情况，自然也谈不上全面检测。当前虽然使用超声超声导波检测技术，但这种技术还存在一定局限性，如，在选择监测点的时，依旧还是根据传统经验，无法及时且有效预测腻歪腐蚀敏感点，加之在埋线管道的检测上还存在一定的距离，基于上述问题，我们研究出现以下三种技术，第一，基于强制电流回路法上，进而有效形成了场站管道探测技术。第二，基于流场多项流模拟上，研发出内腐蚀预测技术。第三，基于防腐层破损点和土壤腐蚀性基础上，研发出外敏感点预测技术。这样一来， 技术人员就可以在充分利用各种先进手，如，超声导波、超声扫描等，全面提升检测的针对性和有效性。

三、含硫天然气安全管理措施分析

一是，要根据当前的实际情况，采取有效措施构建健全的HSE监督组织机构，加强监督管理，二是，构建完善且可有可行性的安全监督管理制度。三是，进一步落实HSE监督管理运行机制。将具体责任落实到人头上，确保含硫天然气的管理的安全。含硫天然气安全管理措施主具体体现在以下：

第一，相关工作人员必须要认真做好原材料进场监督和管理工作，具体包含了，钢管、管件、焊材等抗氢致开裂能力和硫化物应力开裂能力的验证工作。

第二，必须要进一步加强焊缝内在质量的控制和监督，同时还需重点检查焊接工艺评定不同类型力学试验以及抗硫性能检验项目的检查，同时并将，层间温度控制、焊接工艺的执行、焊后热处理等，与焊缝内在质量有关的因素，作为重点监督部位，以便确保其安全性。

第三，相关技术人员，还必须要做好无损检测质量监督工作，科学合理运用光谱分析仪、可记录型数字超声波探伤仪等先进仪器设备，进一步抽检金属材料成分和焊缝质量。同时，还把必须要使用射线检测底片，来开展针对性的核查工作。

第四，科学合理制定检查表单，将含硫天然气工程质量监督仪器设备的检查时机、抽查方法以及应用方法等，制定成检查式表单，进而更好地让检查项目内容更加细致化，规范化 ，最大化确保各项项检查的正常进行。

第五，为最大化的确保各项技术操作满足要求标准、管理人员需掌握相关的规定规范，在具体的管理过中，有效运用各种先进技术管理方法进行有效管理。确保其安全性。

结语：

综上所述，含硫天然气的开发尽管是惠民工程，但这项工程存在着很大的安全风险，故而，我们必须要不断提高自身的安全风险意识，全面且有效的掌握安全开发技术，重点加强检查监督力度，同时并使用各种先进技术或是手段，来进行管理，进而更好地做到防患于未然，从整体上提升我国含硫天然气开发水平。

参考文献：

[1]常宏岗， 熊钢. 大型高含硫气田安全开采及硫磺回收技术[J]. 天然气工业， 2012， 32（12）：85-91.

[2]翁帮华， 饶维， 陈辉，等. 高含硫气田开发安全防护距离探讨[J]. 天然气工业， 2016， 36（10）.