长输天然气管道泄漏原因分析及处理方法

2020-01-12李臻

化工设计通讯 2020年7期

李臻

（广西广投天然气管网有限公司，广西南宁 530001）

天然气是国家经济发展和居民日常生产生活中必不可少的资源，而长输天然气管道作为运输的重要纽带，也要得到重视。作为最安全的运输媒介，一旦管道本身出现问题，出现天然气泄漏，不仅造成资源浪费，对国家经济和居民日常生活造成负面影响，严重情况下，还会导致爆炸的出现，必须要及时处理。

1 长输天然气管道泄漏的主要原因

中国国土辽阔，人员居住地区分散，长输天然气管道的建设本身难度较高，不仅要面对不同的地势环境，还有可能受到地下腐蚀，极容易出现泄漏情况。

1.1 腐蚀问题

外界自然环境，如断崖、黄土塬、沙漠、水塘以及沼泽地等特殊地区，腐蚀性较大，作为金属制品的长输天然气管道，在接受长时间的侵蚀，管道壁日益变薄，甚至会出现大面积变形，最终导致泄漏问题发生。整体上讲，给天然气使用带来极大的不便。

1.2 人为因素

除去管道本身问题，外界因素也是影响长输天然气管道泄漏的因素之一，比如，管道掩埋位置不合理，管道位置过深或者过浅，或者在管道施工过程中，管道被损坏等外界人为因素导致的泄漏问题。还有一些不法分子蓄意破坏管道，导致管道无法正常使用。

1.3 焊接技术

除了上述两个方面之外，焊缝技术如果存在缺陷，那么也会导致管道泄漏问题的出现。比如，管道焊接补口如果存在质量问题，就会给地下土壤中的一些腐蚀性元素提供机会，出现溶蚀和错边问题。长此以往，管道受到的压力也会逐渐增加，达到临界值后，轻则管道表面出现裂缝，重则管道破裂。

2 长输天然气管道泄漏处理措施

长输天然气管道泄漏问题处理措施可以分为两个方面，一个泄漏后的处理措施，一个是泄漏检测措施，前者属于事后控制，后者属于事前控制。在实际长输天然气管道管理工作过程中尽可能地采用混合处理方式，以期最大程度降低泄漏带来的负面影响。

2.1 泄漏后的处理措施

2.1.1 换管法

换管法常用于普通管道损坏或者极端严重的管道损坏问题，具体的工作原理如下，首先确定旧管的受损情况，确定具体的切除长度；其次在待切除位置两端外侧1.2m范围内，找到焊口，在焊口位置进行切割；再次，准备好新管，需要注意的是，新管长度要略长于旧管，以为后续焊接奠定基础；最后，将新管道以60°～70°角度和原有管道进行对口衔接，并且用钙基脂封堵两端的管口。在最后这个环节中，必须要在距管口400mm的位置上，推入钙基脂，以保证材料的密封性，避免其受热熔化。

2.1.2 管卡修复法

除了换管法之外，在处理泄漏问题的过程中还可以采用管卡修复法，这一方法常见于因为遭受长期腐蚀而损坏的长输天然气管道。具体的工作原理为，利用由金属板条组成的卡箍来修复腐蚀点，通过将卡箍固定在管线腐蚀泄漏位置上，以达到控制泄漏的目的，如果损坏非常严重，卡箍无法控制泄漏问题，那么就要采用换管法进行维修。

2.1.3 其他修复法

除了上述两种方式之外，现如今，工艺科学技术不断发展，出现了很多新的涂料材料，在处理管道泄漏问题上能够发挥奇效。目前最为常见的为无溶剂双组分环氧涂料工艺，这种工艺施工较为便捷、施工成本较低，但对外界环境有着一定的要求。

（1）现场环境温度要低于露点温度3℃；

（2）涂敷加热环节最高温度为60℃；

（3）现场环境也要在规定范围内，空气中不能含有氯化物或其他污染物。以某输天然气管道泄漏处理工程为例，在完成补口段的表面预处理后，就可以展开进一步处理。作为修复处理过程中最为主要的环节之一，涂敷处理前必须要保证管道表面没有任何杂质和问题，在去掉气体处理密封膜后的10min内完成这一工艺，保证漆及面漆厚度≥700μm。在此基础上，对该工艺的处理效果进行检测检验，确保处理效果，避免发生二次泄漏问题。

2.2 泄漏前的处理措施

在进行内外部检测的过程中，可以从实际需求出发，采用内外结合的方式，确保管道检测工作稳定有效地进行，目前大部分检测工作都集中大渗漏问题上。一些缓慢、长期的泄漏无法被及时发现，因此，未来还需要进一步加强对泄漏处理技术的研究分析。作为天然气运输中最为安全的运输媒介，一旦发生事故，后果极为严重，积极提高检测技术，及时预测事故后果，对未来的生产发展具有重要意义。虽然通过上述两种措施可以在泄漏的第一时间展开处理，降低泄漏的危险，但依然造成了一定的影响，通过泄漏前处理措施，尽可能避免这一问题的出现，才是最优选择。常见的泄漏前处理方式可以分为两个方面，分为内部检测和外部检测。

2.2.1 内部检测方式

内部测量方式包括波测量法、流量平衡法、实时瞬态模型（RTTM）法，其中波测量法还可以进一步分为负压波和声波检测方法。但是天然气本身的特性，让其对泄漏检测技术有着一定的约束，因此，负压波无法有效传递压力数据，无法应用于长输天然气管道泄漏问题处理上。声波检测法是最为常用的一种，当管道出现泄漏时，天然气受到内部压力作用，会迅速涌向泄漏处。在这个过程中，气体和管壁之间形成高速摩擦，产生振动，最终以声波的形式向管道上游和下游进行传播。声波检测方法就是在管道两端安装声波传感器，从而实现声信号获取，并且进行进一步的分析研究。这种检测方式，不仅准确性较高，而且反应速度较快，在一些小型泄漏上也存在一定的问题，必须要得到重视，容易产生误报或者漏报的问题。流量平衡法和实时瞬态模型（RTTM）法也是目前较为常见的检测法方法，但前者反应速度较慢，而且并不具备定位泄漏位置的能力，后者需要安装大量的传感器，以此保证准确性，降低误报率，但从反应时间来看，声波检测方法更优。

2.2.2 外部检测方式

外部检测方式包括外部巡视、光纤温度探测，相比较而言，后者的应用效果更佳，定位也更为准确，但光纤温度探测技术在实际应用上还存在一定的问题。如检测成本高、施工维护过程较为复杂，无法在已经埋设但没有铺设光纤的管路上应用。当泄漏量较小，光纤温度探测技术业务所得到的数据准确性无法保证。此外，一些埋设光纤的长输天然气管道并不是为了检测泄漏问题，因此光纤本身和管道还存在一定的距离。而光纤温度检测技术需要三个光纤均匀分布在管道周围，以保证所得到的数据准确，实现事前报警功能。外部巡视主要是借助人力完成对管道巡逻考察，近几年来，地理信息系统不断发展，并且逐渐应用在各种巡视工作中，有效提高了效率。比如，某地区的天然气管理部门利用无人机和地理信息系统实现了智能化人机共同巡视，利用无人机完成一些山脉、海底等区域的巡视工作，配合地理信息系统，及时发现管道存在的问题，在模拟图上的定位，第一时间安排有关工作人员前往处理，有效避免管道上的问题进一步恶化，切实延长使用寿命。