天然气管道安全性分析及泄漏检测

天然气管道安全性分析及泄漏检测

李涛 ,吴建

中国石油管道局工程有限公司第三工程分公司 河南省 郑州市 451450

摘要：天然气管道在保障国家能源供给和促进经济发展中占据重要地位。天然气杂质含量少、分子结构小，排放废气较干净，是一种深受欢迎的洁净气体燃料。天然气管道是连接用户与油气田的纽带，是运输天然气最有效、可靠、安全的方式，已成为天然气物流的主要形式，是国民经济发展的重要“生命线”。然而天然气管道不可避免地会受到老化、磨损和腐蚀等影响，还会因施工与管护不当遭到破坏，可能导致天然气管道泄漏。天然气泄漏可能带来不可估量的危害，这对天然气管道管护工作提出了很高的要求。因此有必要了解天然气管道泄漏的原因，掌握天然气管道泄漏检测方法和动态处理技术，采取积极有效的安全管理措施，全面保障天然气的运输安全和稳定。

关键词：天然气管道；安全性；泄漏检测

引言

当前天然气长距离运输时多选择管道运输方式，但长距离运输会经过诸多地质环境，面临复杂的气候变化，这就造成长距离管道运输过程中难免出现安全隐患。实际中需要研究天然气长输管道的特点，分析造成长输管道腐蚀的主要因素，需要在保证长输管道运输安全的基础上优化与改进技术，解决当前存在的内腐蚀问题，提高天然气长输管道运输的安全性与可靠性，避免运输过程中出现安全问题。

1天然气管道工程危险有害因素分析

1.1设备设施危险有害因素分析

天然气是易燃易爆气体，因此天然气管道的密闭性就极其重要。本文对青宁管道项目沿途管道、阀室、输气站等进行危险有害因素分析，青宁管道输气工程为长输气管道工程，天然气输气距离较长，而输送的天然气有具有一定的危险性。所以在运行管理过程中，可能存在设计不合理，因腐蚀、疲劳等因素，容易造成管线、阀门、仪器仪表等设备设施及连接部位泄漏而引起火灾、爆炸事故。防腐工作不完善，管道发生腐蚀有可能大面积减薄管道壁厚，导致过度变形或工作压力下爆破，也有可能导致管道穿孔地上管线由于气候原因，可能引起管道保护层破坏，造成管道点化学腐蚀、化学腐蚀、应力腐蚀等。

1.2自然环境有害因素分析

管道施工有可能会受到气候影响，在沿海城市和南方雨季较多地带，夏季台风多发季节，如果有台风出现会造成多日阴雨天气，导致管道基坑积水严重，施工人员无法确定坑中积水情况贸然施工极易发生事故，并且因为积水问题部分用于架接管道的土坑容易坍塌，导致管道从土坑上滑落造成事故。并且检测、焊接等工作无法在阴雨天气及积水严重地点工作，所以为了保证不延误工期，需要在施工前确定好天气条件，先施工降水量大，降雨频繁地点。

2天然气管道安全性分析及泄漏检测

2.1选择缓蚀剂防腐

通过合理利用缓蚀剂可以提高长输管道的防腐蚀能力，因此需要做好技术研发。具体应用时根据实际选择缓蚀剂，常见的有咪唑啉类、有机磷酸盐等，通过缓蚀剂实现对长输管道的保护。这种方法在实际中有着广泛应用，也是重要的防腐措施，使用方便且成本低廉、见效快，因此实际中应用范围不断增加。缓蚀剂技术原理，就是在管道表层形成一层保护膜，或利用电化学与吸附理论。通过合理利用缓蚀剂，缓蚀剂中存在的原子会通过化学键方式与金属管壁形成一层保护膜，有效避免管道内介质腐蚀管壁。实际中需要根据具体情况选择缓蚀剂，实践表明：酸性环境下咪唑啉类缓蚀剂有着更为明显的防腐效果。但实际应用时需要注意一个问题，会对周边环境产生影响，因此需要慎重选择与小心使用，避免对周边环境造成污染。

2.2避免出现气孔的对策

在进行管道焊接操作前，针对气孔问题的处理，操作人员需要对进行焊接操作的管道截面进行全面观察，针对焊接口进行全面清理和打磨，去除表面的杂质及锈斑。在焊接引弧操作中，一定要注意引弧位置的选择，通常是从距离焊接口最远的地方开始。在焊接过程中，一定要保证整个焊接过程以及焊接部位受热均匀，同时对整个焊接情况进行仔细观察，一旦发现焊接时出现蜂窝状气孔，就需要停止焊接，对焊接口进行重新打磨处理。在焊接冷却操作中，要注意对冷却工具的检查。

2.3检测定位方法

如果工艺区压力仪显示正常，放空系统没有泄漏和误动，考虑是上游站场运行故障或站外管道泄漏，需要值班员立即通知上游站关闭出站阀门，并告知下游用户关阀停机。确定是管道泄漏问题，需要启动应急程序，组织管道检测定位和抢修工作。天然气管道泄漏可以使用无人机检查管道情况，也可以组织巡线人员排查泄漏点，还可以采用各种有效的泄漏检测与定位方法。第一，基于压力信号处理的检测定位法，无需建立管线数学模型，使用成本较低。当管道发生泄漏后，压力下降会产生瞬态负压波，泄漏点两端传播负压经历一定周期变化后传导到压力传感器上，可以依靠负压波来捕捉定位压力传感器，判断管道泄漏的所在区段。第二，小波变换法，可以通过表征信号的局部控制，展示频率信号特征。该方法对流量信号依赖度不高，无需建立管线数学模型，可以依靠负压波实现压力点时间差变化，定位的精准度与灵敏度很高，但抗干扰能力较差。第三，相关分析法，通过分析信号之间函数关系，基于函数统计计算得到检测结果。管道发生泄漏后，相关函数发生变化，可以通过对数值的监控分析，根据函数相关值变化情况得到泄漏检测结果。第四，模型检测法，通过泄漏故障诊断建立实时管道模型，根据压力、流量实测值进行在线估算。该方法应用的关键在于检测压力信号与流量计信号管理，实时模型建立之初的准确度较好，但随着管道工况条件和铺设环境变化会影响应用效果，需要加强压力与流量信号管理来提升检测的精准性。

2.4实施HSE管理体系

针对天然气长输管道系统的特点，对天然气生产现场的集输管网系统、集气系统以及城市用户等系统进行严格的质量管理。按照HSE管理体系的要求，建立基础资料，并设置专业的安全监督管理人员，发现安全隐患，及时处理。避免发生违章指挥及违章操作的行为，保证健康、安全稳定地完成天然气输送的任务。对于石油天然气生产企业，按照HSE管理体系的要求，合理组织生产施工，并执行二书一表的管理模式，以领导承诺、全员参与的方式，提高安全生产管理水平。保证天然气输送全过程的安全，按照管理目标和体系的要求，做好基础资料的整理工作，及时进行安全风险评估，实施风险管理，制定事故应急预案，并实时进行应急演练，一旦发生安全生产事故，能够将损失降到最小，使天然气生产企业减少损失。HSE管理体系是比较成熟的安全管理体系，针对天然气长距离管道输送系统的特点，采取必要的改进措施，优化管理体系的内涵，使其满足长输管道的需要。对于天然气的生产过程实施安全管理，减少各种跑冒滴漏的现象，避免造成环境污染，防止引起火灾、爆炸等事故的发生，达到天然气长输管道系统的安全管理目标，提高天然气生产企业的经济效益。

结语

综上所述，天然气管道泄漏问题，需要运用检测技术对管道泄漏进行定位，再采取动态处理技术进行管道修复，及时排除管道泄漏故障，保证天然气管道运输的安全与稳定。还需要在天然气管道施工和运行管理方面下功夫，消除管道安装施工阶段的质量隐患，提高管道运行的稳定性和可靠性，最大限度预防天然气管道泄漏问题的发生。

参考文献

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[2]朱建鲁，周慧，李玉星，等.掺氢天然气输送管道设计动态模拟[J].天然气工业，2021，41（11）：132-142.