天然气输气管道泄露的原因及处理措施分析

天然气输气管道泄露的原因及处理措施分析

王剑,徐明,邵华,李连江

中石化西北油田分公司雅克拉采气厂雅克拉站 新疆库车  842000

摘要：天然气管道运输管理的重要组成部分就是预防和有效消除管道的泄漏，保护天然气管道的正常运行，对经济和环境的发展都有着非常重要的作用。但是，在各类因素的影响下，天然气管道依然存在泄露的危险，主要针对天然气管道泄露的原因与消除对策进行分析。

关键词：天然气管道；泄露原因；处理措施

引言

在天然气集输系统当中，天然气输气管道发挥着重要的作用，直接影响着天然气集输系统的安全运行。由于天然气输气管道系统设备较多，控制流程十分复杂，管道和设备的密封点比较多，出现天然气泄露的机率较大，如果出现天然气泄露事故，会对正常的天然气生产和供应造成影响，严重时会造成人员伤亡和环境污染问题，如果附近存在明火作业可能会引发爆炸事故，给人员安全带来威胁的同时，企业也会承受巨大的经济损失。虽然很多采气企业做了大量的安全工作，但是天然气泄露的问题时有发生，需要对引起天然气泄露的原因进行深入的分析，并制定相应的处理措施[1]。

1天然气管道泄露的主要原因分析

甲烷是天然气的主要成分，甲烷是无毒的，但浓度过高仍然会对人造成很大影响，甲烷浓度过高会使空气中氧气的含量大幅度降低，当混合气中甲烷的比例超过了四分之一就会使人出现头痛和头晕的现象，使人感到疲劳以及心率紊乱，严重的甚至会导致窒息死亡。因此，在泄漏的过程中，在一定浓度范围内的工作人员需要穿戴防护装备。此外，高浓度的天然气不仅会对人体健康产生不利影响，而且过高的比例会引起爆炸现象的发生，使人们的生命财产安全受到严重威胁。因此我们有必要重视天然气泄露问题，提高并加强天然气运输保护的意识，仔细研究相关的维护措施，进而最大可能地降低天然气运输过程中泄露现象的发生。

在天然气输管道的过程中，管道是尤为重要的，大部分泄露现象的发生都是由于管道出现了问题导致的，由于天然气在管道方面的侵蚀以及温度、压力或其他外部因素的影响，导致管道密封出现故障，如果不及时将这个问题进行处理，将会导致更加严重的后果，从而造成天然气大范围的损失和资源大面积的浪费以及严重的环境污染，甚至造成恶性的事故。通常导致天然气管道泄漏的因素有很多，归结来说大致有以下几个方面:

1.1法兰部位产生的天然气泄露

天然气管道之间，或者管道与设备之间大多采用法兰的连接方式，也是天然气最容易泄露的部位，法半密封是利用两个法兰片之间的螺栓施加的预紧力，再通过垫片来实现的，从而来避免天然气介质泄露。天然气成分具有一定的腐蚀性，经过加压输送时会形成振动，会引起天然气法兰的密封垫失效，从而产生了天然气泄露，主要的原因有：

（1）密封垫片压紧力不足，安装密封垫片出现偏装，螺栓松紧不一，两法兰中心线偏移。这种泄露主要是由于操作工人施工、安装质量引起的。

（2）由于脉冲流、工艺设计不合理，减振措施不到位或外界因素造成管道振动，致使螺栓松动也会造成泄漏，或管道变形或沉降造成的泄漏，这是由于外界对管道的影响从而影响连接部位造成松动所致的泄漏。

（3）螺栓由于热胀冷缩等原因造成的伸长及变形，在季节交替时的泄漏主要是由这种故障引起的。

（4）由于天然气腐蚀，密封垫片长期使用，产生塑性变形、回弹力下降以及垫片材料老化等也会造成泄漏。

1.2阀门泄漏

阀门由于受到天然气的温度，压力、冲刷、振动腐蚀的影响，以及阀门生产制作中存在的缺陷，阀门在使用过程中不可避免也会产生泄漏，常见的泄漏多发生在填料密封处、法兰连接处、焊接连接处、丝扣连接处及阀体的薄弱部位上。阀门泄漏原因：

（1）阀门的泄漏主要是针对阀体的泄露。阀体的泄露主要是由于阀门生产过程中的铸造缺陷所引起的。当然，天然气的腐蚀和冲刷也会造成阀体泄露，这种泄露常出现在减压阀上。

（2）密封填料的泄漏也是阀门的主要泄露原因之一。由于密封填料型号不一，密封填料老化、腐蚀等原因也会造成气体从密封填料中泄露。

（3）注脂嘴的泄漏也是其主要原因，这种情况一般是由于单向阀失效所造成的。

1.3螺纹的腐蚀

天然气站场多采用API标准的锥管螺纹进行连接，因为结构设计原因，啮合螺纹相互间存在间隙，这就给天然气泄露提供了通道。该种螺纹并不具备很好的密封能力，主要是利用螺纹脂只的固体物质来限制间隙，为了保证更好的密封性能，需要加大接触压力，但外部温度出现变化时，可能会引起接触压力的充数小，密封性能也会降低，同时，管道的振动也会使螺纹产生松动。

1.4天然气管道泄露

引起管道泄露的原因于管道焊接过程中存在裂纹、夹渣和没有焊透的质量问题，随着焊接技术不断进步，由于焊接而引起的天然气管道泄露事故比较少。而使天然气站场出现腐蚀的因素比较多，主有要：

（1）站场附近介质引起的管线均匀腐蚀，现象主要集中在老旧管线，随着使用时间的变长，很多管线的外壁会出现受到腐蚀而剥落的问题，严重情况下会出现穿孔；

（2）管道应力引起的腐蚀，主要是由于拉伸应力与腐蚀介质共同施加的作用下，在管线的应力集中部位出现腐蚀破坏，会产生突然性的断裂，该种原因引起的都是突发性天然气泄露；

（3）氧气和水反应引起的管道腐蚀，是由于管道中含有铁元素，会与水、氧气形成化学反应，从而形成报Fe2O3物质，并释放出氢气，管道内部便产生腐蚀；

（4）硫和细菌物质引起的管道腐蚀，主要是由于天然气中含有硫化氢，含有硫化氢成分的天然气在长期的输送过程中，会与管道中的铁物质进行反应，从而形成硫化铁。同时由于天然气管道中还

存在硫酸盐还原细菌，会长期存在于天然气管道的内表面，通过硫酸盐类物质进行不断地繁殖，从而管道产生了腐蚀和破坏；

（5）氢物质导致的天然气管道腐蚀，主要是由于天然气管道内部压力的提升，使硫化氢的分压变大，而使氢脆更为严重，使管道局部产生脱碳和变脆现象，从而引起管道的破坏；

（6）天然气管道的冲刷而引起的管道泄露，特别在介质流速较大的弯头部位，上游的硫物铁会跟着气体进往以下游，在弯头部位产生堆积，从而出现穿孔泄露现象；

（7）天然气管道振动，会使连接部位的螺栓产生松动，密封垫片密封压会减小，会使管道的焊缝内的质量缺陷扩大，从而引起管道泄露。

2天然气泄露处理措施

2.1法兰泄露处理措施

如果检查过程中发现连接法兰出现天然气泄露，应该采取相应的措施进行及进的处理，避免出现刺漏现象，从而对安全生产带来隐患。可以采用降压和放空的办法来对螺栓进行紧固处理，如果没有起到很好的效果，可以根据实际情况进行处理，如果需要停止输气，需要把泄露部位的两侧阀门关闭好，做好放空之后把旧垫片更换下来，再次重新紧固螺栓就可以完成。而对于不可以停止输气的情况，需要利用法兰堵漏处理技术进行处理，依据现实的泄露情况，为了避免产生更大的泄露，最好采用缠绕式金属法兰垫片，或者金属圆环垫片等。

2.2天然气管道泄漏的预防措施

针对天然气输送管道的产生泄露原因，可制定出预防性措施，主要有：

（1）定期对天然气输送管线进行清理，避免管道内存在硫化铁粉末；

（2）依据下游用气需求，来制定出管道中天然气含量的数量，特别当冬天用气高峰来临时，需要做好备用气的准备，防止气流速度太快而引起的天然气管道扬尘，从而引起太大的管道磨损；

（3）做好天然气管道的设计，需要把弯头的进行加厚处理；

（4）对天然气管道介质流动产生的脉动进行控制，改变管道系统的固有频率，避免由于共振使管道损坏。

2.3天然气管道螺纹和阀门泄漏处理措施

天然气管道可采用具有弹性密封环的螺纹进行连接，对于关键主干管道，应该采用焊接方式。如果阀门压盖出泄漏，可以通过紧固螺栓方式进行处理，阀门填料的泄露可以更换新的填料，或者紧固处理。

结论

天然气管道输送过程中容易有渗漏现象的发生，由此产生了许多的恶劣影响，随着不断的实践和研究，渐渐找到一些有效的方法来处理泄漏问题，目前已经取得了一定进展。天然气场站泄漏的原因比较多，需要结合实际情况进行分析，并采取有效的预防和处理措施，从而保证天然气站场的运行安全。

参考文献：

[1]王守凤,刘佳.论天然气管道泄露的主要原因及消除方法[J].中国石油和化工标准与质量,2013,33(14):270.