林鈺昕 (長江大學(xué)管理學(xué)院，湖北 荊州 434023；中海中山天燃?xì)庥邢挢?zé)任公司，廣東 中山 528403)

李建明 (長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

伍 勇 (中石油大港油田分公司生產(chǎn)運(yùn)行處，天津 300280)

天然氣管道事故成因與預(yù)防探討

林鈺昕 (長江大學(xué)管理學(xué)院，湖北 荊州 434023；中海中山天燃?xì)庥邢挢?zé)任公司，廣東 中山 528403)

李建明 (長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

伍 勇 (中石油大港油田分公司生產(chǎn)運(yùn)行處，天津 300280)

分析了天然氣管道事故的原因，主要包括設(shè)計(jì)不合理、施工缺陷、第三方損害和地質(zhì)災(zāi)害，并提出具有針對(duì)性的防治措施：嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量；嚴(yán)格施工，確保施工質(zhì)量；加強(qiáng)天然氣管道的規(guī)范化管理；做好員工的技術(shù)培訓(xùn)工作；加大天然氣管道安全保護(hù)的宣傳力度。

天然氣管道；管道安全;事故成因；防治措施

天然氣管道事故主要是指天然氣管道不能按原計(jì)劃實(shí)現(xiàn)其輸送功能，主要包括不滿足輸量要求、管輸系統(tǒng)失去完整性、管道意外泄露等[1]。天然氣管道事故分為3種類型：①破裂，指管道缺陷長的尺寸大于等于管線直徑的1/2時(shí)管道失效狀況；②穿透，指管道缺陷長尺寸大于10mm 而小于破裂孔穴尺寸的管道失效狀況；③針孔穿透，指管道缺陷直徑小于或等于10mm的孔穴。由于天然氣與工業(yè)生產(chǎn)和民眾生活密切相關(guān)，因而發(fā)生天然氣管道事故會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為此，筆者對(duì)天然氣管道事故成因與預(yù)防進(jìn)行了探討。

1 天然氣管道事故原因分析

1.1設(shè)計(jì)不合理

1)工藝流程方面 天然氣管道系統(tǒng)的運(yùn)行安全與系統(tǒng)總流程、各站場工藝流程及系統(tǒng)設(shè)備布置有著非常密切的關(guān)系。若設(shè)計(jì)不當(dāng)將給天然氣管道系統(tǒng)安全運(yùn)行造成十分嚴(yán)重的威脅。因此，應(yīng)利用流體力學(xué)、熱力學(xué)、爆炸力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，針對(duì)天然氣管道建立天然氣泄漏后的擴(kuò)散模型，分析天然氣泄漏后的擴(kuò)散規(guī)律，應(yīng)用仿真軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，驗(yàn)證模型的正確性，并進(jìn)行管道失效后果分析。若數(shù)據(jù)處理不當(dāng)，將導(dǎo)致天然氣管道運(yùn)輸站場的位置設(shè)置或壓縮機(jī)等設(shè)備的選型不當(dāng)，從而給系統(tǒng)運(yùn)行留下各種安全隱患。

3)管道強(qiáng)度計(jì)算方面 在進(jìn)行天然氣管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，如果對(duì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)的取值有出入或管道承受的荷載分析不當(dāng)，將使強(qiáng)度計(jì)算產(chǎn)生偏差，最終造成管材、壁厚的選取不恰當(dāng)。在選用管道材料時(shí)，應(yīng)考慮到實(shí)際使用時(shí)其對(duì)管道壓力的承受范圍，不然在進(jìn)行管道應(yīng)力分析、強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性校核時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生偏差，最終造成管道變形、彎曲甚至斷裂等嚴(yán)重后果[2]。

1.2施工缺陷

1)焊接問題 天然氣管道焊接時(shí)出現(xiàn)的缺陷包括未熔透、未熔合、焊瘤、裂紋、夾渣、氣孔和咬邊等，一般不容易發(fā)現(xiàn)且難以修復(fù)，會(huì)對(duì)天然氣管道安全運(yùn)行形成嚴(yán)重威脅。影響天然氣管道焊接質(zhì)量的因素有天然氣管道的管口質(zhì)量差(如果在運(yùn)輸和存放天然氣管道的過程中沒有保護(hù)好管口，會(huì)出現(xiàn)管口橢圓度超差、局部變形等問題)、焊接環(huán)境和焊接操作工的水平(手工向下焊工藝采用多機(jī)組流水作業(yè)，效率較高、勞動(dòng)強(qiáng)度較低、焊接質(zhì)量也較好，但焊接質(zhì)量還取決于焊接環(huán)境和焊接操作工的水平，若焊接環(huán)境不良或焊接操作工的水平不高，往往會(huì)導(dǎo)致天然氣管道出現(xiàn)焊接缺陷)。

2)防腐層補(bǔ)口、補(bǔ)傷問題 如果天然氣管道表面粗糙度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求、補(bǔ)口時(shí)未按要求與鋼管已有的防腐層進(jìn)行搭接或搭接長度不夠、補(bǔ)傷時(shí)面積不能滿足規(guī)范要求、補(bǔ)口和補(bǔ)傷的粘接力或厚度不符合要求，易造成天然氣管道再次損壞或防腐能力不足。

1.3第三方損害

第三方損害主要是指因外在原因、第三方的責(zé)任事故、不可抗拒的外力而誘發(fā)的管道事故。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，由第三方損害導(dǎo)致的管道事故的比例甚至超過腐蝕等對(duì)管道的影響[3]，由此說明第三方損害對(duì)管道危害的嚴(yán)重性。

1)建設(shè)、施工和監(jiān)理等第三方相關(guān)單位 建設(shè)、施工和監(jiān)理單位沒有按照規(guī)定承擔(dān)保護(hù)燃?xì)夤艿兰霸O(shè)施的責(zé)任，如不簽訂《保護(hù)協(xié)議》、不落實(shí)保護(hù)措施，甚至違規(guī)施工，如隨意改變施工范圍、方案、時(shí)間等，施工作業(yè)時(shí)對(duì)現(xiàn)場設(shè)置的警示標(biāo)識(shí)隨意挪動(dòng)或破壞。

2)燃?xì)夤?如果燃?xì)夤驹谌藛T素質(zhì)、現(xiàn)場信息管理(包括管道信息)、業(yè)務(wù)流程安排和宣傳培訓(xùn)等方面存在欠缺，容易導(dǎo)致第三方損害。

3)用戶 住宅小區(qū)的業(yè)主因裝修而改變地下設(shè)施，因不了解燃?xì)夤艿篮驮O(shè)施的走向、埋深等或根本不了解對(duì)燃?xì)夤艿赖谋Ｗo(hù)而直接施工，也容易導(dǎo)致第三方損害。

1.4地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害類型眾多，如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽堿化，以及廣義的地質(zhì)災(zāi)害，如地震、火山、地?zé)岷Φ龋鲜銮闆r對(duì)管道極容易造成損害。以地面沉降為例，當(dāng)發(fā)生地面沉降時(shí)，容易導(dǎo)致天然氣管道懸空而產(chǎn)生變形,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生斷裂。

2 減少天然氣管道安全危害的措施

2.1嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量

為了保障天然氣管道的長期安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)工作是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行天然氣管道設(shè)計(jì)時(shí)，要注重選擇合理的路線、管道壓力和管材及其防腐形式，特別是在人口稠密區(qū)域，應(yīng)充分考慮相關(guān)因素并采取針對(duì)性的保護(hù)措施。以天然氣管道路線設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)時(shí)要遵循安全、經(jīng)濟(jì)、方便的原則，既要滿足建設(shè)單位對(duì)工程提出的要求，注意站場選址及站內(nèi)的建筑物的分區(qū)、布局、防火間距、消防設(shè)施配套、防火防爆等級(jí)、與周圍及其他建筑物的安全距離等問題，又要使工程費(fèi)用和運(yùn)行期間管線的操作維護(hù)費(fèi)用降到最低[4]。此外，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)論證，最大程度地避免由于比選倉促而造成的設(shè)計(jì)缺陷。

2.2嚴(yán)格施工，確保施工質(zhì)量

(1)根據(jù)管材情況，在經(jīng)過嚴(yán)格的焊接工藝評(píng)定的基礎(chǔ)上，選出最適用的焊接材料，并制定出嚴(yán)格焊接工藝規(guī)程，在物質(zhì)采購、工程施工、監(jiān)理等方面嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程以確保焊接質(zhì)量。

(2)在地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地段進(jìn)行護(hù)坡、水工保護(hù)等工程施工時(shí)，首先堅(jiān)持以避繞為主的原則，當(dāng)萬不得已需要通過時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工并確保施工質(zhì)量。

(3)管道腐蝕是造成天然氣管道事故的主要原因[5]，因此應(yīng)采取相應(yīng)的防腐對(duì)策：①預(yù)防管道內(nèi)壁腐蝕，首先應(yīng)對(duì)管道內(nèi)壁涂刷以二道環(huán)氧樹脂為主的涂料，其次要嚴(yán)禁輸送不達(dá)標(biāo)的天然氣。②做好管道外壁的防腐措施，可以采用聚乙烯膠帶等新型防腐用料進(jìn)行防腐。此外，對(duì)于管道焊縫處的防腐補(bǔ)口問題，應(yīng)選用高質(zhì)量的補(bǔ)口材料，在補(bǔ)口作業(yè)時(shí)要嚴(yán)格按照工藝要求操作，尤其是補(bǔ)傷時(shí)面積應(yīng)滿足規(guī)范要求，以免留下隱患。

(4)在天然氣管道施工過程中，應(yīng)特別注重文明施工，盡量避免出現(xiàn)管道防腐層損壞和管體損傷的情況。另外，應(yīng)做好天然氣管道內(nèi)部的清理工作，防止泥土、手套、焊條和焊接工具等雜物遺留在管道內(nèi)。

2.3加強(qiáng)天然氣管道的規(guī)范化管理

(1)當(dāng)管道內(nèi)一旦形成水化物，應(yīng)盡快降壓和升溫以破壞水化物的形成過程。通過清管工作可以排除管內(nèi)污物和積液，達(dá)到提高輸送能力和防止管道內(nèi)部腐蝕的目的。因此，應(yīng)根據(jù)管道運(yùn)行狀況，合理制定管道清理周期并及時(shí)開展管道的清理工作。此外，在投產(chǎn)初期進(jìn)行管道清理工作時(shí)應(yīng)特別注重檢查管道的密封性。

(2)要利用GPS定位儀等先進(jìn)設(shè)備對(duì)天然氣管道進(jìn)行沿線巡查，定期監(jiān)測(cè)管道埋深，對(duì)特殊管段應(yīng)重點(diǎn)巡查，防止違章建筑占?jí)汗艿?，最大限度地減少自然災(zāi)害和人為因素的破壞。

2.4做好員工的技術(shù)培訓(xùn)工作

定期對(duì)各級(jí)管理人員和崗位職工進(jìn)行技能培訓(xùn)，由此提高管理者的管理水平和從業(yè)人員操作技能。另外，應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)急演練以提高應(yīng)急搶險(xiǎn)能力，為此要配備完善的維搶修機(jī)具，確保在發(fā)生事故時(shí)及時(shí)到位并在最短時(shí)間內(nèi)完成搶修作業(yè)。

2.5加大天然氣管道安全保護(hù)的宣傳力度

管道企業(yè)的工作人員應(yīng)積極配合當(dāng)?shù)卣罅﹂_展群眾性的宣傳教育活動(dòng)，讓廣大群眾了解天然氣管道設(shè)施安全的重要性，培養(yǎng)其對(duì)天然氣管道的保護(hù)意識(shí)。例如，可以在天然氣管道標(biāo)樁上一并印上警示標(biāo)語和聯(lián)系電話，方便廣大群眾在發(fā)現(xiàn)危害天然氣管道方面的情況時(shí)可以及時(shí)向天然氣管道公司反映問題并由后者采取迅速有效的整改措施，從而保證天然氣管道始終處于安全平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)。

3 結(jié) 語

針對(duì)天然氣管道事故的成因進(jìn)行了分析，為減少天然氣管道事故發(fā)生的概率，應(yīng)堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的原則[6]，在天然氣管道的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理、人員培訓(xùn)和安全保護(hù)的宣傳等方面充分做好相應(yīng)工作，保證天然氣管道始終處于安全平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)，從而使天然氣能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)和民眾生活的需求。

[1]王玉梅,郭書平.國外天然氣管道事故分析[J].管道技術(shù)與設(shè)備,2000，19(7):5-10.

[2]方東曉.影響天然氣管道安全的危害因素分析及對(duì)策探討[J].上海煤氣,2008(3):38-41.

[3]帥健.美國油氣管道事故及其啟示[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2010，29(11):806-809.

[4]李偉雄.城市天然氣管道安全危害成因分析及其防范措施[J].沿海企業(yè)與科技,2010(3):80-81.

[5]胡燈明,駱暉.國內(nèi)外天然氣管道事故分析[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2009(9)：8-12.

[6]金瑋.天然氣管道安全管理的初探[J].華北國土資源,2009(3)：31-32.

2013-05-15

林鈺昕(1989-)，女，現(xiàn)主要從事會(huì)計(jì)學(xué)專業(yè)方面的學(xué)習(xí)。

李建明(1962-)，男，教授，現(xiàn)主要從事沉積學(xué)與儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)方面的教學(xué)與研究工作；E-mail:cjuljm@qq.com。

TE973

A

1673-1409(2013)26-0154-03

[編輯] 李啟棟