楊舒?zhèn)悾?聰
(西安石油大學,陜西 西安 710065)
由于管道老化、自然腐蝕和第三方破壞等原因,泄漏事故時有發(fā)生。隨著天然氣市場需求的不斷增加,天然氣管道建設發(fā)展迅速。近年來天然氣管道的數(shù)量和密度不斷增加,但也帶來了巨大的安全隱患。目前天然氣管道泄漏檢測方法有多種,其中,超聲波法具有靈敏度高、適應性強、記錄時間短、定位精度高等優(yōu)點。高效、實用的天然氣泄漏檢測是防止管道失效、降低安全風險的重要措施。管道泄漏檢測也是當前研究的一個熱點,但由于信號的抑制和背景噪聲的影響,導致了泄漏檢測中的假陽性率和假陰性率較高。因此,低壓波法是目前國內(nèi)外檢測管道泄漏最成熟的方法,在我國得到了廣泛的應用。然而,壓力波是一種不連續(xù)的信號,它只能識別突然的大規(guī)模泄漏,沒達到很高的實時性。它無法識別未及時檢測到的信號,也無法檢測到任何小泄漏。此外,有必要研究一種更精確的方法來識別和定位泄漏[1-3]。
雖然天然氣是一種重要的能源,但它是易燃易爆的。天然氣管道在運輸過程中的排放不僅影響人類的使用,而且會造成非常嚴重的安全事故。天然氣泄漏風險分析主要包括四個方面。首先,天然氣泄漏后,可能發(fā)生火災和爆炸,導致人員傷亡。也容易引發(fā)安全災難。其次,天然氣的排放也會造成環(huán)境污染。天然氣管道泄漏時,部分廢氣通過泄漏口進入大氣,不僅危害人體健康,而且在一定程度上也危害生態(tài)環(huán)境。一旦地下廢氣污染地下水,周邊河道就會受到嚴重污染。再次,造成了嚴重的經(jīng)濟損失。如果不及時發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏,將給大量泄漏企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟損失。從能源的角度來看,天然氣的排放導致了資源的浪費。這種現(xiàn)象會造成嚴重的經(jīng)濟損失。最后,是噪音和腐蝕。在天然氣排放過程中,噪聲影響著居民的生活質(zhì)量。當天然氣管道中出現(xiàn)腐蝕性物質(zhì)時,周圍的一些設備會發(fā)生腐蝕,影響設備的質(zhì)量,甚至使人不舒服。這降低了設備的使用壽命。
目前,長輸天然氣管道通常都是架空敷設或者埋在地下,因此受到環(huán)境和氣候的影響是不可避免的,這就會使長輸天然氣管道極易發(fā)生腐蝕問題。一旦天然氣管道被腐蝕,就會使大量氣體被泄露,嚴重的會發(fā)生火災,在造成巨大資源損失的同時,會大量的浪費人力物力資源。如果天然氣管道因為腐蝕導致了爆炸事故,那么會產(chǎn)生十分嚴重的后果,它會嚴重的威脅到人們的人身財產(chǎn)安全,還會對環(huán)境造成巨大的污染。如果將天然氣管道建架設到大氣環(huán)境當中,那么管道的表面就會產(chǎn)生一層水膜,因為水膜比較薄,人們較難發(fā)現(xiàn)。如果水膜的厚度達到了一定程度,就會變成電解液膜,電解液膜是電化學腐蝕當中的主要成分。要是將天然氣管道的表面放到純凈的水膜當中,就不會發(fā)生效果較強的電化學腐蝕,其原因是因為在大氣環(huán)境中形成的水膜中有水溶性的鹽類和有腐蝕性的氣體。所以,將管道架設在大氣環(huán)境當中就會很容易產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。
材料問題是造成天然氣管道泄漏的主要原因之一。如果管道材料無法滿足天然氣輸送的需要,在天然氣輸送過程中極易引發(fā)天然氣管道泄漏問題。在生產(chǎn)階段,管道原材料經(jīng)常出現(xiàn)氣孔、裂紋等質(zhì)量問題,這些問題的出現(xiàn),極易造成管道開裂和天然氣泄漏。其次,如果鋼板收縮,也會給管道的后續(xù)使用帶來一定的安全隱患。而管道安裝施工問題是另一個導致天然氣管道泄漏的主要原因。管道安裝期間,必須保證管道安裝的科學性和合理性,同時保證施工質(zhì)量能夠達到相應標準規(guī)范。但在實際安裝施工過程中,受各種因素作用影響,管道安裝的整體質(zhì)量效果并不理想,從而導致天然氣管道泄漏事故的發(fā)生。
天然氣管道的漏孔對天然氣的運輸有著極大的影響。漏孔就是指管道漏氣的地方。天然氣管道的漏孔具有很大的危害性。因為漏孔的存在,會使得天然氣泄漏,流入大氣層中,會有一定的危險性。檢漏就是針對于漏孔而存在的。天然氣管道的組成部分比較多,主要檢漏的就是主管道和焊縫。對于大、小閥門,連接頭,可以通過檢漏方法測出漏孔的位置和漏量。檢漏是一個綜合性的過程,它存在很多不可控因素。我們需要保證檢漏期間的質(zhì)量性要求,做好每個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)工作,保障內(nèi)部系統(tǒng)的穩(wěn)定性。檢漏方法具有次數(shù)限制,它并不是單向性的。在密封性的輸氣管道中,檢漏方法的存在是非常有必要的。任何管道都不可能做到百分之百的密封,也就是說,管道的密封并不是絕對的,只能說理論上絕對密封是存在的。對于檢漏的要求,我們要根據(jù)檢漏方法制定不同的要求說明。通過檢漏,要能夠快速篩選出管道泄漏的地方,判斷管道內(nèi)部密封系統(tǒng)是否完整。根據(jù)漏量確定是否在允許泄漏的范圍之內(nèi)。檢漏方法較為多樣化,可以選擇合適的檢漏方式找出漏孔的位置,這樣便于后期維護人員進行修復。在檢漏過程中,一般會用到檢漏儀,它是一種檢漏的設備,可以確定漏孔位置,測量漏量大小。
采用注劑式帶壓堵漏技術是目前比較安全可靠的一種技術手段。它采用特別夾具和液壓注射工具,將密封劑注射到夾具與泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔內(nèi),迅速地彌補各種復雜的泄漏缺陷。在注劑的壓力大于泄漏介質(zhì)壓力的條件下,泄漏被強行止住。注劑自身在短時間內(nèi)由塑性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w,形成一個有彈性的密封結(jié)構(gòu)并能維持一定的工作密封比壓,達到重新密封的目的。目前,國內(nèi)外生產(chǎn)和使用的密封注劑大致分為兩類:一類是熱固化密封注劑,這類注劑只有達到一定溫度才能由塑料體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w,常溫下則為固體;另一類是非熱固化密封注劑,它適用于常溫,低溫及高溫場合的動態(tài)密封作業(yè)要求,這類密封注劑多制成棒狀固體或雙組分的膩狀材料,將其裝在高壓注槍后,在一定的壓力下具有良好的注射工藝性及填充性。
焊接堵漏技術相對來講是十分可靠的一項技術,但是卻有很大的局限性,那就是焊接一般只適用于金屬材料,對于其他的非金屬材料來說,要進行焊接就變得十分困難。此外,在進行焊接的過程中需要用電,如果沒有電源的話就無法使用該技術,并且在進行焊接時還會產(chǎn)生很高的溫度。高溫會使泄漏的介質(zhì)發(fā)生燃燒、爆炸的現(xiàn)象,所以就不能隨意的使用這項技術。在進行焊接堵漏時要注意,先將容器中的氣體排空,再用堿水或蒸汽進行清洗、烘干,通過相應的檢測符合要求以后,在確保通風的基礎上,就能使用焊接堵漏技術來進行堵漏。該項技術的工藝比較繁雜、所需要的時間長、需要消耗很大的成本、較易出現(xiàn)安全事故,同時還需要停工修復,這就會對企業(yè)與社會造成很大的影響。
帶壓黏接堵漏技術常常用到發(fā)生泄漏管道時間不長的修復工作當中,其原理就是在管道泄漏的位置涂抹黏合劑,使管道、黏合劑與密封材料產(chǎn)生另一個密封性結(jié)構(gòu),進而起到堵漏的效果。這種技術的工藝比較簡單,不會用到較多的設施,有著較強的便捷性與經(jīng)濟性,所以受到人們的青睞,在天然氣管道的泄漏維修中應用比較廣泛。該技術主要分為定壓黏接法與引流黏接法兩種,對于二者的選擇要結(jié)合實際情況進行考慮。
在進行管道設計工作時,設計單位需要提前對建造區(qū)域周邊環(huán)境進行充分考察分析,同時,設計、施工部門應該建立起平穩(wěn)順暢的溝通渠道,有效的數(shù)據(jù)信息共享確保管道建設的科學合理性。建設單位應委派專門監(jiān)理公司對整個管道施工工作進行質(zhì)量控制與管理,全過程跟蹤與監(jiān)督,嚴格把控管道焊接防腐、管道耐壓試驗等關鍵施工環(huán)節(jié),認真記錄管道施工操作涉及到的數(shù)據(jù)信息,一旦發(fā)現(xiàn)施工問題及時進行整改處理。
加強工藝設備日常監(jiān)管力度,做好人員專業(yè)技能培訓,嚴格執(zhí)行管道維護檢修流程有助于實現(xiàn)管道運行設備的標準化管理。通過合理安排專人對管道設備運作情況進行實時監(jiān)控與記錄,尤其是加強自動控制設備的維護檢修,確保自動控制系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)管道存在的問題,提高管道運行的可靠性。另一方面,從人員管理方面著手,結(jié)合工作實際制定獎懲制度,通過技能考核、事故演練的方式,提高基層員工的工作熱情、豐富操作人員的實戰(zhàn)經(jīng)驗。同時,依據(jù)崗位內(nèi)容制定相應的管理制度,并督促基層員工嚴格按照規(guī)章制度作業(yè),以此避免人為因素引起的安全事故出現(xiàn)。
目前用于控制天然氣管道泄漏的三種動態(tài)處理技術,應根據(jù)實際情況,從環(huán)境、施工機械、條件等方面選擇最佳的動態(tài)處理技術。天然氣管道泄漏的原因有很多。為了避免天然氣管道泄漏對人類生活質(zhì)量和安全造成的危害,必須對泄漏管道及時采用動態(tài)處理技術。堵塞的目的是為了有效地保證天然氣管道的運輸安全。