浅析天然气管线补漏存在的风险及应对措施研究
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[摘 要]对油田开发建设过程中，由于天然气管线补漏动火焊接，引发的火灾爆炸事故进行了原因分析。同时认为，由于生产现场有时置换动火难度大、成本重影响生产，因此建议生产现场采用不置换动火方式施工。并对科学判断是否可用带压不置换动火、动火环境是否符合安全要求、动火作业安全注意事项进行了详细说明。同时采纳了更具安全性、可靠性及适应性的碳纤维复合材料修复补强技术，并建议推广应用。
[关键词]补漏，焊接，动火。
中图分类号：TE88 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0027-01
前言
油田生产过程中，不论是新设施的投产建设，还是老装置的维修改造都离不开焊接这一极其频繁的施工作业。由于油田开发建设的目的就是获取易燃易爆的油气产品，而焊接施工作业的对象是储存、分离、输送、加热这些危险物质的管道、储罐、容器等设施，因此就决定了焊接作业是极其危险的高危作业。油田经过多年的开发建设，焊接的施工队伍及操作人员积累了丰富的经验，掌握了过硬的施工技术，企业建立并逐步完善了一整套行之有效的动火规章和措施，但是由于操作人员的失误、制度的不完善、施工技术的落后等诸多因素存在，多年来，因施焊天然气管线作业起火、爆炸的事故案例不胜枚举，给企业和社会带来了巨大的经济损失和社会影响。
1.补漏焊接施工火灾爆炸事故原因分析
由于生产现场工艺及生产的需要，油田企业生产过程中，对天然气管线补漏作业通常采取不置换气体方式进行动火焊接。而在油田实施生产过程中，产出的天然气伴生其他气体现象普遍存在，浓度存在不确定性，而当其浓度值达到一定的浓度的爆炸极限后，极有可能引发爆炸事故。分析天然气浓度变化的原因大致有三个：
①因焊接扫线作业带入系统的其它气体。
②由新管线投产时带入系统的其它气体。
③回收套管气中含其它气体。
如果以上原因成立，一旦施工动火的气管线内介质的浓度在爆炸极限内，采取热焊接的风险将出现，将严重危及操作人员及生产设施的安全，产生严重后果。这一现象应引起安全监察部门以及相关部门的高度重视。
2.补漏焊接施工安全防范措施落实情况
天然气爆炸极限是3.6～17%，纯净的天然气遇火只能燃烧，只有达到爆炸极限的混合气体才能遇火源爆炸。生产现场有时由于置换动火难度大、成本重影响生产，同时置换过程中也存在其它风险，因此生产现场建议采用带压不置换动火方式施工。
2.1 科学判断是否可用带压不置换动火
①首先要查清设备、管道等泄漏的根本原因。如果管道、设备等器壁大面积减薄，就不能采用带压不置换动火。因为这样可能使泄漏扩大，或暂时修复，不久即有泄漏扩大，或暂时修复，不久即有泄漏爆炸的可能。如经过检验分析能断定泄漏由于单位的点腐蚀或微波裂纹所致，修复后可恢复原安全性能的，可以试用此法。
②分析介质理化特性，泄漏的设备、管道内的可燃物料中，不得含有自聚物质、过氧化物质等或已与氧化剂混合的可燃物。否则不得采用带压不置换动火。
③考察使用温度与泄漏面积情况。使用温度很低的设备和泄漏处缺陷过大的设备，不能应用此法。
2.2 动火前准备
带压不置换动火的环境是已发生可燃气体泄漏的地方。泄漏点周围已经有可燃气，即便在外部管架上也要注意风力风向，避免气体在泄漏点周围积聚。如果管线在室内泄漏，更要及时采取强制通风，将可燃气体排除。点燃可燃气体之前不得使用铁质工具，以防碰撞产生火花，引起火灾爆炸，伤害现场人员。经确认环境安全并做好动火准备后，立即启动动火程序，点燃可燃气体，不得拖延。点火环境的安全控制是带压不置换动火的重要环节，具体应做到以下几点：
①动火作业应划定施工区域，并设置警戒线，严禁与动火作业无关人员或车辆进入动火区域，必要时动火现场应配备消防车及医疗救护设备和器材；
②与动火点相连的其他管线应进行可靠的隔离、封堵或拆除处理。
③与动火点直接相连的阀门应由作业单位上锁挂牌；动火作业区域内的设备、设施应由生产单位人员操作；
④距离动火点30米内不准有液态烃或低闪点油品泄漏；半径15米内不准有其他可燃物泄漏和暴露；距动火点15米内所有的漏斗、排水口、各类井口、排气管、管道、地沟等应封严盖实；
⑤含硫化氢或其它有毒气体的场所应做好相应的防中毒措施。
2.3 动火作业气体测试
①动火前气体检测时间距动火时间不应超过30分钟。安全措施中应规定动火过程中的气体检测时间和频次（不大于2小时/次）。若采取强制通风措施，其风向应与自然风向一致；
②动火作业前，应对作业区域或动火点可燃气体浓度进行检测，受限空间内动火，需同时检测氧含量，存在其它有毒气体泄漏可能的，也需检测有毒气体含量，确保所有气体检测合格；使用便携式可燃气体报警仪或其他类似手段进行分析时，被测的环境可燃气体或可燃液体蒸气浓度应小于其与空气混合爆炸下限的10%（LEL）；使用色谱分析等分析手段时，被测的环境可燃气体或可燃液体蒸气的爆炸下限大于等于4%（V/V）时，其被测浓度应小于0.5%；当被测的环境可燃气体或可燃液体蒸气的爆炸下限小于4%时，其被测浓度应小于0.2%（V/V）。
③气体检测的位置和所采的样品应具有代表性，必要时分析样品（采样分析）应保留到动火结束；
④用于检测气体的检测仪应在校验有效期内，并在使用前与其他同类型检测仪进行比对检查，以确定其处于正常工作状态。
2.4 动火作业过程控制
整个焊接过程，确保系统中始终保持微正压要始终有不间断气源维持正压。如可燃气体补充数量不足时，可用事先准备的惰性气体补充。要有专人负责维持正压，绝不允许出现管线内负压现象，同时做到以下几点：
①现场确认完毕，动火指挥批准后（动火指挥为到现场的生产单位的最高负责人）方可动火。
②动火作业过程中应严格按照制定的安全措施或安全工作方案的要求进行作业。如果动火作业中断超过30分钟，继续动火前，动火作业人、动火双方监护人应重新确认安全条件。
③动火作业人员在动火点的上风作业，应位于避开油气流可能喷射和封堵物射出的方位。特殊情况，应采取围隔作业并控制火花飞溅。
④用气焊（割）动火作业时，氧气瓶与乙炔气瓶的间隔不小于5米，且乙炔气瓶严禁卧放，气瓶与动火作业地点距离不得小于10米，并采取防曝晒措施。
⑤在动火作业过程中，应根据规定的气体检测时间和频次进行检测，检查人填写检测记录。
⑥动火作业过程中，动火双方监护人应坚守作业现场。动火双方监护人发生变化需经申请人、批准人批准。
3.结语
天然气管道带压堵漏、动火是石油化工生产中的一项危险性大的特殊作业。随着专用设备的研发和安全操作技术的进步，管道带压堵漏和动火的安全可靠性越来越高。只要能够制定科学详细的操作方案，并保证落实到位，做到管道带压堵漏和动火的安全可靠是完全可以的。如此，就能用很低的成本，避免、减少生产中断的次数，大大消除在停产、开工过程中因生产大幅波动对安全生产构成的威胁，大大消除因停产造成的损失及巨额开、停工费用，无疑对企业的安全生产与经济效益是件一举两得的好事，应大力研究和推广应用。