天然气管道事故分析及诊断方法

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【摘 要】压气站的事故诊断方法不仅能够提高其整体利用率，还能加强压气站的管理。本文即以此为出发点，以天然气管道的完整管理技术为研究背景，分析了天然气管道事故的主要原理，并以我市具体的管道事故为案例，对事故的危害进行了定量分析。之后，文章总结了故障的诊断策略，指出了影响天然气管道安全的主要因素，以提升天然气管道事故管理的科学性。

【关键词】天然气；管道事故；分析与诊断

随着“西气东输”的施行，我国城市内遍布燃气管道，这对于提高资源利用率、改善城市环境都有很高价值，但是天然气管道也给城市安全埋下了隐患，一次次的管道安全事故使人们逐渐意识到管道事故安全分析的重要性。只有对安全事故的原因进行分析并找出相应的解决之道，才能有效的降低管道事故的危险性。

一、天然气管道事故主要原理

天然气管道的责任就是运输天然气，但是这些管道多在底下铺设，且跨越的地区范围极广，不同的地区地形、土质都又有很大差异，因此很难设计出具有普遍适用性的管道。天然气管道的工作压力很高，日常的监测管理又十分困难。管道在环境、腐蚀、灾害的综合作用下，极易出现泄露的现象。天然气是一种易燃、易爆的高危气体，其大面积扩散不仅会造成重大安全事故，给国家、人民带来巨大的经济损失，还会直接造成大面积的环境污染，干扰社会活动的正常运行。

造成天然气管道泄露的原因有很多，其原因主要是管道的腐蚀穿孔、接口的材料老化、热胀冷缩等。管道一旦出现穿孔或者裂缝，泄露出来的燃气就会积聚在周围环境中，产生爆炸或者燃烧的危险。积聚在一定范围内的气体会增加周围环境的压力，泄漏的气体首先进行绝热扩散，之后就进行喷射扩散。

二、管道事故案例的具体分析

2009年，某市居民楼内发生了天然气管道爆炸事故，造成了40死6伤，影响了万余群众的正常生活。经过事故调查组的鉴定，发现引起事故的原因就是天然气泄漏。由于天然气管道外部的防腐层受到破坏，因此管道被腐蚀形成了1平方厘米的穿孔，天然气就是通过这个小孔不断向外扩散。泄露出来的天然气沿着地下通道通向街对面直至爆炸现场。当气体在负一层和人行道中间的空隙中不断积聚，达到一定浓度之后遇到火花就引起了爆炸事故的发生。

假设城市内天然气管道内部压力位2MPa，泄露出来的气体以射流的形式向外部不断扩散。燃气管道泄漏事故只要分为火灾型和爆炸性，假设其他事故的发生率为0，因此火灾型事故的发生率P1与爆炸型事故的发生率P2之和为1。在实际情况下，火灾型事故发生率高于爆炸型事故，则假设P1为0.67，则可以计算出死亡区的伤害半径可达238.6平方米，重伤区伤害半径可达328.1平方米，轻伤区伤害半径可达492.7平方米，财产区的伤害半径可达239.4平方米。死亡区的风险值为3.92，重伤区的风险值为8.21，轻伤区的风险值为12.5，财产去的风险值为6.51。

三、影响天然气管道安全的因素

根据本次研究，影响天然气管道安全的主要因素包括设计、制造、施工、腐蚀环境、后期管理、第三方的因素以及腐蚀等。根据相关的数据资料分析可知，不同因素的危险性是不同的，造成事故的比例也不尽相同，其中腐蚀、第三方因素是造成管道事故最主要的原因。

设计因素指的是管道强度的安全允裕度、操作压力裕度、管道压力频率、管道的沉降等。制造因素指的是管材的内部与表面的缺陷、接缝的缺陷、管道自身的质量偏差等。施工因素指的是在管道的焊接、检验、监理等过程中埋下的安全隐患。腐蚀环境指的是管道介质的防腐性强弱、土壤的腐蚀性、电流干扰等内外部腐蚀。后期管理指的是由于管道管理人员的技术水平、个人素质、管理监督程序等问题产生的食物。第三方因素指的是管道附近的人为活动造成其功能性破坏，如人群的活动密度、受教育程度等。

四、天然气管道事故诊断策略

根据上述分析，对管道事故的诊断不能完全依赖自动化结果，而是应当是家人工干预，根据现实情况采用正反相结合的逻辑推理。管但工作人员需要根据获得的显示征兆，首先采用正向推理方法，从已经制作的故障诊断中找到可能匹配的因素，并且制作可能发生的假设故障集。之后，根据新近获取的征兆，采用反向推理，验证假设的故障是否与新征兆相符合。这样进行循环往复的正反向推理，进一步得出诊断结果。

由于造成管道故障的原因有很多，因此对其诊断需要一个长期的过程。当出现新的征兆时，应当冷静分析，与之前判断的故障进行不断地验证、配合，以最终得到正确的诊断结果。

五、主要对策

首先，应当加强管道的后期管理。在管道建成之后，应当尽量避免管道受到非正常的破坏，避免其受到第三方因素的干扰。在管道铺设成功后，应当在其外部设置明显的永久性标志，对于容易受到破坏的管道还应当采取特殊的防护措施。此外，管道维护人员应当向当地群众进行安全保护的宣传。

其次，应当提高天然气管道系统的安全性。应当严格依照国家安全标准进行管道的选材铺设和验收。在管道外面不仅应当敷防腐涂层，还应当增设阴极保护装置，增强管道的防腐性能。管道管理人员还应当定期对管道进行维修养护，加强对于天然气管道的监控。

最后，压气站应当完善自身的应急反应机制。压气站不仅应当事前制定好完备的、具有可操作性的应急预案，还应当保证人员和物资的配备，并且进行定期的演练。在进行演练时，应当正确当地政府部门的配合，并与消防、交通、医疗等部门协调配合。

结语：压气站不仅应当加强后期管理、提高系统自身安全性、完善应急反应机制，还应当重视事故的苗头，进行正确的分析判断，根据各种征兆来进行事故原因的确诊。通过各种事前事后的措施来提高管道系统的安全性，才能最大程度的降低管道安全事故发生的几率，保证人民群众的生命和财产安全。

参考文献：

[1]我国城市天然气管道事故统计及分析[J]安全、健康和环境，2008，8（24），第6-8页。

[2]程黎华，天然气管道事故分析及诊断方法[J]中国高新技术企业，2008（24），第125，129页。

[3]杜艳，谢英，王子豪，刘志成，天然气管道事故分析[J]管道技术与设备，2009（2），第38-43页。

作者简介：

郑欣欣，女（1971.8-）唐山乐亭人，大学本科，河北联合大学2011级建筑与土木专业工程硕士，唐山市天然气有限公司高级工程师