城市天然气管道安全危害成因分析及其防范措施

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【摘要】：在“西气东输”的国家战略工程的大背景下，天然气管道工程发展迅速，强化天然气管道的管理与维护，保障沿线管道的安全性与可靠性，提高人民群众的生活水平是一项长期的任务。本文以天津市的天然气管道工程为讨论对象，分析了城市天然气管道安全危害的原因，并提出了相应的解决措施。

【关键词】：天津 天然气管道；危害；防范措施

近年来我国天然气发展十分迅速，随着城镇化进程的不断加深，大城市、中小型城市及一些乡镇气化率有了很大的提高，这就需要铺设大量的天然气管道。天津市在京津塘地区具有核心的经济地位与地理位置，其天然气供应源头比较充足，目前有华北、大港、渤西及陕甘宁四个主要的油气田为天津市提供优质、洁净的天然气。目前全市四个主要居住区上百万人口已经使用上了天然气，据规划，到2015年天然气供热面积将会由目前的200万㎡提高到4000万㎡。鉴于此，天津市天然气输气管网工程是实现天津市经济持续发展与提高市民生活水平的客观需要，为了更好的提高天然气管道工程的建设的质量，保障天然气输送的安全性，对目前管道中出现的安全危害因素进行分析是十分有必要的。

1、危害天然气管道因素分类

管道在使用的过程中，通常会因为下列几方面原因而到损害：设计不合理、施工质量问题、第三方的人为破坏以及自然腐蚀等。

1.1 设计不合理。长输管道的建设是一项高投资的大型工程，为了确保工程的质量，做好施工的前期工作至关重要，设计前期必须做好调研工作，根据行业标准规范，制定多个预期计划，深入讨论，最终确定一个最为合理的方案，以此来保证长输管道的经济性和可靠性，通常，前期设计合理与否造成的影响主要表现在：

（1）首先要确保管道选择路线的设计优良性。管线投资成本、施工难易程度以及管道投入使用后的安全性都要受到管道路线设计的影响，比如线路的走向、路程等因素的设计等，都会影响后期的运行，此外站场的选择也应该同管路路线的部署进行优化匹配，站内建筑物要特别考虑到安全距离的问题，比如防火间距、分区、消防设施的部署以及防爆措施等，这些因素都必须统筹考虑到，避免因为灾害事故而导致的灾难性后果。

（2）设备类型选择以及工艺流程。长输管道投入使用后能否安全运行，受多方面因素的影响，比如系统总流程的设计、设备部署以及各站场的工艺流程等。如果设备类型以及工艺流程选择设计比较合理，那么系统运行的安全性就会大大提升，反之，系统安全性风险则会增大，如果有关参数设计不当，会导致水力、热力措施不到位，站场位置以及压缩机等都会与预期目标发生偏离，从而引发各种潜在风险。

（3）管道强度的计算。在进行管道强度的计算过程中，如果没有对载荷充分计算评估，或者安全系数值取的不恰当，将会导致管材以及管道的壁厚计算值不足。安全系数的设定杜绝按照设计经验而定，必须根据当地区域标准、穿越铁路与否、河流的大小等因素而定，如果在前期没有做好沿线勘察工作，将会造成安全系数错误，那么就可能导致管道壁厚过低，此时这些管道的强度便不能满足工作需要；同理，如果导致管道壁厚过大，那么就会造成巨大的资源浪费。因此必须对管道的强度、刚度受力情况等因素彻底分析，避免恶劣后果的出现。

1.2 管道施工的缺陷

施工的好坏直接影响管道的可靠性和使用寿命，管道施工缺陷主要有：

（1） 焊接缺陷。管道施工过程中很重要的一个环节是焊接。焊接不良造成的管道缺陷有：焊瘤、裂纹、未熔透、气孔、含杂质以及咬边等，一旦出现了焊接缺陷而没有及时查出，那么一旦管道投入使用，这些缺陷将很难再被发现，直至造成泄漏等严重后果。

（2）补伤质量、防腐层的补口 补伤质量、防腐层的补口所引发的质量问题主要有：表面粗糙、同钢管防腐层搭接的长度不够、补伤面积不足、补伤的粘结力度不够、抵御二次腐蚀能力差等。通常来讲，管道的腐蚀问题是补伤、补口质量差所导致的最常见的一个问题。

（3管沟挖掘、回填的质量问题。管沟在挖掘过程中，如果基础不牢或者深度不足，在进行机械压实的时候，管道就会因为管沟形状不对而产生弯曲变形，这会对管道内水流情况产生不良影响；假如机械压实做的不够，管道极易产生拱起变形。当管道放入后，要进行回填操作，回填土必须保证土质质量，不能掺入过多的石块等硬质材料，以免造成管道的硌伤，回填高度等必须满足行业标准的规定。

1.3 第三方的人为破坏。

很多天然气等长输管道的破裂、爆炸事故都是人为的破坏造成的。长输管道的路径土地所有权不统一，土地乱挖现象严重，管道路线跨度长，治理难度较大，主要表现有：

（1）建筑施工引起的管道破坏。人口数量多、经济发达的地区，施工、建筑、道路桥梁建设的频率高，然而在缺乏有效的管理机制下，这些工程建设很容易触及地下的管路管道。

（2）河床作业造成的管道损害 有些地区河流丰富，当地河床作业频繁，诸如挖土、取沙、河道清淤等工作等都有可能触及管道，从而造成管线、破坏等现象。

1.4管道自然腐蚀的危害

长距离的管道路线损害的最常见的一个原因就是腐蚀，腐蚀会造成管道壁变薄、破裂、穿孔并最终导致漏气、漏水恶劣后果。管道一旦，便会在空气、水以及酸性物质的作用下，迅速腐蚀；如果土壤条件合适，再加上污染物质的侵蚀，地下管道很容易受到电化学腐蚀，此外应力腐蚀、细菌腐蚀还有杂散电流腐蚀也是管道腐蚀的主要表现形式。

2 减少天然气管道安全危害因素的对策及建议

2.1 紧抓源头设计工作 质量是设计出来的而不是制造出来的，设计工作必须严抓，站场尽可能的选择在易于维修和交通便利的地方。输气站位置的选择要根据周围建筑、公路、山坡的情况，再结合防火距离而定，避免在低洼处选址。站场设施的数量要有一定的冗余，做好防火防爆的预备工作，必须保证通信设施的质量，管道干线应根据管材质量、路径土质等而定，特别的，在特殊的地段必须结合泥石流、滑坡等自然灾害爆发的可能性而做好充分的应对措施。线路截断阀的质量务必过硬。此外，设计方应该有足够的时间去完成设计工作，设计方案要制定多个，经过讨论取最优，当路线经过公路、河流以及人口稠密的地区时，还要对其特别分析，以此确保工程质量。

2.2 严格按照规范施工，保证施工质量。施工安全直接关系到管道能否安全运行。施工的过程中，除了要遵循有关的标准规范外，还应该特别重视以下几个方面：

（1）根据管道材料进行评定，选择最恰当的焊接工艺，严格按照施工流程进行，购买材料、施工、工程监理等各方面都要严把质量关。

（2）特别重视河流丰富或者地质灾害频发地区的管道施工工作，应该严格按照设计要求，在这些地区严格管理，确保施工质量。

（3）对于管道焊接后防腐补口问题，应该采取积极的措施予以解决，比如可以采用先进的补口工艺、选择高质量的补口材料，以此来保证补口质量，彻底杜绝焊缝处因为腐蚀所造成的潜在风险。

（4）科学管理，文明施工，对于管道防腐层要特别小心的保护，一旦在施工过程中出现损坏，必须在第一时间予以修补，此外，还要谨慎施工，避免将施工工具，诸如手套、焊条等物品遗落在管道内部。

2.3 做好天然气管道保护的宣传工作并建立沿线巡查机制。在管线所在地区，当地部门必须做好管道安全保护的教育宣传工作，让群众真正意识到天然气管道的重要性，提倡全民行动起来保护天然气管道；此外还要设置天然气管道的沿线巡查机制，要定期对管道周围情况进行排查，引入GPS等先进的定位设备，能够迅速定位管道的损害地点，特殊地段要给予特别的重视，定期检查，设置群众举报机制，及时处理违规情况，对于建筑物占压天然气管道的现象要及时的予以制止，将人为因素或者自然灾害所造成的破坏程度降到最低。

参考文献：

[1] 于洋.城市燃气管道设计若干问题的探讨[J]. 煤气与热力，2007

[2] 彭知军.预防第三方施工对燃气管道及设施破坏的措施[J]. 煤气与热力，2010