城市天然气管道泄露危害及预防措施
陈旭瑞?宋惜缘
摘 要：天然气管道铺设在人口相对集中的城市或城区，由于管道的接头，承压，安装工艺，电化学腐蚀，地面施工等因素的影响，经常造成天然气管道的泄漏，导致爆炸或引起大火，给国家和人民生命财产造成重大的损失。
关键词：天然气管道;泄露危害;预防措施
DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.26.336
1 天然气管道泄露形式
天然气是一种非常洁净的能源，随着城市人口的增加，天然气的使用量越来越大，但随之而来的各种安全事故也在不断的发生，大部分的事故都是在天然气的管道运行中发生泄漏和爆炸。管道泄漏通常为四种泄漏形式，分别为埋地管道泄漏、法兰泄漏、螺纹泄露与阀门泄漏。许多天然气站场由于不能采取合理的泄漏防护措施与泄漏检测技术，或是当出现微小泄漏时不能及时有效地予以处理，会导致泄漏的不断扩大而造成重大环境污染，设备损坏与火灾事故发生。针对天然气站场特点，在常规防泄漏技术的基础上提出改进措施或采用更加科学实用的防泄漏新技术而彻底杜绝站场泄漏事故的发生。
2 城市天然气管道泄露危害
天然气就是一种比空气容易挥发的无色易燃易爆的有毒气体。一旦发生天然气管道泄漏就会造成诸多危害。
1）影响居民的日常生活。由于天然气作为城市居民的主要热源，一旦发生泄漏对居民的生活势必会造成影响。2）可能会造成人身伤亡事故。由于天然气会在空气中的含量达到10%以上时，会对人体产生伤害，造成呼吸困难、昏迷甚至失去生命。3）可能会造成安全事故。在空气中，天然气管道一旦发生泄漏且浓度达到5%以上并且遇到明火时就会引起爆炸、火灾等恶性事件，给人民的生命财产以及社会经济等都会带来无法估量的损失。4）关系到国计民生问题。一旦发生天然气管道泄漏势必会影响国计民生部门或者重要线路，对交通、电力等造成中断，由此间接引发的社会问题就会凸显。
3 城市天然气管道泄露原因及预防措施
3.1 法兰间泄露
1）法兰间泄露的原因。法兰连接是天然气管道和设备连接的主要形式，其泄漏也是天然气站场泄漏的最为主要的形式之一。法兰密封主要是依靠其连接的螺栓产生的预紧力，通过垫片达到足够的工作密封比压，来阻止天然气外漏的。对于天然气管道，由于其输送介质具有腐蚀、高压以及输送过程中产生振动等特点将会引起天然气管道法兰密封失效而造成泄漏。天然气站场法兰泄漏主要有如下原因：第一，密封垫片压紧力不足，安装密封垫片出现偏装，螺栓松紧不一，两法兰中心线偏移。这种泄露主要是由于操作工人施工、安装质量引起的。第二，由于脉冲流、工艺设计不合理，减振措施不到位或外界因素造成管道振动，致使螺栓松动也会造成泄漏，或管道变形或沉降造成的泄漏，这是由于外界对管道的影响从而影响连接部位造成松动所致的泄漏。第三，螺栓由于热胀冷缩等原因造成的伸长及变形，在季节交替时的泄漏主要是由这种故障引起的。第四，由于天然气腐蚀，密封垫片长期使用，产生塑性变形、回弹力下降以及垫片材料老化等也会造成泄漏。2）法兰泄露的预防措施。对于法兰泄漏，一旦发现，应采取相应的措施及时处理，否则会造成刺漏，严重影响安全生产。法兰泄露的处理方法主要有以下几点：第一，对于由于管线的冲刷、振荡引起的泄露主要依靠降压法，减少气体冲刷管线，或对法兰处的压力放空减压以减少其泄露。第二，对于因密封垫片腐蚀造成的泄露可采用更换新的密封垫片的方法。这种方法可选用塑性好、弹性好、耐腐蚀好、抗温抗压好的密封垫片材料。例如对于压力大的管材可采用缠绕式石棉垫片与薄金属带相间缠绕制成的金属垫片第三，由于螺栓热胀冷缩等原因造成的伸长及变形而引起的泄露可采用选择新螺栓，新螺栓一定是能够抵御热胀冷缩的螺栓从而减少其泄露。第四，对于由于操作工操作失误所导致的泄露应注意操作工的操作规程例如正确安装密封垫片在安装的过程中要正中两法兰正中线不能偏移，安装螺栓要松紧一致，不能装斜。
3.2 阀门泄漏
阀门由于受到天然气的温度，压力、冲刷、振动腐蚀的影响，以及阀门生产制作中存在的缺陷，阀门在使用过程中不可避免也会产生泄漏，常见的泄漏多发生在填料密封处、法兰连接处、焊接连接处、丝扣连接处及阀体的薄弱部位上。
1）阀门泄漏的原因。阀门的泄漏主要是针对阀体的泄露。阀体的泄露主要是由于阀门生产过程中的铸造缺陷所引起的。当然，天然气的腐蚀和冲刷也会造成阀体泄露，这种泄露常出现在减压阀上。密封填料的泄漏也是阀门的主要泄露原因之一。由于密封填料型号不一，密封填料老化、腐蚀等原因也会造成气体从密封填料中泄露。注脂嘴的泄漏也是其主要原因，这种情况一般是由于单向阀失效所造成的。2）阀门泄漏的预防措施。针对阀体的泄漏可排除气体中的杂质以减少对阀门的腐蚀，降压或也可采用耐压、耐温较好的阀门材料。对于老化的密封填料可重新更换型号一致，材料较好的新密封填料。对于注脂嘴泄漏可加入密封脂得以解决其泄漏。
3.3 螺纹的腐蚀
1）螺纹腐蚀的原因。目前，天然气站场常采用的是API锥管螺纹连接，锥管螺纹包括圆螺纹、偏梯形螺纹，设计锥度为1/8，其密封是由内、外螺纹啮合的紧密程度决定的。由于结构设计的原因，啮合螺纹间存在一定的间隙。螺纹密封的泄露与螺纹之间的间隙和使用的密封材料是有一定关系的，间隙大或密封材料不恰当都会造成泄露。2）螺纹腐蚀的预防措施。针对间隙大、密封材料不恰當的原因应采用四氟乙烯胶带密封或弹性密封环结构的螺栓连接或采用焊接都可以消减其泄漏量。
3.4 管道的泄漏
1）管道泄漏的原因。夹渣、气孔、未焊透、裂纹等焊接缺陷所引起的泄漏，随着焊接技术的发展和施工质量以及检测手段的提高，这种焊接缺陷可以逐渐减少。管道中的腐蚀主要是由管道中的气体杂质水、硫化氢、二氧化碳造成。管道中的水和氧产生反应生成三氧化二铁，造成管道内部腐蚀或硫化氢和氧结合生成氧化物造成腐蚀，腐蚀的管道将会使管壁减薄造成泄漏。2）管道泄漏的预防措施。第一，选用良好的焊接技术，焊缝合格以减少其泄漏。第二，采用天然气杂质消除技术例如消除杂质水就用甘醇脱水法，消除杂质硫就采用化学吸附纯胺法。第三，周期性清管，减少硫化铁铁粉。第四，根据下游用气量做好管道末端气量的储存，尤其在冬季大气量来临之前，以备用气充分，避免气流速度过快，导致管道里边扬尘，造成很大的磨损。第五，做好设计，弯头厚度要加厚。
4 结束语
综上所述，天然气输送地下管线的安全、平稳、高效运行成为城市安全运行的重要基础。由于诸多因素，天然气管道的安全运行受到严重的制约，也让人民的生命财产与社会经济蒙受着无法挽回的重大损失。为此，本文分析了天然气管道泄漏造成的日常、人身、安全、国计民生等危害，找出天然气管道泄露的问题所在，分析其原因，采取切实可行的措施予以防治，可以将天然气泄露的风险降到最低。此外，还需要各部门和每一个从业者都付出努力，只有提高整个行业的政府监管和施工作业水平，才能为"智慧城市"中的重要组成"智慧管道"的建设保驾护航。
参考文献
[1]张鹏程，丘广新，张秀英，等.广州市城市地下管线管理平台建设思路及探讨[J].城市勘测，2014（6）：105-109.
[2]陶然.天然气长输管道安全防范与平稳运行的策略研究[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（10）：33-34.
[3]王薇，陈忱，李英芹，等.天然气管道典型事故分析与对策[J].石油化工安全环保技术，2010（6）.
[4]车福利，戴倩敏，黄坤，等.长输天然气管道的安全问题及对策[J].石油和化工设备，2012（3）.
[5]陈洪洲.天然气长输管道的安全隐患[J].科学咨询（科技·管理），2012（06）：12.
