影响天然气管道安全的因素及保护措施

李琦(中石化天津天然气管道有限责任公司, 天津 300457)

陆上天然气99%都依靠管道输送，我国已有多条长距离、大口径、高压力的管道投入运营，未来必将加速天然气管道的建设，全国范围的管道网络化将进一步完善，管道的安全问题就显得尤为重要。

1 影响天然气管道安全的主要因素

管道根据埋设方式、施工地点，分为埋地管道、架空管道、半地下管道、路上施工、海上施工等，施工中的自然因素、社会因素等都会对其安全产生不利影响，分析如下。

①腐蚀因素。金属腐蚀是金属材料在一定的环境介质(如液体和气体)的作用下，由于化学变化或物理变化而产生的破坏。天然气管道连接各个场站，往往长途跋涉，途经复杂地形和环境，同时，由于天然气本身含有一些酸性气体，也会对管道造成腐蚀威胁。天然气管道的腐蚀类型可分为内腐蚀、外腐蚀和应力腐蚀破裂。外腐蚀。包括外防腐层外力破损、外防腐层和钢管的质量缺陷、管道埋设的土壤坏境腐蚀。内腐蚀。主要受所运送介质和其间杂质的物理化学特性的影响，所引发的腐蚀也主要以电化学腐蚀为主。天然气管道输送中含有H2S、CO2等具有腐蚀性的介质，它们与管道内壁容易发生电化学腐蚀，发生电化学作用而产生破坏。应力腐蚀破裂。管道在拉应力和特定的腐蚀环境下发生的低应力脆性损坏表象称作应力腐蚀破裂，它同时影响管内腐蚀和管外腐蚀。②第三方破坏因素。第三方破坏已经成为天然气管道损坏的主要原因之一，违章占压、后建工程无意损坏管道，或者不法分子对管道切割、打孔故意破坏管道。③施工缺陷因素。施工单位为节约施工成本而偷工减料、因不规范操作原因造成管道刮伤及擦伤；管道焊接质量不高，焊缝受到腐蚀造成管道破裂发生事故等。④其他因素。比如在建设过程中采用质量不达标、有材料缺陷的设备，一段时间就会出现质量问题，严重威胁天然气输送的安全。在运营期间内运行维护不当，出现超压运行，误操作等情况，或者出现不可抗力因素也会造成管道断裂。

2 天然气管道的保护要点

针对以上影响天然气管道安全的主要因素分析，提出以下保护措施。

(1)腐蚀问题 ①针对外腐蚀可采取的主要保护措施。首先可考虑阴极保护法。阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，减弱或避免腐蚀的发生。其次表面涂层防护法也可以减少管道外腐蚀。其中涂层可以把金属表面和环境隔开，起到屏蔽腐蚀介质的作用。②针对内腐蚀可采取的主要保护措施。管线材质的选择对内腐蚀影响较大。金属中防腐效果最好的是不锈钢、抗腐蚀合金等材料，关键指标是碳含量，较低的碳含量可以保证较好的焊接效果；另外可以通过加内防腐层，在管道内壁和管流之间提供了一个物理隔离，使腐蚀性物质与金属难以接触，从而减缓管道内腐蚀；通过其分子上极性基因的物理、化学吸附作用，也可以减小腐蚀速度。③针对应力腐蚀破裂可采取的主要保护措施针对应力腐蚀应选择适当的材料，选取既有一定耐腐蚀性、又有低的应力腐蚀破裂敏感性的材料；焊接是连接金属最重要的方法，且焊缝最容易受到腐蚀。因此，在设计中合理的结构设计和加工制造应尽可能减少焊接的缝隙，也是防止应力腐蚀破裂的有效措施。最后可以通过在介质中加入腐蚀抑制剂，控制腐蚀环境，并采用保护性覆盖层。

(2)第三方破坏问题 组织专业巡线人员加强安全巡检，在技术上加大力度，重点部位实施全天候监控；一旦发现违法事件，要坚决打击，对破坏设施的行为坚决查处。增强沿线居民的管道保护意识；与相关部门建立长效机制，确保管道安全运行。

(3)施工缺陷问题 加大对施工单位的监管力度，遵守法律法规，执行国家技术规范的强制性要求。加强施工人员的技术专业培训，严格执行操作规范。特别针对焊接安全问题，必须严格执行焊接规范，并严格按照施工规范对管道焊缝进行表面检验和无损检测，发现问题及时整改。

(4)其他问题 对于原材料的检查验收必须加强，严控施工材料、设备的质量关。原材料进场时必须具备正式的出厂合格证及质检报告。并且应严格执行国家有关油气管道技术监督方面的法律法规，定期组织培训提高人员的技能水平，制定管道事故应急预案。建立、健全管道巡护制度，发现危害管道安全的情形或者隐患；对管道安全风险较大的区段和场所应当进行重点监测。

3 结语

通过上文认真分析可能会影响天然气管道安全的各方面因素问题，并提出有针对性管道保护的科学措施，力求在施工、运营中以减小管道破坏的风险，保障天然气管道安全稳定运行。

[1]中华人民共和国国务院.石油天然气管道保护条例[S].2001-09-30.

[2]国家发展和改革委员会.石油天然气管道安全规程[S].2007-10-08.

[3]王志滨.浅谈石油天然气管道安全管理问题与对策[J].化工管理,2014，(2):50.

[4]陈文.天然气长输管道安全防范于平稳运行的对策[J].石油和化工设备,2012，(5).