天然气管道泄漏分析及动态处理技术初探

杨舒伦，解 聪

（西安石油大学，陕西 西安 710065）

1 天然气管道建设发展现状

由于管道老化、自然腐蚀和第三方破坏等原因，泄漏事故时有发生。随着天然气市场需求的不断增加，天然气管道建设发展迅速。近年来天然气管道的数量和密度不断增加，但也带来了巨大的安全隐患。目前天然气管道泄漏检测方法有多种，其中，超声波法具有灵敏度高、适应性强、记录时间短、定位精度高等优点。高效、实用的天然气泄漏检测是防止管道失效、降低安全风险的重要措施。管道泄漏检测也是当前研究的一个热点，但由于信号的抑制和背景噪声的影响，导致了泄漏检测中的假阳性率和假阴性率较高。因此，低压波法是目前国内外检测管道泄漏最成熟的方法，在我国得到了广泛的应用。然而，压力波是一种不连续的信号，它只能识别突然的大规模泄漏，没达到很高的实时性。它无法识别未及时检测到的信号，也无法检测到任何小泄漏。此外，有必要研究一种更精确的方法来识别和定位泄漏［1-3］。

2 天然气管道泄漏的危害

虽然天然气是一种重要的能源，但它是易燃易爆的。天然气管道在运输过程中的排放不仅影响人类的使用，而且会造成非常严重的安全事故。天然气泄漏风险分析主要包括四个方面。首先，天然气泄漏后，可能发生火灾和爆炸，导致人员伤亡。也容易引发安全灾难。其次，天然气的排放也会造成环境污染。天然气管道泄漏时，部分废气通过泄漏口进入大气，不仅危害人体健康，而且在一定程度上也危害生态环境。一旦地下废气污染地下水，周边河道就会受到严重污染。再次，造成了严重的经济损失。如果不及时发现天然气泄漏，将给大量泄漏企业带来更大的经济损失。从能源的角度来看，天然气的排放导致了资源的浪费。这种现象会造成严重的经济损失。最后，是噪音和腐蚀。在天然气排放过程中，噪声影响着居民的生活质量。当天然气管道中出现腐蚀性物质时，周围的一些设备会发生腐蚀，影响设备的质量，甚至使人不舒服。这降低了设备的使用寿命。

3 天然气管道的泄漏原因

3.1 腐蚀

目前，长输天然气管道通常都是架空敷设或者埋在地下，因此受到环境和气候的影响是不可避免的，这就会使长输天然气管道极易发生腐蚀问题。一旦天然气管道被腐蚀，就会使大量气体被泄露，严重的会发生火灾，在造成巨大资源损失的同时，会大量的浪费人力物力资源。如果天然气管道因为腐蚀导致了爆炸事故，那么会产生十分严重的后果，它会严重的威胁到人们的人身财产安全，还会对环境造成巨大的污染。如果将天然气管道建架设到大气环境当中，那么管道的表面就会产生一层水膜，因为水膜比较薄，人们较难发现。如果水膜的厚度达到了一定程度，就会变成电解液膜，电解液膜是电化学腐蚀当中的主要成分。要是将天然气管道的表面放到纯净的水膜当中，就不会发生效果较强的电化学腐蚀，其原因是因为在大气环境中形成的水膜中有水溶性的盐类和有腐蚀性的气体。所以，将管道架设在大气环境当中就会很容易产生腐蚀现象。

3.2 管道的材料、安装与运行问题

材料问题是造成天然气管道泄漏的主要原因之一。如果管道材料无法满足天然气输送的需要，在天然气输送过程中极易引发天然气管道泄漏问题。在生产阶段，管道原材料经常出现气孔、裂纹等质量问题，这些问题的出现，极易造成管道开裂和天然气泄漏。其次，如果钢板收缩，也会给管道的后续使用带来一定的安全隐患。而管道安装施工问题是另一个导致天然气管道泄漏的主要原因。管道安装期间，必须保证管道安装的科学性和合理性，同时保证施工质量能够达到相应标准规范。但在实际安装施工过程中，受各种因素作用影响，管道安装的整体质量效果并不理想，从而导致天然气管道泄漏事故的发生。

4 天然气管道泄漏检测技术

天然气管道的漏孔对天然气的运输有着极大的影响。漏孔就是指管道漏气的地方。天然气管道的漏孔具有很大的危害性。因为漏孔的存在，会使得天然气泄漏，流入大气层中，会有一定的危险性。检漏就是针对于漏孔而存在的。天然气管道的组成部分比较多，主要检漏的就是主管道和焊缝。对于大、小阀门，连接头，可以通过检漏方法测出漏孔的位置和漏量。检漏是一个综合性的过程，它存在很多不可控因素。我们需要保证检漏期间的质量性要求，做好每个环节的协调工作，保障内部系统的稳定性。检漏方法具有次数限制，它并不是单向性的。在密封性的输气管道中，检漏方法的存在是非常有必要的。任何管道都不可能做到百分之百的密封，也就是说，管道的密封并不是绝对的，只能说理论上绝对密封是存在的。对于检漏的要求，我们要根据检漏方法制定不同的要求说明。通过检漏，要能够快速筛选出管道泄漏的地方，判断管道内部密封系统是否完整。根据漏量确定是否在允许泄漏的范围之内。检漏方法较为多样化，可以选择合适的检漏方式找出漏孔的位置，这样便于后期维护人员进行修复。在检漏过程中，一般会用到检漏仪，它是一种检漏的设备，可以确定漏孔位置，测量漏量大小。

5 天然气管道泄漏的动态处理技术

5.1 注剂式带压堵漏技术

采用注剂式带压堵漏技术是目前比较安全可靠的一种技术手段。它采用特别夹具和液压注射工具，将密封剂注射到夹具与泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内，迅速地弥补各种复杂的泄漏缺陷。在注剂的压力大于泄漏介质压力的条件下，泄漏被强行止住。注剂自身在短时间内由塑性体转变为弹性体，形成一个有弹性的密封结构并能维持一定的工作密封比压，达到重新密封的目的。目前，国内外生产和使用的密封注剂大致分为两类：一类是热固化密封注剂，这类注剂只有达到一定温度才能由塑料体转变为弹性体，常温下则为固体；另一类是非热固化密封注剂，它适用于常温，低温及高温场合的动态密封作业要求，这类密封注剂多制成棒状固体或双组分的腻状材料，将其装在高压注枪后，在一定的压力下具有良好的注射工艺性及填充性。

5.2 带压焊接堵漏技术

焊接堵漏技术相对来讲是十分可靠的一项技术，但是却有很大的局限性，那就是焊接一般只适用于金属材料，对于其他的非金属材料来说，要进行焊接就变得十分困难。此外，在进行焊接的过程中需要用电，如果没有电源的话就无法使用该技术，并且在进行焊接时还会产生很高的温度。高温会使泄漏的介质发生燃烧、爆炸的现象，所以就不能随意的使用这项技术。在进行焊接堵漏时要注意，先将容器中的气体排空，再用碱水或蒸汽进行清洗、烘干，通过相应的检测符合要求以后，在确保通风的基础上，就能使用焊接堵漏技术来进行堵漏。该项技术的工艺比较繁杂、所需要的时间长、需要消耗很大的成本、较易出现安全事故，同时还需要停工修复，这就会对企业与社会造成很大的影响。

5.3 黏接堵漏技术

带压黏接堵漏技术常常用到发生泄漏管道时间不长的修复工作当中，其原理就是在管道泄漏的位置涂抹黏合剂，使管道、黏合剂与密封材料产生另一个密封性结构，进而起到堵漏的效果。这种技术的工艺比较简单，不会用到较多的设施，有着较强的便捷性与经济性，所以受到人们的青睐，在天然气管道的泄漏维修中应用比较广泛。该技术主要分为定压黏接法与引流黏接法两种，对于二者的选择要结合实际情况进行考虑。

6 天然气管道运行安全管理措施

6.1 严格把关管道设计与建设质量

在进行管道设计工作时，设计单位需要提前对建造区域周边环境进行充分考察分析，同时，设计、施工部门应该建立起平稳顺畅的沟通渠道，有效的数据信息共享确保管道建设的科学合理性。建设单位应委派专门监理公司对整个管道施工工作进行质量控制与管理，全过程跟踪与监督，严格把控管道焊接防腐、管道耐压试验等关键施工环节，认真记录管道施工操作涉及到的数据信息，一旦发现施工问题及时进行整改处理。

6.2 加强管道运行设备标准化管理

加强工艺设备日常监管力度，做好人员专业技能培训，严格执行管道维护检修流程有助于实现管道运行设备的标准化管理。通过合理安排专人对管道设备运作情况进行实时监控与记录，尤其是加强自动控制设备的维护检修，确保自动控制系统及时发现管道存在的问题，提高管道运行的可靠性。另一方面，从人员管理方面着手，结合工作实际制定奖惩制度，通过技能考核、事故演练的方式，提高基层员工的工作热情、丰富操作人员的实战经验。同时，依据岗位内容制定相应的管理制度，并督促基层员工严格按照规章制度作业，以此避免人为因素引起的安全事故出现。

7 结语

目前用于控制天然气管道泄漏的三种动态处理技术，应根据实际情况，从环境、施工机械、条件等方面选择最佳的动态处理技术。天然气管道泄漏的原因有很多。为了避免天然气管道泄漏对人类生活质量和安全造成的危害，必须对泄漏管道及时采用动态处理技术。堵塞的目的是为了有效地保证天然气管道的运输安全。