天然气长输管道抢修技术

天然气长输管道抢修技术

高虎明

国家管网集团西部管道公司独山子输油气分公司 新疆 克拉玛依 833600

摘要：天然气长输管道是必要且重要的能源基础设施，也是事故风险和故障率比较高的基础设施。尤其是长输管道，由于地理跨度太大，地理及自然环境恶劣，加上内部因素的影响，更容易出现管道泄漏等事故。天然气易燃易爆，发生事故必须立即抢修，对抢修人员的技术应用规范及抢修效率有很高要求。本文对天然气长输管道的泄漏故障成因、抢修技术应用以及维护管理措施进行条毫分缕析，细致论证，希望帮助抢修作业企业及人员提高风险抢修和安全意识，保证天然气长输管道尽快修复。

关键词：天然气；长输管道；抢修技术

引言：天然气长输管道经常发生泄漏故障，主要原因包括管道防腐绝缘层裂化，腐蚀穿孔，环形裂缝、人为因素及自然灾害等，相关企业必须科学规范执行抢修技术，对泄漏危害进行危险程度进行评估，做好准备工作，规范化落实现场抢修技术，同时在日常维护中优化维护管理制度，完善管道管理机制，为天然气长输管道安全稳定运行打好基础，保障能源安全。

1.1.天然气长输管道外泄的故障成因

1.1管道外泄主要故障问题表现

1.1.1环形裂缝

这种裂缝危害通常以溶蚀错边以及焊接作业焊不透为主要表现形式，天然气长输管道持续不断地长时间运行，在外力作用下断面会有应力产生，导致旧有缺陷逐渐恶化，超过额定临界值就会出现裂纹，原有的稳定性被打破，焊缝最终走向断裂。

1.1.2防腐绝缘层裂化，管道腐蚀穿孔

天然气管道以长输管道居多，它们一旦投入运行即长期持续，久而久之防腐绝缘层必定会逐渐老化，进一步形成裂化，最终导致整个防腐层完全失效，不得不面对腐蚀风险。天然气管道出现的腐蚀以点蚀为主，锈蚀引起的斑点分布很不均匀，严重的还会出现腐蚀坑。防腐层裂化通常以腐烂为主要现象，腐烂由防腐层表面开始，逐渐向钢管深入腐烂，而且整个过程持续不断。如果管道所在位置是盐碱性很强的沼泽地，管道在持续浸泡下势必加剧腐蚀直至穿孔，外加上外部因素，导致腐蚀裂化风险持续升高，腐蚀穿孔会越来越快。

1.2管道外泄故障成因

1.2.1人为因素

长输天然气管道顾名思义是长距离输送，施工人员已第三方人员为主，而且机械化程度较高，施工过程的操作失误或不慎，甚至不排除犯罪分子蓄意破坏的可能，管道破裂现象时有发生。

1.2.2自然灾害

长输管道由于要跨域千山万水，地形地貌复杂多变，所在位置地理及周边环境不一而足，自然界包括地震、洪涝灾害以及山体滑坡等几乎所有自然灾害都会遇到，管道发生断裂、变形以及架空问题屡见不鲜。

2.天然气长输管道抢修技术

2.1.泄漏及风险评估

抢修天然气管道有多个步骤，具体包括现场勘察、方案设计、抢修过程、管道检测及防腐处理等，每个环节都有不同的事故风险，需要谨慎识别，制定行之有效的抢修方案，控制泄露风险系数，保证抢修作业圆满成功。

2.2.准备工作

①场地警戒。对管道外泄可能波及的范围进行精准估测，疏散范围内人员，圈定范围边界并设置警示标识，避免事态进一步扩大。严格依据行业规范布设消防设施，结合现场实况，借助专业设施和手段排查确定泄漏风险成因，判明风险因素，编制切实可行的抢修方案；②管道泄压及放空。管道泄漏风险一旦发生，泄露点位上游下游阀门以及阀室截断阀一律关闭，截断的泄漏管段内残余气体全部放空。如果泄漏管段必须更换管道，须先行把管内天然气全部放空，再向管内置换入氮气等气体，为后续动火作业做好事先安全可靠性保障；③开挖作业坑。出现泄漏管段的管道更换之前，须先行进行作业坑开挖。作业坑位于管道底部，距离管道须超过50毫米，两侧做好放坡作业，结合作业坑的实际深度，挖土深度在一米以内，可以不设放坡；挖土深度在一米到两米之间，按照1:0.5比例放坡；挖土深度在两米到四米之间，按照1:0.7比例放坡；挖土深度在四米到五米之间，按照1:1比例放坡。设计时要在两侧合适位置设置逃生通道，为换管作业提供可行性及实效性保障。

2.3.现场抢修

①替换管道。如果发生泄漏风险的管段管道破损面积太大已经无法再用，必须通过动火作业对损坏管道进行替换，而且要提前精准测量损坏管道的具体长度，据此确定替换作业的实际长度，然后通过爬管机对替换管段管道进行切割。切割作业完毕，须选用比原来管道更大的管径以及壁厚，选好坡口角度，准确对正切割的管道切口；②补强修复法。如果管道仅仅是程度不大的变形，或者管道出现可腐蚀风险，可选择套袖法对原有管道进行补强。套袖灌必须为钢管，且材质等同于原有管道，测量管径数据，在管径数据基础上取接近1.5倍为套袖长度，去除管道外部设置的防腐层，通过吊车在原有管道完成套袖安装；③管卡修复法。如果管道泄漏风险是外力作用下引发的，而且情况严重，管卡法是适用的修复方法。做法是对出现破损的管道进行防腐层去除，管道表面保持干净整洁，借助卡具引导泄漏管道内部的介质到达安全区域，再借助卡具进行密封，与泄漏介质实现安全隔离，确认安全后换管作业才能开始；④顶针堵漏法。如果管道因腐蚀而穿孔，或者材料本身存在质量缺陷，可以选择顶针堵漏法修复。做法是在管道泄漏部位安装管卡，且顶针椎顶丝布设于泄漏点位，然后对内丝进行牢固紧固，确认顶丝已经完全把泄漏点位封堵，达到预期的堵漏成效。复测泄漏彻底排除，围绕椎丝牢固焊接到管道上，然后拆卸链条卡具，清理剩余椎体，再实施补强板焊接作业。

3.维护天然气长输管道的有效策略

3.1.优化完善管道维护管理制度

①天然气长输管道完成铺设作业，须科学分析管道的预期寿命以及当前的运行状况，掌握相关数据信息；②结合当前管道的具体运行状况科学制定维护检修规划方案，保证天然气长输管道能够保持运行的长期安全稳定性。在日常开展天然气长输管道维护作业期间，通常需要去除管道四周的土体，利用绝缘材料进行填充，确保腐蚀性因素隔绝于管道之外；同时还要积极研发管道防护的新型材料和工艺，为长输管道提供长期防腐保障；③结合管道具体运行状况编制切合实际的长输管道维护检修规划方案，以保证管道运行始终维持合理温度为前提，尽量缩短维修作业周期，把维修作业带来的损失压缩到最低限度；④维护检修作业期间，施工企业的管理人员必须在施工现场全程监督，对施工质量以及安全性进行严格监管，提升维护检修作业效率，保证达到预期成效。

3.2.完善管道管理机制

施工企业必须持续优化完善天然气长输管道维护管理制度，抢修准备工作中要提前对抢修作业现场进行实地调研，全面掌握现场地形地貌以及地理环境条件，编制切实可行的抢修方案。对作业人员进行全程监管，所有作业流程必须细致检查。一旦抢修作业发生安全事故，要第一时间实施应急预案，排查事故成因并深刻反省，作业人员再次接受业务培训。抢修作业严格落实事前、事中以及事后的管理措施，加大检查力度，保证所有施工工序安全合理，严格控制安全风险。

结束语：总而言之，天然气是一种清洁能源，通常需要架设长距离输送管道，把天然气送到千家万户手中。天然气长输管道一旦投入运行即长期在复杂恶劣的自然及地理环境中使用，通常需要面对复杂多变的外部因素，因此产生泄漏事故的几率非常高。抢修施工企业还须全面排查长输管道泄漏事故的成因，采取科学适用的抢修技术进行管道抢修和维护管理，保证天然气长输管道的安全稳定运行，避免事故风险外溢造成严重损失。

参考文献

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[2]魏宝刚,王盼.天然气长输管道泄漏抢修与纵向价值链分析[J].城市建设理论研究(电子版),2016.

[3]张庆远.天然气长输管线抢修技术[J].城市建设理论研究:电子版,2016(3).DOI:10.3969/j.issn.2095-2104.2016.03.871.