天然氣長輸管道防腐及運輸風險防控措施

江永強

（中國石化天然氣分公司川氣東送天然氣銷售中心，湖北武漢 430223）

1 天然氣長輸管道防腐的重要性

我國是主要的能源消耗國，天然氣作為我國的一種重要的能源，關(guān)系到人民的生活起居，因此保障充足的天然氣供應(yīng)是維護人民高質(zhì)量生活的前提，充足天然氣供應(yīng)需要每天有大量的天然氣通過天然氣管道輸送，因此做好天然氣管道的維護工作十分重要。城鎮(zhèn)開發(fā)建設(shè)過程中，會有大量的線纜以及管道深埋在地下，天然氣管道作為所有管道中所處環(huán)境較為復(fù)雜的管道，因此其很容易受潮、受腐蝕等，由于這些因素的影響，導(dǎo)致天然氣的輸送質(zhì)量很難有一個長時間的保障，特別需要引起關(guān)注的是天然氣管道受腐蝕到一定程度時就會引起天然氣的泄漏，天然氣泄漏是件十分嚴重的能源泄漏事故，其極容易引發(fā)火災(zāi)或者爆炸等事故，嚴重威脅到人民的生命財產(chǎn)安全，另外，天然氣的泄漏還會造成比較大的生態(tài)環(huán)境污染，如污染大氣、河流以及土壤等，總而言之，天然氣管道的防腐工作是安全運輸?shù)角Ъ胰f戶的唯一途徑，因此加強天然氣管道的維護，提升天然氣管道的質(zhì)量來保障天然氣的源源不斷地輸入千家萬戶具有十分重要的意義。

2 風險評價分析分析以及原理

2.1 管道運營安全性分析

天然氣管道使用到一定的年限后，就會在質(zhì)量上存在或多或少的問題，根據(jù)統(tǒng)計調(diào)查顯示，當今世界所用管道中有超過一半以上的管道都是服役時間過長的管道，其服役年齡高達20～25a，這些服役時間過長的管道，大多排布于地底下，存在穿越地區(qū)廣，地下環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)歷不同土層等特點，輸送介質(zhì)壓力高，還時常會碰到自然災(zāi)害以及人為事故等不可避免的因素。由于管道是地下運輸，因此在日常的檢測工作中存在很高的難度系數(shù)，導(dǎo)致管道事故的發(fā)生存在很大隱蔽性，另外加上油氣具有易燃以及易爆的特點，在某些特定情況下，一旦發(fā)生泄漏就可能造成嚴重的火災(zāi)爆炸事故，會給事故地帶來毀滅性的災(zāi)難，同時給社會和國家?guī)碇卮蟮慕?jīng)濟損失，因此各地都需要重視管道運營過程中的風險性的評估，同時也需要發(fā)展和完善評估技術(shù)，增強評估的精準性，為我國燃氣管道的運輸保駕護航，這樣也能大幅地降低因為燃氣泄漏而引起的重大責任事故，有利于社會和諧安定，為人民的生命財產(chǎn)安全加上一層保護強。

2.2 天然氣管道風險評價方法

天然氣管道風險的評價方法是整個評價系統(tǒng)中的重中之重，目前已有的評價方法主要包括以下三大類，分別是定性風險評價、半定量風險評價以及定量風險評價。①定性風險評價的主要作用是找到系統(tǒng)中存在的管道危險，同時查找出誘發(fā)管道事故的各種因素，主要是分析這種因素對管道事故產(chǎn)生的影響程度以及在什么條件下會導(dǎo)致管道出現(xiàn)管道事故，最終通過綜合考慮來確立管道事故應(yīng)該采取的措施，該評價方法的最大好處在于不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型以及方法，該評價的精準性與專家學(xué)者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，需要專家根據(jù)影響因素來劃分其細致性以及層次性，達到直觀、簡便、快速等特點，定性風險評價方法進行具體細分，包括安全檢查表、預(yù)先危害性風險以及危險和操作性分析等，預(yù)化風險主要是通過行業(yè)專家的觀點提供高、中、低等三種類型的風險等級，但是關(guān)于事故的發(fā)生頻率以及損失后果很難做到量化處理，其評價的最主要作用在于識別預(yù)防風險。②半定量風險與定性風險的最大區(qū)別在于半定量風險可以對風險進行量化評估，其能相對準確地估算事故發(fā)生后產(chǎn)生的損失后果以及故事發(fā)生的概率等，然后經(jīng)過一系列的數(shù)學(xué)處理的方法來得到一個相對風險的指標。③定量評價方法是管道風險評估的高級階段，其在評估的過程中采用嚴密的推理以及統(tǒng)計方法得出數(shù)據(jù)，因此其數(shù)據(jù)最具有科學(xué)性和參考性，定量法的運用給有效避免管道風險提供了很好的措施，同時也給管道經(jīng)營者提供很好的經(jīng)營武器，同時該方法還可以運用在效益、成本以及風險的分析之中。

2.3 在役不同時期長輸管道可靠性安全性分析

引起管道事故的主要因素：①管材質(zhì)量主要強度出現(xiàn)降低的現(xiàn)象；②制管的質(zhì)量出現(xiàn)問題；③因為內(nèi)外腐蝕的原因，內(nèi)外腐蝕的作用是管道腐蝕穿孔或者由于應(yīng)力腐蝕；④超壓；⑤第三方破壞，第三方破壞主要是指在管道周圍進行其他操作時對管道造成的損傷；⑥施工質(zhì)量，施工質(zhì)量主要是指在施工過程中由于焊接和施工損傷導(dǎo)致而成；⑦自然環(huán)境災(zāi)害，是指在施工管道附近出現(xiàn)一些滑坡、洪水以及地震等現(xiàn)象。這些影響因素中，除了少部分因素是發(fā)展變化之外，其他影響因素都處于一個固定的狀態(tài)，其中這些不變因素在平時的檢測過程中很注意到這些因素，而這些因素往往因為被忽視而在不經(jīng)意之間釀成火災(zāi)或者爆炸事故，給人們的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的損害。因此為了加強對燃氣管道運輸?shù)姆治觯瑧?yīng)該根據(jù)管道的運輸年限具體地進行分析。

3 油氣管道腐蝕的因素以及原理

現(xiàn)代社會燃氣運輸?shù)闹饕绞绞峭ㄟ^管道地下運輸，而腐蝕作用在所有各破壞因素中，扮演著首當其沖的作用，所以應(yīng)研究其腐蝕的機理，進而找到防腐蝕的措施等，油管道腐蝕的環(huán)境有大氣腐蝕、土壤腐蝕以及水腐蝕等。

1）大氣腐蝕，大氣腐蝕是由于大氣中的水、二氧化碳以及氧等物質(zhì)作用下引起的腐蝕，如在工業(yè)環(huán)境中，大氣常常呈現(xiàn)出酸性，這種環(huán)境極易產(chǎn)生去氫化極的腐蝕，由于氧氣極容易達到陰極，所以大氣中氧的腐蝕作用仍然是主要的。

2）土壤腐蝕，土壤腐蝕是因為土壤中存在大量的水分以及能進行導(dǎo)電的離子存在，使土壤中具有電解質(zhì)的特征，另外由于受到外界漏電的影響，導(dǎo)致土壤中先許電流通過金屬管道，造成對金屬的電解作用，電解電池的陽極是容易遭受腐蝕的部位，土壤中含有大量微生細菌，細菌對金屬產(chǎn)生的腐蝕稱為生物腐蝕。

3）水腐蝕，水在特定的情況下會對金屬設(shè)備和管道產(chǎn)生嚴重的腐蝕，尤其是酸性水，其含有大量的氫化物，最常見的腐蝕物質(zhì)是水中有溶解的氧氣、二氧化碳以及硫化氫等氣體。

4 防止油氣管道腐蝕的重要措施

4.1 施工階段長輸管道預(yù)防腐蝕的具體措施

（1）通過各種方法來加強天然氣管道的表面保護措施，天然氣管道的施工過程中存在防腐補口的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的重點把握能在很大程度上防止天然氣管道在長期的運輸過程中出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，從而提高天然氣運輸?shù)陌踩?，因此提升天然氣管道的防腐補口的施工質(zhì)量有著十分重要的意義，該環(huán)節(jié)可以采取的措施有進行環(huán)境監(jiān)測、表面預(yù)處理檢查、噴砂處理前的預(yù)熱檢查以及噴砂清理檢查等4個方面的措施，這些措施的搭配使用，能有效地提升天然氣管道的防腐補口的施工質(zhì)量。研究顯示環(huán)境檢測能對施工質(zhì)量產(chǎn)生十分巨大的影響，通常而言，防腐補口表面處理需要保證其所處環(huán)境的濕度在85%以下，同時需要確保鋼管表面的溫度高于露點3℃，在這樣的施工環(huán)境下，才能確保整個施工過程中不會出現(xiàn)毛刺、飛濺、夾層以及缺口等問題，此項措施能確保施工質(zhì)量，其需要注意的操作措施為，在進行噴砂工作之前，需要對鋼材等施工材料采取預(yù)處理的措施，這樣操作的好處是能夠?qū)崿F(xiàn)除濕的目的，最后也可以避免返銹情況出現(xiàn)。通常而言，鋼管使用時需要把其溫度加熱到50℃，噴砂清理檢查同樣也是防腐補口表面處理一項重要的環(huán)節(jié)，該操作的主要目的是清理掉鋼管表面的可溶性鹽漬。

（2）加強施工階段天然氣控制的底漆應(yīng)用控制，在進行防腐補口工作步驟后，接下來就是開展地下施工，在施工環(huán)節(jié)過程中需要牢牢把握施工過程中的質(zhì)量，其中涉及的環(huán)節(jié)包括環(huán)境監(jiān)控、材料選擇等、

（3）其他管理防腐措施，由于燃氣管道維護布置十分復(fù)雜，在短時間內(nèi)做好防護工作是很難的，因此需要維護人員有一個好的心態(tài)，需要注重細節(jié)，從生活中的細小環(huán)節(jié)入手，同時做好燃氣管道各個環(huán)節(jié)的勘察工作，在勘察的過程中一旦發(fā)現(xiàn)有問題的地方，需要及時采取措施來進行修補。作為防護人員，在日常的維護工作中，需要在熟悉各項維護措施情況里，做好每日的管道勘察登記，對于燃氣管道的關(guān)鍵部位，需要進行重點檢查，尤其是管道內(nèi)部容器壓力的檢測，在檢查前需要制定出一套科學(xué)合理管理方案，通過系統(tǒng)的方案來消除隱患，為燃氣的運輸提供各方面的支撐。

4.2 使用階段天然氣管道預(yù)防腐蝕的具體措施

在天然氣的使用過程中關(guān)于預(yù)防腐蝕的具體措施包括犧牲陽極的陰極保護措施和外加電源的陰極保護措施。

（1）犧牲陽極的陰極保護措施，該保護措施的原理是通過在天然氣管道的外壁通過一定的方式方法來增加一種其金屬活躍性質(zhì)高于管道金屬的金屬材料作為保護措施，這樣可以通過管道金屬、管道以及水蒸氣等電解質(zhì)共同組成一個原電池，在這個閉合電路中，其中陽極是活躍金屬，陰極是天然氣長輸管道，陽極的活躍金屬會被持續(xù)腐蝕，并且天然氣的長輸管道會被保護，長輸管道在進行保護的同時，需要考慮長輸管道的長度、管壁厚度以及所處環(huán)境情況等因素，共同確定活躍金屬的位置以及用量。

（2）外加電源的陰極保護措施，該防腐措施因為在實際過程中使用的一些弊端，導(dǎo)致該措施在生產(chǎn)生活中很難進行大面積的推廣，但其從科學(xué)角度而言是可行的。其原理是在金屬管壁的外面增加電源，通過這種方式來保護天然氣管道，其使用較少的原因是因為天然氣的性質(zhì)所決定，因為天然氣的理化性質(zhì)具有易燃易爆的特點，在這種環(huán)境中如若電流未能控制在一個安全有效的范圍之內(nèi)，極容易產(chǎn)生危險事故。并且其在使用過程中還需要根據(jù)實際情況來確定電源所需要的電壓和電流。

5 結(jié)束語

我國是一個人口大國，每天對各種能源的需求巨大，尤其是燃氣資源，每天需要耗損巨大。天然氣作為城市居民生活的必需品，每天的正常供應(yīng)是保障人民生活質(zhì)量的基礎(chǔ)，因此本文對加強天然氣長輸管道防腐及運輸風險措施管理具有相當重要的現(xiàn)實意義。