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长输天然气长输管道失效原因及安全管理研究

日期:2022-02-17 23:52:45


天然气管道的安全生产经营对天然气管道企业、地方经济发展和社会和谐稳定具有重要意义。在总结前人经验的基础上,分析了天然气管道失效的原因,总结了相应的风险管理措施,确保天然气管道输送任务的安全高效完成,提高了经济和社会效率。


傅志明(江西天然气集团有限公司)


目前,江西天然气集团公司已投产运行长输高压管道1 321km,江西省委、省政府实现县县通目标后,江西省长输高压天然气管道长度将达到3 400公里以上,长输管道安全涉及点、线、面广。一旦发生安全事故,将造成巨大的财产损失和人员伤亡,对公司造成极其恶劣的社会影响和灾难性后果。因此,天然气管道的安全生产经营对企业、地方经济发展和社会和谐稳定具有重要意义。


1 天然气长输管道安全管理存在问题


天然气管道故障的原因有很多,有些是由于天然气管道本身的质量问题,如焊接不符合质量要求、管道缺陷或管道连接密封问题 ;有些是由于天然气管道受到人为破坏、腐蚀、自然灾害等外部影响。为了识别天然气管道的潜在危害和影响因素,国际管道研究委员会收集了大量的管道数据和事故案例。经过调查、研究和分析,天然气管道事故的根本原因分为3类9 类,具体原因和划分如图1 所示。




根据实际管道故障案例统计,由于外部损坏、腐蚀、材料和安装缺陷、非法操作或管理不当等5个主要因素,导致管道泄漏或破裂,导致火灾爆炸事故。鉴于欧洲、美国和苏联(俄罗斯)管道建设相对发达,管道开发、管径变化、使用寿命延长和事故原因具有重要的参考意义。根据国内相关学者的统计研究数据,世界主要国家和中国四川油气管道故障原因分析见表1。


表1



1.1 外部干扰


外部干扰一般是指由外部原因或第三方责任引起的管道事故,是管道事故的主要原因,约占事故总数的49%.约占江西省天然气管道事故38%.5%。第三方施工一般定位为管道中心线左右的外部单位m 范围内的各种施工作业不仅严重影响了长输管道的运行安全,而且增加了长输管道施工的风险。


1.2 施工缺陷和材料缺陷


施工缺陷主要包括施工过程中的机械损坏、焊接接头不合格、防腐层损坏甚至补充、管道底部异物导致后期凹陷、管道敷设横切山造成滑坡隐患、管道埋深不足等。上述施工缺陷和材料缺陷的修复对生产管道造成了巨大的损失。一方面,损坏运行存在很大的安全风险,另一方面,修复缺陷往往需要停止运输,即使在压力管道上不断运输,安全风险高,维护成本高。因此,减少早期施工缺陷和材料缺陷,可以有效保证管道的安全运行,降低维护成本。


1.3 地质灾害


地质灾害的发生具有突发性强、破坏性大的特点,地质灾害引发的天然气管道事故的后果也非常严重。江西山丘区和雨区,是更严重的暴雨山滑坡、泥石流地质灾害易发区,特别是在江西南部管网沿线地质环境条件复杂,局部谷深,地形高差大,岩坡陡峭,由于管道敷设在浅表面,更容易受到各种地质灾害的影响。


1.4 腐蚀失效


腐蚀也是欧洲1970—2007 年段输气管道泄漏的主要原因之一,且通常发生在薄壁管上,从统计结果中,腐蚀导致管道发生失效事件排在第3 位,占总数的14.31%。腐蚀也是中国四川地区输气管道1969—2003 年段输气管道泄漏的主要原因之一,占总数的39.5%的主要原因是四川天然气含有大量硫化氢,容易导致管道内腐蚀。因此,腐蚀也是长输管道故障的重要原因。


2 天然气长输管道安全管理应对策略

长输天然气长输管道失效原因及安全管理研究「天然气智库」


2.1 完善前期设计


设计是管道能否长期安全运行的重要前提。在设计阶段,应对管道路由进行全面调查,收集沿线地质、人口周边环境、类似工程事故等相关信息,选择最合适的路由。施工图出版前,应组织人员仔细调查路由,避免管道通过人口密集的高后果区、滑坡、泥石流、陡坡等特殊地质灾害区。同时,管道设计方案应充分论证,充分听取各专业人员的意见,从各方面吸取教训,提高管道设计的基本安全,降低后期维护成本。


2.2 加强施工过程控制


施工质量是管道安全、顺利运行、减少事故的关键,也是可以显著降低后续维护成本的环节。在施工过程中,应遵守国家和行业的相关施工规范,并做以下工作:


施工过程中严格执行规范,严防出现不合格焊口、黑口 ;焊口防腐修补时严格按照工艺要求进行操作,保证补口质量,杜绝出现补口未防腐事件发生,防止留下安全隐患 ;管道下沟过程中避免管道防腐层的损坏和管道本体的划伤 ;对地质灾害易发地段的,要完善专项保护方案,确保后期投产后管道安全。


在做好工程施工管理的同时,建议施工单位制定对施工单位的处罚制度。如果在三检四定前,施工单位和监理应进行自检和自我改造。施工方确认无异常问题后,施工单位应调动公司专业人员检查管道埋深、管道防腐层和水工保护情况。如果发现管道本体损坏、埋深不足或防腐层缺陷,施工单位除无条件整改外,还应承担由此产生的检测费用,并对其进行一定的经济处罚,以提高管道的基本安全性。


2.3 加强运行管理


管道投产后,设计使用寿命一般为30a 以上,针对国内外事故及原因分析,在运行过程中控制管道风险尤为重要,确保管道的长期安排和顺利运行。管道企业需要实施GB 32167-2015《油气输送管道完整性管理规范》要求,除管道全生命周期完整性控制外,建议重点完善以下工作 :


(1)加强线路巡逻管理。管道线路巡逻是基础,巡逻人员的责任感是关键。一方面,各单位需要不断培训,提高巡逻人员的风险识别和隐患排查能力,增强工作责任感。另一方面,通过考核和实现,鼓励巡逻人员更换不负责任、长期缺失的地方巡逻人员,调离或考核不合格的专职巡逻人员。


(2)安全管理前沿,第三方施工管理扎实。简化施工前方案审批流程,在满足管道保护要求的前提下,尽快批准,防止方案审批时间延误对方工期,加强双方矛盾。管道周围土壤作业前,应进行管道埋深、方向等关键信息的技术交底,识别风险,重点加强施工项目负责人、现场负责人和机械设备操作人员的安全教育,建立管道安全红线意识 ;管道安全范围内的开挖必须安排人员监督,及时补充和完善预警标志设施,必要时设置管道保护硬隔离设施,严格按照方案进行管道保护。


(3)做好管道保护和宣传工作。完善管道周边企业、村委会、学校、农民的准确宣传方式,定期走访村委会等具有特定影响力的人员,提前掌握管道周边施工情况。完善管道线路加密桩和警示标志,确保管道方向清晰。实施管道保护报告奖励制度,提高群众积极性,及时发现和报告第三方施工,提高群众积极性。


(4)科学识别地质灾害,治早治小,有效降低维护成本。针对地质灾害隐患,要科学识别,提前识别,争取治小治早~3a,由于施工过程中地质山体的干扰和破坏,发生地质灾害的可能性较高,应提前进行研究和判断,有效减少地质灾害的发生护成本的投资。


(5)加强防腐管理,确保管道长期安全稳定。管道防腐层的质量直接限制了管道的使用寿命,影响了管道的长期安全稳定运行。在日常管理工作中,首先需要认真负责地组织人员定期测量阴极保护参数,及时处理异常问题,确保阴极保护系统的正常问题 ;其次,组织力量挖掘管道库存防腐层泄漏点,一方面可以解决管道外腐蚀,另一方可以发现部分管道本体损坏,第三,及时注意管道腐蚀,防止管道腐蚀故障。


(6)实施管道完整性管理,确保管道的基本安全。实施管道完整性管理,全面检测管道清洗,识别管道潜在的本体缺陷,提前维护,为管道维护提供科学依据,将应急维护改为计划维护,降低管道维护成本,避免管道维护的盲目性。


3 结束语


通过对天然气管道事故原因的统计分析,总结了长输气管道故障的主要原因。为保证长输气管道的安全运行,建议从管道设计、施工、后期运行阶段采取有针对性的安全措施,减少或减少影响管道的危害因素,保持天然气管道系统的完整性,提高管道的安全性能,降低后期维护成本,提高管道企业的经济效益。



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