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天然气长输管道防腐及运输风险防控措施

日期:2022-02-17 23:48:15


随着社会的不断发展和人民生活水平的提高,每个家庭的生活方式也随着社会和科技的进步而发生了巨大的变化,尤其是城市居民。在各种城市基础设施建设不断完善的背景环境下,他们的生活方式带来了极大的便利,其中天然气管道进入 家庭取代煤气灌装安装就是其中之一。



文章:江永强(中国石化天然气分公司川气东天然气销售中心)


管道运输是天然气运输的主要方式,在天然气长期运输过程中容易发生管道腐蚀等 现象,导致一系列运输风险故障。以天然气长输管道防腐和运输风险防治措施为研究课题,重点关注天然气管道防腐措施和天然气运输过程中的风险控制措施。


1 天然气长输管道防腐的重要性


我国是主要的能源消耗国,天然气作为我国的一种重要的能源,关系到人民的生活起居,因此保障充足的天然气供应是维护人民高质量生活的前提,充足天然气供应需要每天有大量的天然气通过天然气管道输送,因此做好天然气管道的维护工作十分重要。


在城市开发建设过程中,会有大量的电缆和管道埋在地下。天然气管道作为所有管道中环境复杂的管道,容易受潮腐蚀。由于这些因素的影响,很难长期保证天然气的输送质量。特别需要注意的是,当天然气管道被腐蚀到一定程度时,会造成天然气泄漏。天然气泄漏是一种非常严重的能源泄漏事故,容易引起火灾或爆炸事故,严重威胁人民生命财产安全。此外,天然气泄漏还会造成相对较大的生态环境污染,如大气污染、河流和土壤污染。总之,天然气管道的防腐工作是安全运输到千家万户的唯一途径。因此,加强天然气管道的维护,提高天然气管道的质量,保证天然气不断输入千家万户具有重要意义。


2 风险评估分析及原理


2.1 管道运行安全分析


天然气管道使用一定年限后,或多或少会出现质量问题。据统计调查,世界上一半以上的管道都是服务时间过长的管道,服务年龄高达20岁~25a,这些服务时间过长的管道大多布置在地下,具有穿越面积广、地下环境复杂、土层不同、输送介质压力高、自然灾害、人为事故等不可避免的因素。


由于管道是地下运输,日常检测工作难度系数高,导致管道事故隐蔽性大。此外,油气易燃易爆。在某些特定情况下,一旦发生泄漏,可能会造成严重的火灾爆炸事故,给事故现场带来毁灭性的灾难,给社会和国家带来重大的经济损失。因此,各地都需要重视管道运行过程中的风险评估。同时,还需要开发和完善评估技术,提高评估的准确性,护送我国燃气管道的运输,大大降低燃气泄漏造成的重大责任事故,有利于社会和谐稳定,为人民生命财产安全增添强有力保护。


2.2 天然气管道风险评估方法


天然气管道风险评估方法是整个评估系统的首要任务。现有的评估方法主要包括定性风险评估、半定量风险评估和定量风险评估三类。


①定性风险评估的主要作用是发现系统中存在的管道风险,发现诱发管道事故的各种因素,主要是分析这些因素对管道事故的影响,以及在什么条件下会导致管道事故,最终通过综合考虑确定管道事故应采取的措施,评价方法的最大优点是不需要建立准确的数学模型和方法,评价的准确性与专家和学者的经验密切相关,专家需要根据影响因素划分其细节和层次,实现直观、简单、快速的特点,具体细分定性风险评价方法,包括安全检查表、预危险风险、危险和操作分析等,预化风险主要是通过行业专家的观点提供高、中、低三种风险水平,但事故频率和损失后果难以量化,其评价的主要作用是识别预防风险。


②半定量风险与定性风险最大的区别在于,半定量风险可以定量评估风险,可以相对准确地估计事故发生后的损失后果和概率,然后通过一系列的数学处理方法获得相对风险指标。


③定量评估方法是管道风险评估的先进阶段。在评估过程中,采用严格的推理和统计方法获取数据。因此,其数据是最科学和参考的。定量法的应用为有效避免管道风险提供了良好的措施,也为管道运营商提供了良好的商业武器。同时,该方法也可用于效益、成本和风险分析。


2.3 长输管道在不同时期的可靠性和安全性分析


导致管道事故的主要因素 :


①管道质量主要强度降低 ;

②管道质量问题 ;

③内外腐蚀的作用是管道腐蚀穿孔或应力腐蚀 ;

④超压 ;

⑤第三方损坏,第三方损坏主要是指管道周围其他操作造成的损坏 ;

天然气长输管道防腐及运输风险防控措施「天然气智库」

⑥施工质量,施工质量主要是指施工过程中焊接和施工损坏引起的 ;

⑦自然环境灾害是指施工管道附近的滑坡、洪水和地震。


在这些影响因素中,除少数因素是发展变化外,其他影响因素处于固定状态,这些不变因素在通常的检测过程中非常注意这些因素,这些因素往往被忽视,无意中导致火灾或爆炸事故,对人们的生命财产安全造成巨大损害。因此,为了加强对燃气管道运输的分析,应根据管道运输年限进行具体分析。


3 油气管道腐蚀的因素及原理


现代社会燃气运输的主要方式是通过管道进行地下运输,腐蚀在所有破坏因素中起着首当其冲的作用。因此,应研究其腐蚀机然后找到防腐措施。油管腐蚀环境包括空气腐蚀、土壤腐蚀和水腐蚀。


1)大气腐蚀,大气腐蚀是由水、二氧化碳和氧气引起的腐蚀,如在工业环境中,大气往往呈酸性,这种环境容易产生氢化极腐蚀,因为氧气容易达到阴极,所以大气氧的腐蚀仍然是主要的。


2)土壤腐蚀,土壤腐蚀是由于土壤中有大量的水和导电离子,使土壤具有电解质的特点,由于外部泄漏的影响,导致土壤电流通过金属管,导致金属电解,电解电池阳极易腐蚀,土壤含有大量微生物细菌,细菌对金属的腐蚀称为生物腐蚀。


3)水腐蚀,水在特定情况下会对金属设备和管道产生严重腐蚀,特别是酸性水,含有大量氢化物,最常见的腐蚀物质是溶解氧、二氧化碳和硫化氢。


4 防止油气管道腐蚀的重要措施


4.1 防止施工阶段长输管道腐蚀的具体措施


(1)通过各种方法加强天然气管道的表面保护措施。天然气管道施工过程中存在防腐密封的关键环节。这一环节的重点可以在很大程度上防止天然气管道在长期运输过程中的腐蚀,从而提高天然气运输的安全性,因此,提高天然气管道防腐密封的施工质量具有重要意义。本环节可采取的措施包括环境监测、表面预处理检查、喷砂处理前预热检查、喷砂清洗检查等4项措施。这些措施的结合可以有效提高天然气管道防腐密封的施工质量。研究表明,环境检测对施工质量影响很大。一般来说,防腐密封表面处理需要确保环境湿度低于85% ,钢管表面温度高于露点3℃,在这样的施工环境下,可以保证整个施工过程中不会出现毛刺、飞溅、夹层、缝隙等问题。这种措施可以保证施工质量。需要注意的操作措施是在喷砂前对钢材等施工材料采取预处理措施,这样操作的好处是可以达到除湿的目的,最后可以避免返锈。


一般来说,钢管的温度需要加热到50℃,喷砂清洗检查也是防腐补口表面处理的重要环节,其主要目的是清除钢管表面的可溶性盐渍。


(2)加强施工阶段天然气控制底漆的应用控制。防腐补口步骤完成后,下一步是进行地下施工。施工过程中要牢牢把握施工过程中的质量,包括环境监测、材料选择等。


(3)其他管理防腐措施,由于燃气管道的维护布局非常复杂,很难在短时间内做好防护工作。因此,维修人员需要有良好的心态,注意细节,从生活中的小环节入手,做好燃气管道各个环节的勘察工作。一旦在勘察过程中发现问题,需要及时采取措施进行修复。作为保护人员,在日常维护工作中,需要熟悉各种维护措施,做好日常管道勘察登记。对于燃气管道的关键部位,需要重点检查,尤其是管道内容器压力的检测。检查前需要制定一套科学合理的管理方案。


4.2 防止使用阶段天然气管道腐蚀的具体措施


在天然气使用过程中,预防腐蚀的具体措施包括牺牲阳极和外部电源的阴极保护。


(1)牺牲阳极的阴极保护措施。保护措施的原理是通过在天然气管道外壁添加一种金属材料,其金属活性高于管道金属。这样,就可以通过管道金属、管道、水蒸气等电解质形成原电池。在这个封闭电路中,阳极是活性金属,阴极是天然气长输管道。阳极活性金属会继续腐蚀,天然气长输管道会受到保护。在保护长输管道的同时,需要考虑长输管道的长度、壁厚和环境条件,共同确定活性金属的位置和用量。


(2)外部电源的阴极保护措施,由于实际过程中使用的一些缺点,在生产和生活中难以大规模推广,但从科学的角度来看是可行的。其原理是在金属管壁外增加电源,通过这种方式保护天然气管道,由于天然气的性质,由于天然气的物理化学性质易燃易爆,如果电流不能控制在安全有效的范围内,很容易发生危险事故。在使用过程中,还需要根据实际情况确定电源所需的电压和电流。


5 结束语


中国是一个人口众多的国家,每天对各种能源的需求都很大,尤其是天然气资源。天然气作为城市居民生活的必需品,日常正常供应是保证人民生活质量的基础。因此,本文对加强天然气长输管道防腐和运输风险措施管理具有重要的现实意义。


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