油气长输管道安装缺陷与事故预防措施研究

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2019年第34期   作者:陈海滚
[导读] 摘要:现阶段,我国不断走向繁荣昌盛,各项经济稳步发展的过程中,石油和天然气作为目前主要的能源形式。
        赣浙国华(信丰)发电有限责任公司  江西省赣州市  341600
        摘要:现阶段,我国不断走向繁荣昌盛,各项经济稳步发展的过程中,石油和天然气作为目前主要的能源形式。近年来针对油气产业的资金和人力投入也在不断增大,主要表现是油气长输管道的建设力度在不断增加,为油气资源的长距离以及跨地区的运输作出了突出的贡献。同时,由于在工程建设过程中存在管道安装缺陷而影响油气长输管道的运营安全,这就需要针对不同的缺陷加强管理,避免出现安装缺陷来确保长输管道的运行安全。本文通过实践总结甬台温天然气和成品油管道工程建设、运行过程中质量管理的经验与教训,为今后长输管道的质量控制提供借鉴和参考。
        关键词:长输管道;安装缺陷;事故预防措施
        1油气长输管道安装的缺陷
        1.1 运输管道材料管理问题
        工程建设中对于工程原材料的选择是保障工程质量的基本条件,在油气长输管道建设过程中,对于管道管道母材、焊接材料的质量控制对于安装质量有着极大的影响。油气长输管道安装工程中,有些施工单位为了节约成本,在运管、布管过程中不加强对管道母材的保护,导致母材防腐层损伤;同时在选择焊接材料时没有按照国家标准进行选取和采购,造成管道安装质量缺陷,最终可导致管道发生泄漏现象。
        1.2 管道泄露的原因分析
        (1)防腐绝缘层裂化,腐蚀穿孔。长输天然气管道在长期运行过程中防腐层会因老化出现裂化,最后形成了脱蚀。腐蚀的主要形式为点蚀,存在不均匀的锈斑及腐蚀坑,防腐层裂化主要表现为腐烂,即从防腐层表面直至钢管表面持续腐烂,管道长时间浸泡在盐碱沼泽中会产生腐蚀导致穿孔。外力作用也会加速腐蚀裂化,提高腐蚀穿孔的速度。(2)环形裂缝开裂。环形裂缝主要表现为钢管焊接时未焊透以及溶蚀错边等缺陷,长期运行过程中输气管道受到外力在断面上所产生的应力作用,使原来的缺陷逐渐扩展到临界值最终造成裂纹的失稳扩展而导致焊缝出现断裂。(3)人为因素。长输天然气管道因为距离较长,随时可能由第三方人员机械施工、不法分子故意破坏管道等原因造成管道破裂。(4)自然灾害的破坏。管道埋设位置复杂,地形多变,由于地震、洪水、滑坡等自然灾害可造成管道悬空、变形和断裂等事故。
        2油气长输管道事故预防措施
        2.1 长输管道火灾事故的预防是安全防范的首要任务
        石油化工行业火灾蔓延和扩展速度极快,后果严重。尤其是长输管道系统火灾蔓延和扩展速度更快,且难以扑灭。特别是爆炸事故,一旦发生,必然造成重大损失。采取预防措施,加强明火管理,严防火种产生是系统安全管理的重要措施。企业应在醒目位置设立“严防烟火”“禁火区”“长输管道保护标志”等警戒标语和标牌,禁止携带各类火源和易产生碰撞火花的钉鞋器具等进入库内,加强管道巡查力度,禁止在长输管道周边进行动土作业。操作和维修设备时,应使用不发火的工具。生产区内,不准无阻火器车辆行驶。禁止拖拉机、畜力车等进入首末站。
        2.2泄漏问题的处理
        工作人员进行检测主要采取以下两种方法,直接方法和间接方法。直接的方法就是在管道外侧安置检测元件,对于原油运输状况以及是否泄漏进行直接的检测,这种检测方法最大的优势就是能够实时检测,精准定位,但是对于管道建设的要求较高,需要工作人员在建设管道之时配套安置这个检测装置。而间接的方法则主要是通过推测,通过对管道运行到某一个阶段是否会出现问题进行具体的推测。根据管道泄漏后引起的管道流量、压力等其他参数方面变化进行泄漏检测以及泄漏位置的判断。①体积、质量平衡法。

体积、质量平衡法是利用已有的测量仪器,如流量计、温度计、压力表对管道进行泄漏检测,观察后并判断是否存在轻微的泄漏。②压力梯度法。通常压力分布呈斜直线,根据漏点前后直线斜率的变化,判断泄漏点位置。此法需要在管道上进行多个压力检测点的检测。这种方法的灵敏度是远远比不上之前的直接方法的。但是这种方法也有它自身的好处,其对于管道建设安装没有多大的要求。一旦出现问题,可以进行更新换代,不断升级,不断解决存在的问题。不管是哪一种检测方式,皆是既有自身的特点,又存在劣势,后期需不断改进。
        2.3做好管道防腐的质量控制
        管道防腐层质量的好坏将直接影响到管道运营的安全和使用寿命,特别是天然气高压管道进入人口较为密集的地区后,运营安全更是至关重要。这就要求高压管道的防腐技术不断地提高和发展。首先要合理选择防腐材料,长输管道的补口防腐建议采用环氧树脂/辐射交联聚乙烯热收缩带三层结构,底漆使用无溶剂环氧树脂底漆。同时补口前对补口部位建议用喷砂除锈技术进行表面处理,设备采用喷砂机,除锈用砂采用石英砂,表面预处理质量应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定的Sa21/2级。对焊口进行补口施工时,先将补口搭接部位的聚乙烯层打磨至表面粗糙,再用火焰加热器对补口部位进行预热,按热收缩带产品说明书的要求控制预热温度并进行补口施工。埋在土壤中的金属管道由于各种原因管道表面将出现阳极区和阴极区,并在阳极区发生局部腐蚀。阴极保护是指将被保护金属进行阴极极化,使电位负移到金属表面阳极的平衡电位,消除其化学不均匀性所引起的腐蚀电池,使金属免遭环境介质如土壤的腐蚀,即用辅助阳极或牺牲阳极材料的腐蚀来代替被保护管道、设备的腐蚀,从而达到延长被保护管道的使用寿命,提高其安全性和经济性的目的。使用阴极保护时,被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层,以降低阴极保护的费用。阴极保护技术根据保护电流的供给方式,可分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。采用牺牲阳极法的主要优点有:无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其它建构筑物、保护电流利用率高等
        2.4做好焊接过程的质量控制
        1)焊工必须持有效期内的国家技术监督部门颁发的、具有相应项目的焊接资格许可证和工程上岗证。焊机性能必须稳定,功率参数应能满足焊接条件,焊接地线用卡具夹持在坡口内,以避免产生电弧损伤钢管表面及坡口的问题;2)焊接接头形式参见具体的焊接工艺规程,焊接工艺评定书。焊接方法见焊接工艺规程。焊接采用流水作业,每层焊道由两名焊工同时对称焊接,完成一个对接焊缝的焊接;3)焊前应在防腐管的焊缝两侧采用防烫胶皮对防腐层加以保护,胶皮尺寸按照有关规定要求执行。焊机地线应尽量靠近焊接区域并用卡具将地线与管表面接触牢固,防止地线与管壁产生电弧而烧伤管材;4)施焊时,严禁在坡口以外管表面引弧,每相邻两层焊道接头不能重叠,应错开20mm~30mm。根焊完成后,应尽快用钢丝刷、电动磨光机等清根,并尽快进行填充焊,但层间温度低于规范要求时,应重新预热;5)更换焊条或焊丝接头处,略加打磨,并在未完全冷却前继续焊接。每层焊道焊完后,应认真清渣和打磨突起部分以及表层缺陷,外观检查合格后进行下一层焊道焊接;6)当天施工结束焊接作业时,应全部焊完,无遗留焊口,并对组焊完毕的管段做临时活动封堵。预留沟下连头的管口,用盲板封堵。每道焊口焊完后,应按要求标记方法、内容和位置采用记号笔进行标识;7)在不利于焊接作业的天气施工时,应当采取防风、防雨等防护措施,否则应停止焊接作业。冬季施工时,层间温度和焊后采用耐热保温棉包裹进行保温和缓冷。大风时不但不能焊接,而且要做好施工设备、挡风棚的保管存放工作,避免风力损坏,影响施工。
        结语
        为了确保油气长输管道的安全,针对其安装建设中容易存在的母材损伤,焊接材料、焊接工艺管理缺陷以及防腐质量缺陷等问题重点管理,加强建设过程中的质量管理,杜绝出现安装缺陷,同时一定要加强运行过程中长输管道的监督管理,避免出现事故。
        参考文献:
        [1] 王蓓蓓.油气储运长输管线安装缺陷与事故处理措施研究 [J].建筑工程技术与设计,2017(10).
        [2] 张雷.油气储运长输管线安装缺陷与事故处理研究 [J].化工设计通讯,2018,44(3):39–39.
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