王静1 刘华庆2
1中石化天然气榆济管道分公司，山东 济南 250101
2济南市市政工程质量监督站，山东 济南 250000
摘要：目前，城市化建设的发展迅速，随着城镇化水平的提高，市政设施不断完善，地下燃气管道长度也在高速增长，而不完善、不规范的城市地下管线建设与管理与城市建设较高的总体水平存在差距。该文通过对地下天然气管道事故发生的危害进行分析和整理，结合笔者十几年来的地下管道施工的现场经验，详细分析了直埋式和非开挖式天然气管道发生泄漏的主要原因，从政策法规、规范标准以及智慧管理等方面提出了基于智慧管网的事故预防的可行性建议，为天然气管道安全运营提供保障。
关键词：长输天然气；管道泄漏；原因分析；处理方法
引言
长输天然气管道作为运输的重要纽带，也要得到重视。作为最安全的运输媒介，一旦管道本身出现问题，出现天然气泄漏，不仅造成资源浪费，对国家经济和居民日常生活造成负面影响，严重情况下，还会导致爆炸的出现，必须要及时处理。
1 城市天然气管道泄漏事故所带来的危害
天然气就是一种比空气容易挥发的无色易燃易爆的有毒气体。一旦发生天然气管道泄漏就会造成诸多危害。1）会影响居民的日常生活：由于天然气作为城市居民的主要热源，一旦发生泄漏对居民的生活势必会造成影响。2）可能会造成人身伤亡事故：由于天然气会在空气中的含量达到10%以上时，会对人体产生伤害，造成呼吸困难、昏迷甚至失去生命。3）可能会造成安全事故：在空气中，天然气管道一旦发生泄漏且浓度达到5%以上并且遇到明火时就会引起爆炸、火灾等恶性事件，给人民的生命财产以及社会经济等都会带来无法估量的损失。4）关系到国计民生问题：一旦发生天然气管道泄漏势必会影响国计民生部门或者重要线路，对交通、电力等造成中断，由此间接引发的社会问题就会凸显。
2 天然气长输管道泄漏的原因
2.1 管道母体缺陷
管道母体缺陷将为天然气长输管道日后的安全运行带来潜在的危险，是造成管道泄漏最基本的原因。管道母体缺陷有以下4个方面的原因：一是用来制造管道的材质本身有问题；二是因为制造工艺、制造技术达不到要求；三是所选管道压力等级达不到运行要求；四是不法商家为了经济利益以次充好。
2.2 焊缝缺陷
焊缝缺陷尤其是环焊缝缺陷也是造成管道泄漏的一个原因。管道环焊缝缺陷表现在以下3个方面：一是焊工技术能力不高，焊缝出现气孔、夹渣、未焊透等情况；二是未对焊缝进行100%无损检测，出现漏检情况；三是评片过程中出现错评后者漏评。
3 长输天然气管道泄漏处理措施
3.1 泄漏后的处理措施
3.1.1 换管法
换管法常用于普通管道损坏或者极端严重的管道损坏问题，具体的工作原理如下，首先确定旧管的受损情况，确定具体的切除长度；其次在待切除位置两端外侧1.2m范围内，找到焊口，在焊口位置进行切割；再次，准备好新管，需要注意的是，新管长度要略长于旧管，以为后续焊接奠定基础；最后，将新管道以60°~70°角度和原有管道进行对口衔接，并且用钙基脂封堵两端的管口。在最后这个环节中，必须要在距管口400mm的位置上，推入钙基脂，以保证材料的密封性，避免其受热熔化。
3.1.2 管卡修复法
除了换管法之外，在处理泄漏问题的过程中还可以采用管卡修复法，这一方法常见于因为遭受长期腐蚀而损坏的长输天然气管道。
具体的工作原理为，利用由金属板条组成的卡箍来修复腐蚀点，通过将卡箍固定在管线腐蚀泄漏位置上，以达到控制泄漏的目的，如果损坏非常严重，卡箍无法控制泄漏问题，那么就要采用换管法进行维修。
3.1.3 其他修复法
除了上述两种方式之外，现如今，工艺科学技术不断发展，出现了很多新的涂料材料，在处理管道泄漏问题上能够发挥奇效。目前最为常见的为无溶剂双组分环氧涂料工艺，这种工艺施工较为便捷、施工成本较低，但对外界环境有着一定的要求。（1）现场环境温度要低于露点温度3℃；（2）涂敷加热环节最高温度为60℃；（3）现场环境也要在规定范围内，空气中不能含有氯化物或其他污染物。以某输天然气管道泄漏处理工程为例，在完成补口段的表面预处理后，就可以展开进一步处理。作为修复处理过程中最为主要的环节之一，涂敷处理前必须要保证管道表面没有任何杂质和问题，在去掉气体处理密封膜后的10min内完成这一工艺，保证漆及面漆厚度≥700μm。在此基础上，对该工艺的处理效果进行检测检验，确保处理效果，避免发生二次泄漏问题。
3.2 泄漏前的处理措施
在进行内外部检测的过程中，可以从实际需求出发，采用内外结合的方式，确保管道检测工作稳定有效地进行，目前大部分检测工作都集中大渗漏问题上。一些缓慢、长期的泄漏无法被及时发现，因此，未来还需要进一步加强对泄漏处理技术的研究分析。作为天然气运输中最为安全的运输媒介，一旦发生事故，后果极为严重，积极提高检测技术，及时预测事故后果，对未来的生产发展具有重要意义。虽然通过上述两种措施可以在泄漏的第一时间展开处理，降低泄漏的危险，但依然造成了一定的影响，通过泄漏前处理措施，尽可能避免这一问题的出现，才是最优选择。常见的泄漏前处理方式可以分为两个方面，分为内部检测和外部检测。
3.2.1 内部检测方式
内部测量方式包括波测量法、流量平衡法、实时瞬态模型（RTTM）法，其中波测量法还可以进一步分为负压波和声波检测方法。但是天然气本身的特性，让其对泄漏检测技术有着一定的约束，因此，负压波无法有效传递压力数据，无法应用于长输天然气管道泄漏问题处理上。声波检测法是最为常用的一种，当管道出现泄漏时，天然气受到内部压力作用，会迅速涌向泄漏处。在这个过程中，气体和管壁之间形成高速摩擦，产生振动，最终以声波的形式向管道上游和下游进行传播。声波检测方法就是在管道两端安装声波传感器，从而实现声信号获取，并且进行进一步的分析研究。这种检测方式，不仅准确性较高，而且反应速度较快，在一些小型泄漏上也存在一定的问题，必须要得到重视，容易产生误报或者漏报的问题。流量平衡法和实时瞬态模型（RTTM）法也是目前较为常见的检测法方法，但前者反应速度较慢，而且并不具备定位泄漏位置的能力，后者需要安装大量的传感器，以此保证准确性，降低误报率，但从反应时间来看，声波检测方法更优。
3.2.2 外部检测方式
外部检测方式包括外部巡视、光纤温度探测，相比较而言，后者的应用效果更佳，定位也更为准确，但光纤温度探测技术在实际应用上还存在一定的问题。如检测成本高、施工维护过程较为复杂，无法在已经埋设但没有铺设光纤的管路上应用。当泄漏量较小，光纤温度探测技术业务所得到的数据准确性无法保证。此外，一些埋设光纤的长输天然气管道并不是为了检测泄漏问题，因此光纤本身和管道还存在一定的距离。而光纤温度检测技术需要三个光纤均匀分布在管道周围，以保证所得到的数据准确，实现事前报警功能。外部巡视主要是借助人力完成对管道巡逻考察，近几年来，地理信息系统不断发展，并且逐渐应用在各种巡视工作中，有效提高了效率。比如，某地区的天然气管理部门利用无人机和地理信息系统实现了智能化人机共同巡视，利用无人机完成一些山脉、海底等区域的巡视工作，配合地理信息系统，及时发现管道存在的问题，在模拟图上的定位，第一时间安排有关工作人员前往处理，有效避免管道上的问题进一步恶化，切实延长使用寿命。
4 结语
通过全面分析造成天然气长输管道泄漏的原因，并针对性的提出相应的预防措施，对于确保天然气长输管道平稳运行，避免因天然气长输管道泄漏给人民群众、企业、政府、社会等各个方面带来危害，维护人身财产安全具有重要意义。
参考文献：
[1]展宏宇，张呈昊，刘朔.埋地钢质天然气管道泄漏原因及预防[J].品牌与标准化，2011（10）:26.
[2]黄鹤.石油天然气管道泄漏抢修技术[J].化工管理，2014（23）:118.