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【摘 要】随着天然气管道工程建设的深入开展，加强天然气管道的管理和维护，保障人民群众生命财产安全，确保管道的安全稳定运行，更是一项长期而艰巨的任务。本文从设计和施工方面对影响管道安全危害因素进行初步分析，并提出相应的对策和建议。
【关键词】天然气管道；危害因素；防范措施
城市天然气系统是现代化城市的“生命线”和城市建设的重要基础设施，而天然气供应管道化更是城市现代化的主要标志之一。天然气是一种无毒无色无味的气体，其主要成分是甲烷(约95％以上)，同时含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烃。天然气的爆炸极限很低，仅为5％～l5％，属甲类化学危险品，稍有泄漏，很容易与空气混合形成爆炸性混合气体，遇到火源就可能发生火灾爆炸事故，甚至造成重大伤亡。
1.设计因素及防范措施
1.1设计
长输管道建设规模大，投资高，勘察设计是确保工程本质安全的第一步，设计质量对工程质量有直接的影响。精心设计，深人调研，做好多种方案的比选，并遵照有关的工程设计规范，才能使设计方案技术经济合理而且安全可靠性好。设计合理性及其危害主要表现在：
1.1.1管道选线、站场选址
管道的路由是设计中非常重要的一项工作。线路的走向、长短和通过的难易程度将对整条管线的投资、施工、运行安全都有很大影响。设计时要注意站场选址及站内的建筑物布局、分区、防火间距、防火防爆等级、消防设施配套、与周围及他建筑物的安全距离等问题，以防相互影响，产生安全事故，并危及相邻设施。
1.1.2工艺流程、设备选型
长输管道运行安全与系统总流程、各站场工艺流程及系统设备布置有着非常密切的关系。工艺流程设置合理、设备选型恰当，系统运行就平稳，安全可靠性就高。否则，将给系统安全运行造成十分严重的威胁。在进行水力、热力等工艺计算时，设计参数或工艺条件确定不合理，将造成站场的位置设置或压缩机等设备的选型不当，从而给系统造成各种安全隐患。
1.1.3管道强度计算
管道强度设计计算时，对管道的受力载荷分析不当，或强度设计系数取值有误，将使强度计算产生偏差，造成管材、壁厚的选用不恰当。例如，输气管道是根据管道所经地区的分级或管道穿跨越铁路、公路等级。河流大小等情况，确定强度设计系数。如果管道沿线勘察不清楚，有可能出现地区分级不准确，造成强度设计系数选取不恰当。若这种失误导致管道壁厚计算值偏低，将不能满足现场实际工况的安全；若偏高，将会造成管材不必要的浪费。因此，管道应力分析、强度、刚度及稳定性校核产生偏差，将会造成管道变形、弯曲甚至断裂等严重后果。
1.2管道腐蚀
天然气管道相当大比例为钢质管道，钢质管道的腐蚀不可避免，腐蚀不仅造成每年大量的钢铁资源的腐蚀消耗，而且是在役天然气管道发生事故的主要因素之一。腐蚀既有可能大面积减薄管道的壁厚，又有可能导致管道穿孔，引发事故。埋地管道不仅受到土壤中化学物质的化学腐蚀，还有电化学腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀等。避免腐蚀造成危害的主要措施就是从设计、施工阶段做起，选用合适的防腐层，精心测量土壤腐蚀控制参数并设计安装阴极保护系统，同时在运行阶段还要做好定期的腐蚀检测工作，防患于未然。输气管道防腐设计应符合GB／T21447-2008《钢质管道外腐蚀控制规范》的有关规定，阴极保护设计应符合GB／T21448—2008~埋地钢质管道阴极保护技术规范》的有关规定。
2.施工因素及防范措施
2.1施工单位的资质不全和经验不足
天然气管道属于易燃易爆的压力管道，施工企业必须具有国家或行业主管部门认定的施工资质，并严禁采用工程分包、资质挂靠等手段承揽工程。不具备资质的施工企业一般无天然气管道施工经验，无专用运输设备、焊接设备等机具，无相关的材料设备到场验收、保管制度和经验，无合格的焊接人员，甚至无专业的施工员，因此施工质量必定无法保证。因此，在天然气管道的建设过程中，必须按照国家相关规定对工程进行招投标，选择具有相应实力的施工企业承担施工任务。
2.2管道焊接存在缺陷
管道常見的焊接缺陷有裂纹、夹渣、未熔合、焊瘤、气孔和咬边等。管道一旦建成投产，一般情况下都是连续运行，管道中若存在焊接缺陷，不但难以发现，而且不容易修复，会给管道安全运行构成威胁。因此，应严格执行焊接操作规程，焊接前必须做焊接工艺评定并制定焊接工艺指导书，选用合格的焊工进行焊接操作，焊接完成后应按照规范和设计要求进行无损检验，无损检验人员必须由第三方担任，且检验费用必须由业主直接支付，以确保检验结果的公正可靠。
2.3防腐层补口与补伤
管道防腐层的补口与补伤是防止管道腐蚀危害的重要工序。在施工过程中由于各种原因造成钢管外表面的防腐涂层损坏要进行补伤，钢管的接头处应进行补口。补口与补伤材料选择不当、质量不良会影响管道耐腐蚀性能，从而引起管道的腐蚀。因此，管道补口、补伤完毕后必须进行外防腐层的电阻测试，合格后方允许回填。
2.4管沟开挖及回填的质量不良
若管沟开挖深度或穿越深度不够，或管沟地基不稳定，当回填压实，特别是采用机械压实时，将造成管道向下弯曲变形。地下水位较高而管沟内未及时排水就敷设管道，会造成管道底部悬空；管底存在较大范围的流沙层且固沙措施不当，也会造成管道底部悬空。如果夯实不严，极易造成管道上拱变形。回填土的土质达不到规范要求时，其中的石块等可能刺伤防腐层。回填高度、夯实程度达不到技术标准要求时，会造成管道埋深不够、管沟地基不实等问题，导致管道受力不均匀和管道变形，容易带来安全隐患。
2.5管道穿跨越
管道往往不可避免地要穿跨越城镇道路、高速公路、国道(省道)、铁路及江河或其他特殊设施。对于穿跨越管道，由于管道运行后难以再实施检修工作或检修工作难度大、费用高，因此管道穿跨越施工及措施的好坏直接影响着管道穿跨越的质量。穿跨越河流段的管道，当河床受水流冲刷而使其覆土厚度逐渐减小，将可能造成管道悬空。对于通航河道，如果进行疏浚或船舶抛锚时，将对管道构成危害。如果管道配重不足，将会造成管道的上浮而破坏。因此，应特别注意穿越深度及穿越层的稳定，同时应修建适当的标志物、护岸、护底、配重块等保护设施，使管道免于破坏。
3.结语
一条输气管道建成投产后，管理跟不上或操作失误直接导致事故的发生或造成事故的扩大和损失的增加。因此必须采取有限措施，加强管道干线、站场设备、自控系统等各方面的管理工作。制定完善的管道巡线制度，要利用GPS定位仪等先进的设备进行沿线的巡查， 定期监测管道埋深，特殊管段重点巡查，防止违章建筑占压管道，最大限度地减少自然灾害和人为因素的破坏。
【参考文献】
［１］虎继远，刘中兰，徐杰．燃气管道泄漏事故成因与防范对策[J]．煤气与热力，2009，29(11)：B23-B26．
［２］肖炜，邝月芳．埋地钢质天然气管道腐蚀控制检测与对策[J]．煤气与热力，2010，30(8)：A34-A40．
【关键词】天然气管道；危害因素；防范措施
城市天然气系统是现代化城市的“生命线”和城市建设的重要基础设施，而天然气供应管道化更是城市现代化的主要标志之一。天然气是一种无毒无色无味的气体，其主要成分是甲烷(约95％以上)，同时含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烃。天然气的爆炸极限很低，仅为5％～l5％，属甲类化学危险品，稍有泄漏，很容易与空气混合形成爆炸性混合气体，遇到火源就可能发生火灾爆炸事故，甚至造成重大伤亡。
1.设计因素及防范措施
1.1设计
长输管道建设规模大，投资高，勘察设计是确保工程本质安全的第一步，设计质量对工程质量有直接的影响。精心设计，深人调研，做好多种方案的比选，并遵照有关的工程设计规范，才能使设计方案技术经济合理而且安全可靠性好。设计合理性及其危害主要表现在：
1.1.1管道选线、站场选址
管道的路由是设计中非常重要的一项工作。线路的走向、长短和通过的难易程度将对整条管线的投资、施工、运行安全都有很大影响。设计时要注意站场选址及站内的建筑物布局、分区、防火间距、防火防爆等级、消防设施配套、与周围及他建筑物的安全距离等问题，以防相互影响，产生安全事故，并危及相邻设施。
1.1.2工艺流程、设备选型
长输管道运行安全与系统总流程、各站场工艺流程及系统设备布置有着非常密切的关系。工艺流程设置合理、设备选型恰当，系统运行就平稳，安全可靠性就高。否则，将给系统安全运行造成十分严重的威胁。在进行水力、热力等工艺计算时，设计参数或工艺条件确定不合理，将造成站场的位置设置或压缩机等设备的选型不当，从而给系统造成各种安全隐患。
1.1.3管道强度计算
管道强度设计计算时，对管道的受力载荷分析不当，或强度设计系数取值有误，将使强度计算产生偏差，造成管材、壁厚的选用不恰当。例如，输气管道是根据管道所经地区的分级或管道穿跨越铁路、公路等级。河流大小等情况，确定强度设计系数。如果管道沿线勘察不清楚，有可能出现地区分级不准确，造成强度设计系数选取不恰当。若这种失误导致管道壁厚计算值偏低，将不能满足现场实际工况的安全；若偏高，将会造成管材不必要的浪费。因此，管道应力分析、强度、刚度及稳定性校核产生偏差，将会造成管道变形、弯曲甚至断裂等严重后果。
1.2管道腐蚀
天然气管道相当大比例为钢质管道，钢质管道的腐蚀不可避免，腐蚀不仅造成每年大量的钢铁资源的腐蚀消耗，而且是在役天然气管道发生事故的主要因素之一。腐蚀既有可能大面积减薄管道的壁厚，又有可能导致管道穿孔，引发事故。埋地管道不仅受到土壤中化学物质的化学腐蚀，还有电化学腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀等。避免腐蚀造成危害的主要措施就是从设计、施工阶段做起，选用合适的防腐层，精心测量土壤腐蚀控制参数并设计安装阴极保护系统，同时在运行阶段还要做好定期的腐蚀检测工作，防患于未然。输气管道防腐设计应符合GB／T21447-2008《钢质管道外腐蚀控制规范》的有关规定，阴极保护设计应符合GB／T21448—2008~埋地钢质管道阴极保护技术规范》的有关规定。
2.施工因素及防范措施
2.1施工单位的资质不全和经验不足
天然气管道属于易燃易爆的压力管道，施工企业必须具有国家或行业主管部门认定的施工资质，并严禁采用工程分包、资质挂靠等手段承揽工程。不具备资质的施工企业一般无天然气管道施工经验，无专用运输设备、焊接设备等机具，无相关的材料设备到场验收、保管制度和经验，无合格的焊接人员，甚至无专业的施工员，因此施工质量必定无法保证。因此，在天然气管道的建设过程中，必须按照国家相关规定对工程进行招投标，选择具有相应实力的施工企业承担施工任务。
2.2管道焊接存在缺陷
管道常見的焊接缺陷有裂纹、夹渣、未熔合、焊瘤、气孔和咬边等。管道一旦建成投产，一般情况下都是连续运行，管道中若存在焊接缺陷，不但难以发现，而且不容易修复，会给管道安全运行构成威胁。因此，应严格执行焊接操作规程，焊接前必须做焊接工艺评定并制定焊接工艺指导书，选用合格的焊工进行焊接操作，焊接完成后应按照规范和设计要求进行无损检验，无损检验人员必须由第三方担任，且检验费用必须由业主直接支付，以确保检验结果的公正可靠。
2.3防腐层补口与补伤
管道防腐层的补口与补伤是防止管道腐蚀危害的重要工序。在施工过程中由于各种原因造成钢管外表面的防腐涂层损坏要进行补伤，钢管的接头处应进行补口。补口与补伤材料选择不当、质量不良会影响管道耐腐蚀性能，从而引起管道的腐蚀。因此，管道补口、补伤完毕后必须进行外防腐层的电阻测试，合格后方允许回填。
2.4管沟开挖及回填的质量不良
若管沟开挖深度或穿越深度不够，或管沟地基不稳定，当回填压实，特别是采用机械压实时，将造成管道向下弯曲变形。地下水位较高而管沟内未及时排水就敷设管道，会造成管道底部悬空；管底存在较大范围的流沙层且固沙措施不当，也会造成管道底部悬空。如果夯实不严，极易造成管道上拱变形。回填土的土质达不到规范要求时，其中的石块等可能刺伤防腐层。回填高度、夯实程度达不到技术标准要求时，会造成管道埋深不够、管沟地基不实等问题，导致管道受力不均匀和管道变形，容易带来安全隐患。
2.5管道穿跨越
管道往往不可避免地要穿跨越城镇道路、高速公路、国道(省道)、铁路及江河或其他特殊设施。对于穿跨越管道，由于管道运行后难以再实施检修工作或检修工作难度大、费用高，因此管道穿跨越施工及措施的好坏直接影响着管道穿跨越的质量。穿跨越河流段的管道，当河床受水流冲刷而使其覆土厚度逐渐减小，将可能造成管道悬空。对于通航河道，如果进行疏浚或船舶抛锚时，将对管道构成危害。如果管道配重不足，将会造成管道的上浮而破坏。因此，应特别注意穿越深度及穿越层的稳定，同时应修建适当的标志物、护岸、护底、配重块等保护设施，使管道免于破坏。
3.结语
一条输气管道建成投产后，管理跟不上或操作失误直接导致事故的发生或造成事故的扩大和损失的增加。因此必须采取有限措施，加强管道干线、站场设备、自控系统等各方面的管理工作。制定完善的管道巡线制度，要利用GPS定位仪等先进的设备进行沿线的巡查， 定期监测管道埋深，特殊管段重点巡查，防止违章建筑占压管道，最大限度地减少自然灾害和人为因素的破坏。
【参考文献】
［１］虎继远，刘中兰，徐杰．燃气管道泄漏事故成因与防范对策[J]．煤气与热力，2009，29(11)：B23-B26．
［２］肖炜，邝月芳．埋地钢质天然气管道腐蚀控制检测与对策[J]．煤气与热力，2010，30(8)：A34-A40．