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【摘 要】 作为天然气运输的主要方式，管道运输对于提高天然气运输质量和效率具有重要作用。然而，由于管道设计不恰当、运行监管不善等问题造成的天然气事故在严重危害着人们的生命财产安全同时，也给国家造成了大量的经济损失。本文从天然气管道事故的特点出发，对天然气管道事故原因进行了阐述，最后提出了相应的解决措施，以期对相关天然气管道管理部门提供参考。
【关键词】 天然气输气管；事故；维护对策
引言：
天然气管道输气运行过程中，存在很多的安全问题和事故隐患。本文介绍了天然气长输管道存在的安全问题，分析了天然气管道事故主要原因，阐述了天然气管道事故的措施。
一、天然气主要性质及事故特点
1、易燃烧性
天然气的最小点火能量较低，其范围在0.3mJ-0.4mJ之间。火焰传播速度较快。
2、易爆炸性
在天然气事故中，约一半以上都是由爆炸引起起火燃烧的。爆炸极限范围越宽，爆炸下限值越低，爆炸危险性越大。例如天然气爆炸浓度为5%-15%，爆炸危险性相对较小（液化石油气为2%-14%，水煤气为6%-72%）。
3、易扩散性
扩散性是指物质在空气及其它介质中的扩散能力，天然气的扩散能力取决于密度与扩散系数两个主要因素，天然气扩散能力越强，火势蔓延越快，火灾燃烧面积就相应扩大。
4、易缩胀性
城市天然气具有压缩与膨胀性质，并遵循理想气体状态方程即PV=nRT。天然氣通常以管道方式输配供气，压力为0.1MPa-0.45MPa，进入家庭时一般应小于0.01MPa。但是在火灾事故情况下管道天然气的危险性远小于液化石油气（而液化石油气则多数以瓶装方式进入家庭，气瓶压力通常为0.1MPa左右）。
二、天然气事故原因
1、设计不合
首先，工艺流程方面 天然气管道系统的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。若设计不当将给天然气管道系统安全运行造成十分严重的威胁。因此，应利用流体力学、热力学、爆炸力学、计算数学和计算机技术，针对天然气管道建立天然气泄漏后的扩散模型，分析天然气泄漏后的扩散规律，应用仿真软件进行模拟计算，验证模型的正确性，并进行管道失效后果分析。若数据处理不当，将导致天然气管道运输站场的位置设置或压缩机等设备的选型不当，从而给系统运行留下各种安全隐患。
2、施工缺陷
首先，焊接问题 天然气管道焊接时出现的缺陷包括未熔透、未熔合、焊瘤、裂纹、夹渣、气孔和咬边等，一般不容易发现且难以修复，会对天然气管道安全运行形成严重威胁。影响天然气管道焊接质量的因素有天然气管道的管口质量差（如果在运输和存放天然气管道的过程中没有保护好管口，会出现管口椭圆度超差、局部变形等问题）、焊接环境和焊接操作工的水平（手工向下焊工艺采用多机组流水作业，效率较高、劳动强度较低、焊接质量也较好，但焊接质量还取决于焊接环境和焊接操作工的水平，若焊接环境不良或焊接操作工的水平不高，往往会导致天然气管道出现焊接缺陷）。其次，防腐层补口、补伤问题 如果天然气管道表面粗糙度达不到标准要求、补口时未按要求与钢管已有的防腐层进行搭接或搭接长度不够、补伤时面积不能满足规范要求、补口和补伤的粘接力或厚度不符合要求，易造成天然气管道再次损坏或防腐能力不足。
3、维护不周
超声波流量计装置在管道上，由于流体冲刷管道以及附属设施老化，密封点出现泄漏，从而引发火灾或者爆炸。压缩机管道有一定的润滑油，高温下积炭在一定条件下会出现自燃现象，从而导致燃烧爆炸。管道及法兰材质老化，出现疲劳变形现象，从而造成断裂。
4、自然灾害和第三方破坏
天然气管道穿越地区会出现各种复杂地形地质特征和气候条件，而这些地区出现的自然灾害也会对天然气管道带来严重破坏。如山区质地经常出现的泥石流和滑坡灾害，平原质地经常出现的地面水冲刷、土壤膨胀、地面沉降灾害，强烈地震灾害，低温、雷电气象灾害等。第三方破坏主要是指建筑施工、道路维修、矿山开采等引起的管道破坏。
三、天然气事故的措施
1、严把设计关，确保设计质量
为了保障天然气管道的长期安全运行，设计工作是一个重要环节。在进行天然气管道设计时，要注重选择合理的路线、管道压力和管材及其防腐形式，特别是在人口稠密区域，应充分考虑相关因素并采取针对性的保护措施。以天然气管道路线设计为例，设计时要遵循安全、经济、方便的原则，既要满足建设单位对工程提出的要求，注意站场选址及站内的建筑物的分区、布局、防火间距、消防设施配套、防火防爆等级、与周围及其他建筑物的安全距离等问题，又要使工程费用和运行期间管线的操作维护费用降到最低。此外，应结合实际情况对设计方案进行反复论证，最大程度地避免由于比选仓促而造成的设计缺陷。
2、严格施工，确保施工质量
首先，根据管材情况，在经过严格的焊接工艺评定的基础上，选出最适用的焊接材料，并制定出严格焊接工艺规程，在物质采购、工程施工、监理等方面严格执行规程以确保焊接质量。其次，在地质灾害多发地段进行护坡、水工保护等工程施工时，首先坚持以避绕为主的原则，当万不得已需要通过时，应该严格按照设计要求施工并确保施工质量。再次，管道腐蚀是造成天然气管道事故的主要原因，因此应采取相应的防腐对策：预防管道内壁腐蚀，首先应对管道内壁涂刷以二道环氧树脂为主的涂料，其次要严禁输送不达标的天然气；做好管道外壁的防腐措施，可以采用三层PE防腐等新型防腐用料进行防腐。此外，对于管道焊缝处的防腐补口问题，应选用高质量的补口材料，在补口作业时要严格按照工艺要求操作，尤其是补伤时面积应满足规范要求，以免留下隐患。最后，在天然气管道施工过程中，应特别注重文明施工，尽量避免出现管道防腐层损坏和管体损伤的情况。另外，应做好天然气管道内部的清理工作，防止泥土、手套、焊条和焊接工具等杂物遗留在管道内。
3、定期维护
超声波流量计使用过程中需要的维护很少，但在气质条件较差的计量场合，应定期清洗超声波流量计的换能器，检查有无杂质和水垢等附着换能器表面。超声波流量计的各连接件是否泄漏，定期检查线路连接是否正常等。
4、制定应急预案
要根据热力学、流体力学、爆炸力学等建立相应的天然气扩散模型，根据模型制定相应的应急预案，预案内容应当包括应急评价、应急计划、应急准陪和应急评估等内容。充分考虑管道事故发生后的各种问题和情况，做好应急管理，尽量将事故风险降低。
5、加大天然气管道安全保护的宣传力度
管道企业的工作人员应积极配合当地政府大力开展群众性的宣传教育活动，让广大群众了解天然气管道设施安全的重要性，培养其对天然气管道的保护意识。例如，可以在天然气管道标桩上一并印上警示标语和联系电话，方便广大群众在发现危害天然气管道方面的情况时可以及时向天然气管道公司反映问题并由后者采取迅速有效的整改措施，从而保证天然气管道始终处于安全平稳运行的状态。
四、结束语
天然气管道运行安全是天然气行业健康和稳定发展的基本保证。因此对于天然气事故问题，相关人员应当做好风险分析，充分考虑天然气管道运行过程中的不利因素，加强管道维护和管理，努力降低事故发生的可能性和危害性。
参考文献：
[1]卫杰.油气管道事故分析及胶莱管道风险评价[D].中国石油大学2010，13（14）：74-75.
[2]杜艳，谢英，王子豪，刘志成.天然气管道事故分析[J].管道技术与设备.2010，05（35）：57-58.
[3]何晓琼.天然气长输管道事故及应对措施[J].山西冶金.2010，06（10）：61-62.
[4]阎毕建伟等长输天然气管道安全运行管理浅[J].油气田地面工程，2010.10.
[5]张永学，师志成，刘畅.带汇管的天然气管路对流量计量性能的影响研究[J].石油化工高等学校学报，2011，24（2）：84-86.
【关键词】 天然气输气管；事故；维护对策
引言：
天然气管道输气运行过程中，存在很多的安全问题和事故隐患。本文介绍了天然气长输管道存在的安全问题，分析了天然气管道事故主要原因，阐述了天然气管道事故的措施。
一、天然气主要性质及事故特点
1、易燃烧性
天然气的最小点火能量较低，其范围在0.3mJ-0.4mJ之间。火焰传播速度较快。
2、易爆炸性
在天然气事故中，约一半以上都是由爆炸引起起火燃烧的。爆炸极限范围越宽，爆炸下限值越低，爆炸危险性越大。例如天然气爆炸浓度为5%-15%，爆炸危险性相对较小（液化石油气为2%-14%，水煤气为6%-72%）。
3、易扩散性
扩散性是指物质在空气及其它介质中的扩散能力，天然气的扩散能力取决于密度与扩散系数两个主要因素，天然气扩散能力越强，火势蔓延越快，火灾燃烧面积就相应扩大。
4、易缩胀性
城市天然气具有压缩与膨胀性质，并遵循理想气体状态方程即PV=nRT。天然氣通常以管道方式输配供气，压力为0.1MPa-0.45MPa，进入家庭时一般应小于0.01MPa。但是在火灾事故情况下管道天然气的危险性远小于液化石油气（而液化石油气则多数以瓶装方式进入家庭，气瓶压力通常为0.1MPa左右）。
二、天然气事故原因
1、设计不合
首先，工艺流程方面 天然气管道系统的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。若设计不当将给天然气管道系统安全运行造成十分严重的威胁。因此，应利用流体力学、热力学、爆炸力学、计算数学和计算机技术，针对天然气管道建立天然气泄漏后的扩散模型，分析天然气泄漏后的扩散规律，应用仿真软件进行模拟计算，验证模型的正确性，并进行管道失效后果分析。若数据处理不当，将导致天然气管道运输站场的位置设置或压缩机等设备的选型不当，从而给系统运行留下各种安全隐患。
2、施工缺陷
首先，焊接问题 天然气管道焊接时出现的缺陷包括未熔透、未熔合、焊瘤、裂纹、夹渣、气孔和咬边等，一般不容易发现且难以修复，会对天然气管道安全运行形成严重威胁。影响天然气管道焊接质量的因素有天然气管道的管口质量差（如果在运输和存放天然气管道的过程中没有保护好管口，会出现管口椭圆度超差、局部变形等问题）、焊接环境和焊接操作工的水平（手工向下焊工艺采用多机组流水作业，效率较高、劳动强度较低、焊接质量也较好，但焊接质量还取决于焊接环境和焊接操作工的水平，若焊接环境不良或焊接操作工的水平不高，往往会导致天然气管道出现焊接缺陷）。其次，防腐层补口、补伤问题 如果天然气管道表面粗糙度达不到标准要求、补口时未按要求与钢管已有的防腐层进行搭接或搭接长度不够、补伤时面积不能满足规范要求、补口和补伤的粘接力或厚度不符合要求，易造成天然气管道再次损坏或防腐能力不足。
3、维护不周
超声波流量计装置在管道上，由于流体冲刷管道以及附属设施老化，密封点出现泄漏，从而引发火灾或者爆炸。压缩机管道有一定的润滑油，高温下积炭在一定条件下会出现自燃现象，从而导致燃烧爆炸。管道及法兰材质老化，出现疲劳变形现象，从而造成断裂。
4、自然灾害和第三方破坏
天然气管道穿越地区会出现各种复杂地形地质特征和气候条件，而这些地区出现的自然灾害也会对天然气管道带来严重破坏。如山区质地经常出现的泥石流和滑坡灾害，平原质地经常出现的地面水冲刷、土壤膨胀、地面沉降灾害，强烈地震灾害，低温、雷电气象灾害等。第三方破坏主要是指建筑施工、道路维修、矿山开采等引起的管道破坏。
三、天然气事故的措施
1、严把设计关，确保设计质量
为了保障天然气管道的长期安全运行，设计工作是一个重要环节。在进行天然气管道设计时，要注重选择合理的路线、管道压力和管材及其防腐形式，特别是在人口稠密区域，应充分考虑相关因素并采取针对性的保护措施。以天然气管道路线设计为例，设计时要遵循安全、经济、方便的原则，既要满足建设单位对工程提出的要求，注意站场选址及站内的建筑物的分区、布局、防火间距、消防设施配套、防火防爆等级、与周围及其他建筑物的安全距离等问题，又要使工程费用和运行期间管线的操作维护费用降到最低。此外，应结合实际情况对设计方案进行反复论证，最大程度地避免由于比选仓促而造成的设计缺陷。
2、严格施工，确保施工质量
首先，根据管材情况，在经过严格的焊接工艺评定的基础上，选出最适用的焊接材料，并制定出严格焊接工艺规程，在物质采购、工程施工、监理等方面严格执行规程以确保焊接质量。其次，在地质灾害多发地段进行护坡、水工保护等工程施工时，首先坚持以避绕为主的原则，当万不得已需要通过时，应该严格按照设计要求施工并确保施工质量。再次，管道腐蚀是造成天然气管道事故的主要原因，因此应采取相应的防腐对策：预防管道内壁腐蚀，首先应对管道内壁涂刷以二道环氧树脂为主的涂料，其次要严禁输送不达标的天然气；做好管道外壁的防腐措施，可以采用三层PE防腐等新型防腐用料进行防腐。此外，对于管道焊缝处的防腐补口问题，应选用高质量的补口材料，在补口作业时要严格按照工艺要求操作，尤其是补伤时面积应满足规范要求，以免留下隐患。最后，在天然气管道施工过程中，应特别注重文明施工，尽量避免出现管道防腐层损坏和管体损伤的情况。另外，应做好天然气管道内部的清理工作，防止泥土、手套、焊条和焊接工具等杂物遗留在管道内。
3、定期维护
超声波流量计使用过程中需要的维护很少，但在气质条件较差的计量场合，应定期清洗超声波流量计的换能器，检查有无杂质和水垢等附着换能器表面。超声波流量计的各连接件是否泄漏，定期检查线路连接是否正常等。
4、制定应急预案
要根据热力学、流体力学、爆炸力学等建立相应的天然气扩散模型，根据模型制定相应的应急预案，预案内容应当包括应急评价、应急计划、应急准陪和应急评估等内容。充分考虑管道事故发生后的各种问题和情况，做好应急管理，尽量将事故风险降低。
5、加大天然气管道安全保护的宣传力度
管道企业的工作人员应积极配合当地政府大力开展群众性的宣传教育活动，让广大群众了解天然气管道设施安全的重要性，培养其对天然气管道的保护意识。例如，可以在天然气管道标桩上一并印上警示标语和联系电话，方便广大群众在发现危害天然气管道方面的情况时可以及时向天然气管道公司反映问题并由后者采取迅速有效的整改措施，从而保证天然气管道始终处于安全平稳运行的状态。
四、结束语
天然气管道运行安全是天然气行业健康和稳定发展的基本保证。因此对于天然气事故问题，相关人员应当做好风险分析，充分考虑天然气管道运行过程中的不利因素，加强管道维护和管理，努力降低事故发生的可能性和危害性。
参考文献：
[1]卫杰.油气管道事故分析及胶莱管道风险评价[D].中国石油大学2010，13（14）：74-75.
[2]杜艳，谢英，王子豪，刘志成.天然气管道事故分析[J].管道技术与设备.2010，05（35）：57-58.
[3]何晓琼.天然气长输管道事故及应对措施[J].山西冶金.2010，06（10）：61-62.
[4]阎毕建伟等长输天然气管道安全运行管理浅[J].油气田地面工程，2010.10.
[5]张永学，师志成，刘畅.带汇管的天然气管路对流量计量性能的影响研究[J].石油化工高等学校学报，2011，24（2）：84-86.