李強

【摘? 要】管道作為油氣田和用戶之間的紐帶，在油氣田開發(fā)、開發(fā)和開發(fā)中發(fā)揮著重要的作用。使用管道運輸天然氣是最安全、最可靠、最有效的運輸方式，但由于長期運行和長途運輸，天然氣管道將受到磨損、腐蝕、老化和人為破壞，導(dǎo)致管道變形和泄漏。天然氣泄漏對管道操作造成嚴重的安全風險，對人身和財產(chǎn)安全構(gòu)成不可預(yù)測的威脅。因此，天然氣管道的泄漏處理尤為重要，也需要及時有效地修復(fù)管道。

【關(guān)鍵詞】天然氣管道;泄漏分析;動態(tài)處理技術(shù)

1天然氣行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，自進入21世紀以來，國內(nèi)外空氣質(zhì)量問題日益明顯，全球氣溫上升，因北半球雪域不斷減少導(dǎo)致海平面逐步上升。為了阻止溫度繼續(xù)上升，需要控制二氧化碳的排放，特別是減少高碳化石燃料的消耗。天然氣中碳與氫的比例為1：4，相同熱值下的二氧化碳排放量比煤少43%，比石油少28%。同等熱值下二氧化硫的排放量天然氣比煤炭少99.6%，比石油少99.4%。使用天然氣沒有粉塵和硫化物，對空氣污染更小，將逐漸成為21世紀的主要燃料。如下圖1所示，全球天然氣消費量在09年金融危機的打擊下極速下降約2.52個百分點，10年經(jīng)濟回暖后開始逐漸穩(wěn)步上升，每年增長量約為兩個百分點，與此同時，全球各地的天然氣產(chǎn)量仍高于消費量。截至17年，全球天然氣產(chǎn)出量為36032億m3，同比增長約1.5個百分點;消費量為35961億m3，同比增長約1.5個百分點，占全球一次能源消費量的24.1%。隨著非常規(guī)天然氣開采技術(shù)（例如頁巖氣和可燃冰）的逐步成熟，未來全球天然氣的增長將繼續(xù)。

圖1全球天然氣年度消費量

2天然氣管道泄漏的原因分析

2.1管道材質(zhì)問題

目前，大多數(shù)工廠的天然氣管道網(wǎng)絡(luò)一般采用鋼管、PE管、鑄鐵管道等材料，造成泄漏的不同原因。鋼管具有自身的耐腐蝕性、使用壽命長、無腐蝕處理，廣泛用于天然氣管道工程。然而，在更換天然氣之后，由于缺少濕氣或芳族組分，在鋼管接頭處的密封材料將干燥和收縮，從而形成泄漏點。如果沒有及時處理，會造成大量的天然氣泄漏。

2.2管道施工質(zhì)量問題

很多管道在建設(shè)期間，由于多方面的原因造成了施工質(zhì)量不合格，將使管道遭到嚴重侵蝕而泄漏，具體表現(xiàn)如下兩個方面。（1）管道焊接質(zhì)量。天然氣管道的運輸距離都比較長，因此管道的安裝過程中涉及到管道的焊接，管道的焊接過程中可能因為焊接質(zhì)量問題造成天然氣管道的泄漏，焊接質(zhì)量問題一般情況下分為兩種：首先，管道出現(xiàn)燒穿、咬邊等質(zhì)量問題，這種問題我們用肉眼檢查時就能及時發(fā)現(xiàn)，處理也比較容易;然后管道焊接內(nèi)部出現(xiàn)氣孔、夾渣等質(zhì)量，這種問題發(fā)生在管道的內(nèi)部，因此需要借助某些儀器才能發(fā)現(xiàn)，這就很容易造成天然氣管道出現(xiàn)泄漏。（2）管道施工管理。天然氣管道的施工過程中，一些施工企業(yè)過度的重視施工進度，而對施工質(zhì)量有所忽略。主要體現(xiàn)在以下方面。①防腐層補口質(zhì)量。管道焊接處防腐層補口較容易出現(xiàn)缺陷或裂縫，一旦質(zhì)量得不到保障，就會造成很大的腐蝕風險。②陰極保護系統(tǒng)施工。陰極保護系統(tǒng)安裝與施工要求是非常嚴謹?shù)?，一旦出現(xiàn)不按設(shè)計要求的施工，就會對陰極保護效果造成負面影響，也會給以后的管理和腐蝕控制帶來很大的麻煩。

2.3管道腐蝕問題

天然氣管道在經(jīng)過長時間的使用后，很容易受到各種程度的腐蝕影響。我國目前使用的天然氣管道材料主要為鋼管，金屬材料在不同的環(huán)境中很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，管道的內(nèi)外壁可能被腐蝕，這種情況下就會造成天然氣管道的泄漏。

2.4運行缺陷

在天然氣管道運行的過程中對其影響最大的就是人為因素。在天然氣管道施工過程中存在著交叉施工的情況，再加上在施工過程中沒有嚴格的施工規(guī)范來控制施工情況，很容易就會出現(xiàn)像地面塌陷路面斷裂之類的施工問題，嚴重的甚至?xí)?dǎo)致出現(xiàn)管道開裂的問題，加劇了天然氣管道泄漏的情況，給施工單位帶來經(jīng)濟損失，造成了資源的浪費，影響了天然氣管道的正常運行。

3天然氣管道泄漏的動態(tài)處理技術(shù)

3.1注劑式帶壓堵漏技術(shù)

通過注劑帶壓堵漏技術(shù)進行動態(tài)處理，是一種安全可靠的基礎(chǔ)手段。在應(yīng)用中主要通過特別的夾具以及液壓注射工具，將密封劑注射到夾具以及泄漏位置外表面的密封空腔中，可以迅速有效地處理各種相對較為輔助的泄露缺陷問題。注劑壓力高于泄漏介質(zhì)壓力的狀況下就會強行壓住泄露點。注劑就會通過塑性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w，這樣就會形成具有一定彈性的密封型結(jié)構(gòu)，可以維持一定工作密封比壓，進而實現(xiàn)重新密封的效果?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外生產(chǎn)以及應(yīng)用的密封劑主要可以分為2類。第一，熱固化密封注劑;第二，非熱固化密封注劑。在閥門外泄漏中較為常用的方法如下所述。針對壁厚高于8mm的閥門填料函中對其進行動態(tài)條件下缺陷處理中，通過此種方式進行處理?？梢灾苯拥脑陂y門填料函壁面上通過注劑的方式進行施工作業(yè)。在施工中，首先在閥門填料函的外壁的釋放位置根據(jù)具體狀況選擇直徑10.5mm以及8.7mm的鉆頭進行開孔作業(yè)，壁面孔鉆透，在預(yù)留1mm-3mm厚度的時候要撤出鉆頭，通過M12或者M10的絲錐攻絲。然后將專用旋塞閥打開，通過直徑3mm的長桿鉆頭將余下的函壁鉆頭，泄露的介質(zhì)則就會隨著鉆頭的排削去的方向噴出，為了合理地避免鉆孔出現(xiàn)高溫以及高壓等傷害，可以通過擋板進行安全控制。先在擋板上通過鉆頭鉆出直徑約為5mm的孔，然后進行施工作業(yè)。鉆透小孔后要及時取出鉆頭，將注劑專用的旋塞閥關(guān)緊，連接高壓注劑搶進行密封處理。如果其密封填料函介質(zhì)的壓力較低，則可以通過3mm的直徑長鉆頭直接的鉆頭小孔，然后密封處理。

3.2黏結(jié)堵漏技術(shù)

該項技術(shù)的應(yīng)用原理就是利用膠黏劑來進行堵漏處理，利用黏結(jié)劑的黏結(jié)力強以及黏結(jié)的速度快，這種技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中取得了非常不錯的效果。但是目前在施工過程中這項技術(shù)還只是被應(yīng)用在管道泄漏的位置，利用黏合劑來讓密封材料和管道之間可以形成密封性結(jié)構(gòu)，以此來達到堵漏的目的。這項技術(shù)所用的設(shè)備非常的簡單，應(yīng)用原理也非常的簡單，消耗的成本比較低，因此在管道堵漏施工過程中被廣泛的應(yīng)用。

3.3焊接堵漏技術(shù)

天然氣管道在日常的運輸過程中，管道內(nèi)都存在一定的壓力，如果管道發(fā)生泄漏的現(xiàn)象，在帶壓的情況下進行補焊是比較困難的。首先對管道進行補焊的時候，金屬會因為高溫而融化，金屬融化沒有完全的冷卻之前，管道內(nèi)的壓力就會和正在融化的金屬產(chǎn)生反應(yīng)，可能發(fā)生噴跑融化金屬的現(xiàn)象;其次，天然氣管道泄漏的介質(zhì)往往存在很大的危險性，焊接過程中，一旦操作失誤很容易引發(fā)介質(zhì)的爆炸。帶壓焊接堵漏技術(shù)的原理是在高溫下金屬材料融化，裂縫被融化的金屬填充，從而達到補漏的目的。帶壓焊接堵漏是一項施工難度大、專業(yè)性比較強的技術(shù)，操作中需要很多的設(shè)備進行配合，工藝比較復(fù)雜，實際的應(yīng)用中比較少。

4結(jié)束語

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，對于動態(tài)處理技術(shù)的提高也進行了更加深入的研究。利用動態(tài)處理技術(shù)來處理泄漏問題可以有效的幫助提高資源的利用效率，解決環(huán)境污染和資源浪費的問題，在實際的施工過程中應(yīng)當重視對于天然氣管道泄漏原因的分析，利用現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)手段來推動天然氣的發(fā)展。

參考文獻：

[1]王莉莉，王夢珠，呂妍，齊晗兵，李棟.泄漏位置對激光檢測天然氣管道泄漏影響分析[J].壓力容器，2016，3308：60-64+74.

（作者單位：山東魯東天然氣有限責任公司）