高压天然气管道泄漏爆炸后危害分析研究

　摘 要：随着市场经济的发展，高压天然气管道与人们日常生活的联系越来越紧密，管道输送的安全性十分重要。在科学技术的影响下，国内外天然气管道都有了很大程度的发展，但是输送过程中一旦出现泄露就会引发重大的安全事故，严重损害到国家和人民的利益，因此加强管道运输的安全管理是必然的发展趋势。文中简要介绍了国内外高压天然气管道的发展现状，重点分析管道泄漏爆炸后的危害，并提出相应的安全管理措施。
　　关键词：高压天然气；管道泄漏爆炸；危害分析；现状；对策
　　1 国内外高压天然气的发展现状
　　1.1 提高了管道输气的压力
　　输气管道压力的上升是目前国内外天然气管道运输的发展方向，对于管道技术也提出了更高的要求，美国为12MPa，俄罗斯为7.5MPa，中国为10MPa，高压天然气运输面临的风险更大，陆上天然气管道压力一般要小于海底天然气管道，中国香港海底输气管道的压力达到16MPa，高压输气管道设计需要建立在先进技术的基础之上，极限状态设计、机械化焊接技术以及超音波测量技术等等在高压输气管道设计中有很广泛的应用。
　　1.2 输气管道的材质
　　随着科学技术的进步，钢管的材质也发生了相应的变化，由于高压天然气管道工作环境的特殊性，对于钢管提出了更高的要求，高质量的钢管，不仅减小了自身的重量，还缩短了焊接的时间，保证质量的基础上还节省了成本。近年来，高压天然气管道一般采用X70材质，目前X80管道已经投入到部分高压天然气管道建设中，X80管道相比较之前的X65和X70管道能够节省更多的建设成本，性能也更好，加拿大和法国等国家已经大力推行X80钢管的使用。日本新开发的X120和X125管道的压力可以高达861MPa。复合材料的开发和应用也在如火如荼地进行，在高级钢管的表面添加合成材料，可提高管道运输的压力，增加管道输量、降低管道建设和运输成本，减少外界环境对天然气运输的影响，管道的安全得到保障。目前我国高压天然气管道还没有使用复合材料，管道的强度也需要进一步提高。
　　1.3 高压天然气管道的网络化发展
　　随着国际天然气产量和贸易量的增长以及消费市场的扩大，各国都开始重视天然气管道的建设工作，目前全世界形成了洲际的、多国的、全国性的和许多地区性的大型高压输气管道网络。前苏联向东西欧供气的天然气管道，是目前世界上最长的管道。亚太地区的天然气管道建设是当今发展最快的区域，以暹罗湾为起点，经过泰国、马来西亚、苏门答腊、最后达到菲律宾，横穿东盟各国，中国-中亚天然气管道、中国与缅甸、俄罗斯和日本的天然气管道建设项目都预示着世界天然气管道的网络化，将各国联系在一起。
　　2 高压天然气管道泄漏爆炸后的危害分析
　　2.1 高压天然气管道泄露爆炸造成的人员伤亡
　　高压天然气管道泄露发生爆炸不仅仅会威胁到周围居民的安全，天然气处理站场各个区域也会受到很大的影响。天然气处理站场自身就是危险区域，爆炸后除存在设备损害和人员伤亡外，还会波及到相关的生产区、办公区、值班室、门卫室等人员聚集区域。一旦高压天然气管道出现泄露，会给周边地区域造成严重的破坏，造成大量的人员伤亡和财产的损失。天然气泄露是一个扩展的过程，当空气中混合一定浓度的天然气时，遇到火星就会引发重大的安全事故，产生意想不到的后果。
　　2.2 高压天然气泄露爆炸对环境的影响
　　天然气是埋藏在地下的自然形成的一种多组分混合气态化石燃料，分为伴生气和非伴生气两种。主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，还含有二氧化碳、一氧化碳、氮气、氢气以及硫化物等，天然气是目前很重要的一种清洁能源，广泛应用于民用和工业生产中。天然气比一般的煤气具有热量高、无毒以及容易爆炸等特点，空气中的一氧化碳和氦气一旦遇到明火就会引发大面积的爆炸。虽然天然气是一种清洁能源，但一旦管道出现泄露引发爆炸，大量的二氧化碳、一氧化碳、氮气以及甲烷等物质会大面积释放，降低了空气的洁净度，空气中的氮气含量增加，自然气候也会发生相应的改变，二氧化碳加剧了温室效应，给全球的环保工作带来极大的危害。
　　2.3 高压天然气管道泄漏爆炸后对居民生活以及工业生产的影响
　　在经济快速发展和人们生活水平提高的条件下，天然气的作用越来越明显。北方地区冬季寒冷，需要大量的天然气来供暖，一旦发生大面积的管道泄漏事件，居民的日常生活将受到极大的影响。由于天然气本身的优势，开始慢慢取代煤气的地位，居民的饮食和生活都与天然气有着直接的关联。天然气不仅是在居民日常生活中发挥很重要的作用，在工业生产中也有很广泛的应用。天然气发电、天然气化工以及天然气汽车等等，利用天然气生产可以减少对生态环境的破坏，保证生产质量和效率，为国家创造更大的价值，因此天然气管道的泄露爆炸事件也会给整个工业生产带来致命的打击。
　　3 加强管道输送安全管理的具体措施
　　高压天然气管道的泄露主要因腐蚀、管线老化以及流体冲刷等几个方面引起，因此管道运输的安全管理应该从这几个方面入手。
　　3.1 重视管道的腐蚀防范
　　首先是选择恰当的防腐蚀性涂层，根据输气管道的特点和性质来选择相关的材料，将环氧粉末以及三层PE作为基本的防腐层；其次是不断提高管道表面处理的技术水平，管道建设过程中要综合考虑多方面的因素，温度、湿度以及空气都会影响到管道施工的质量，采用机械除锈的方式来保证施工的质量和效率；最后是防腐层完全凝固之后进行回填工作，为了减少回填材料对管道的破坏，管道表面尽可能选择细土或细沙进行填埋。
　　3.2 利用先进的技术来修复管道腐蚀部分
　　由于高压天然气运输条件的特殊性，很难发现管道的腐蚀情况，但工作人员应该定期检查管道的腐蚀问题，避免出现管道的泄露。一般会利用复合材料来修复管道的腐蚀部分，工作人员首先对管道腐蚀部分进行除锈处理，测量管道腐蚀部分内壁的厚度、长度以及直径；然后利用树脂来填补管道上的小孔，将碳纤维与绝缘纤维粘连在腐蚀部分，最后是进行表面的防护，材料固化之后会产生更好的修复效果。复合材料填补技术不仅不会给管道的输气工作带来不便，还具有安全系数高、施工效率高、成本低等优势。
　　3.3 重视管道整体安全性的评估
　　当高压天然气管道使用到 一定时间，会受到不同程度的腐蚀。为了保证管道的长期安全运营，需要定期检查天然气的管道、压力容器等，及时发现问题，防止重大安全事故的发生。近几年管道的腐蚀现象越来越严重，工作人员应该加强对管道以及管线的腐蚀检测，确定腐蚀的原因，找出管道潜在的安全问题，根据检测的结果制定相应的解决方案。除了使用常见的检测仪之外，还可以引进防腐蚀性的故障定位仪，在短时间内确定管道腐蚀的位置，检查天然气管道的使用情况，及早发现问题并解决问题，避免埋下安全隐患。
　　4 总结
　　总而言之，由于高压天然气传输的特点和性质，加强管道的安全管理十分必要。管道的腐蚀、老化等是引发天然气管道泄漏的主要原因，大面积的泄漏爆炸无疑会造成人员伤亡、严重的环境污染和巨大的经济损失，不利于整个社会的稳定发展。工作人员要加强对管道的监控，采取相应的保护措施，分析管道泄漏的根源，从根本上避免泄
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　　漏爆炸事件的发生，降低高压天然气传输的风险，减少经济损失，天
　　然气在日常生活和工业生产中发挥很关键的作用，只有实现安全传输和使用，才能为国民经济的发展创造有利的条件。
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　　作者简介：李宇（1977—），男， 辽宁人，硕士，工程师，研究方向：石油、天然气储存与运输，主要从事的工作：油气管道、油库、油站等项目的设计、施工以及项目管理工作。