输油气管道安全技术探讨

摘要：管道输送是油气运输中最便捷、经济和可靠的方式。随着经济的发展、管道的大量敷设和长期运行，管道事故时有发生。管道的安全技术愈发引起人们的重视。

关键词：输油气；管道；安全；技术

中图分类号：TE832 文献标识码：A

由于油气的易燃、易爆及毒性等特点，一旦系统发生事故，容易引起火灾及爆炸，特别在人口稠密地区，此类事故往往会造成人员严重伤亡。此外，管道事故还会引发上游的油气田和下游的工矿企业停工减产。特别是输气管道直接担负大中城市居民的生活供气，一旦中断供气，将影响千家万户的生活和社会的正常秩序，造成巨大影响和损失。与天然气泄漏不同，油品大量泄漏还会污染水源、土壤，对公众健康及环境造成长期的不良影响。

我国油田内部输送管网和城市管网遍布全国各地。在这些管道中，60%以上已运行多年，有的已运行二三十年，爆管事故时有发生。这些管道的安全维护工作迫在眉睫，对其采取必要的安全措施同时进行剩余强度评价和剩余寿命预测，具有重大技术经济意义和社会效益。

1输油气管道出现安全问题的主要原因

造成管道失效的原因很多，常见的有材料缺陷、机械损伤、各种腐蚀（包括应力腐蚀和氢脆）、焊缝裂纹或缺陷、外力破坏等。管道的断裂失效通常是由于各种因素如原始缺陷或腐蚀、疲劳、应力腐蚀等首先形成裂纹，缺陷或裂纹的扩展导致管道局部泄漏，当裂纹扩展到一定尺寸时发生失稳扩展而断裂。

综上所述，油气管道失效的主要原因有：外力损伤、腐蚀、管材缺陷。其中外力损伤包括各种机械损伤和第三方影响；腐蚀包括内外局部腐蚀和应力腐蚀；管材缺陷包括制造焊缝缺陷、施工对接焊缝缺陷等。国外管道失效事故以外力损伤和腐蚀为主，管材缺陷是次要因素。外力损伤和腐蚀绝大多数是经长时期使用后发生的。国内管线的失效事故率明显高于发达国家管线，多数与管线材料设计不尽合理、制造质量和施工质量不良、输送介质中腐蚀介质含量超标等因素有很大关系。

2输油气管道安全性主要影响因素及主要失效模式

2.1管道的安全性主要影响因素有：材料强度和韧性、管道几何尺寸、缺陷大小、工作应力、残余应力等。材料韧性对管道的安全性有显著影响，达到发生塑性失稳的条件时，材料韧性的作用由防止启裂转变为防止扩展裂纹的止裂；管道材料切向强度对管道的安全性有一定影响，环焊缝强度欠匹配对管道的安全性影响不大；裂纹型缺陷深度对管道的安全性有显著影响，缺陷长度影响较小；体积性缺陷对管道的安全性影响较小；工作应力对管道的安全性有一定的影响；残余应力对管道的脆性断裂和弹塑性断裂、应力腐蚀和氢致开裂、疲劳破坏有显著影响，而对塑性失稳没有影响。

论管道以何种原因破坏，其失效过程必然包括缺陷（或裂纹）的萌生、长大和最后断裂几个阶段。根据油气输送管运行环境和载荷性质的不同，其失效模式可分为断裂、疲劳破坏、氢致开裂与应力腐蚀开裂等。不同的失效模式对应的管道材料的性能要求各不相同。

2.2油气管道的主要失效形式是弹塑性断裂。管道中的缺陷包括裂纹型、体积型和几何缺陷三大类。裂纹型缺陷又可分为长大型和非长大型缺陷。对于非长大型缺陷主要是对管道的剩余强度进行评价，解决管道在当前运行工况条件下能否安全运行，提供管道升压、降压和维修、更换指南。对于含长大型缺陷管道除按非长大型缺陷进行评价外，尚需根据缺陷的长大规律对管道剩余寿命进行预测，确定管道的检测与维修周期。

当管道中的缺陷尺寸、载荷和环境参量、材料性能和工艺参量遵从一定的概率分布时，需要对管道进行概率适用性评价。经过对含缺陷管道的概率可靠性分析，以及失效概率和失效费用的综合分析，可得出最低风险情况下管道的维修、更换推荐作法或指南。

管道安全分析与评价方法的建立，一方面要靠深人系统的理论分析，另一方面需要大量的实物试验验证。安全分析和评价方法可用于在役管道的强度评价和寿命预测，也可用于新建管线的预评价。同时，可通过敏感性分析验证并优化确定合理的管道技术条件（包括材料性能要求）、设计参数和运行工艺参数。

3输油气管道安全技术探讨

油气管道保护是一项长期而十分重要的工作，为确保管道安全运行，管道保护工作者首先应认真学习石油天然气管道保护法律法规并做好管道保护的宣传工作，让沿线的各级政府和群众都能了解管道的走向、管道安全的重要性及管道事故的危害，使各级政府和群众增加对保护管道安全重要性的认识，积极自觉地加人到管道保护行列。

3.1强化建设项目质量安全环保管理

严格实行建设项目安全环保"三同时"（同时设计、同时施工和同时投人使用）管理，将其执行情况纳人各级管理人员安全环保业绩考核指标，严格管理，力争从源头上消除各类安全生产和环境保护的隐患。在项目前期开展安全预评价.以充分指导工程设计；在初步设计阶段编制安全设施设计专篇.严格落实专项评价建议和措施；推行初步设计至施下图设计阶段的危害与可操作性分析工作.有效控制下艺流程中存在的隐患和危险源气项日施工中要加强监督检查.确保安全设施与主体工程同期施工；项目竣下验收前进行安全专项验收.确保管道投产后的运行安全。

3.2加强隐患排查治理

对在役和在建油气管道的生产设施、施工现场进行隐患排夜，全面识别和评估各种不安全因素，采取切实有效的措施确保油气管道设备设施安全运行。严守油气生产设备设施、严控重点要害单位、严查整治安全风险、严抓关键环节，对确定的治理范围进行拉网式排杳。根据排查结果.按照轻重缓急制定整改措施.明确整改时限.落实整改资金口坚持重大安全隐患重点督办、跟踪治理和逐项整改消除的制度。建立隐患治理信息报送制度.并进行综合分析和动态追踪。有针对性地制定年度安全生产资金提取和使用计划，专项用于安全技术措施的落实和隐患治理。

3.3加强安全技术管理

加强对关键生产装置、要害部位及油气站（库）等易然易爆场所的安全技术竹理，乖点突出防贡大自然灾害、防第三方破坏、防腐蚀等完整性技术管理。完善安全技术措施、作业规程、操作规程的市批制度。严格进行安全技术资料审夜和管理，健全安全技术资料档案。定期对企业有关储运、安全等标准进行清理更新，提高标准的实效性。抓好重大安全科技项目攻关、现场试验和技术推广工作，促使整体安全科技水平上台阶。积极开展国际交流与

合作，加快先进安全生产技术引进、消化、吸收和自主创新的步伐。

3.4提高应急处置能力

构建维抢修应急体系，合理布局维抢修资源.确保关键岗位人员稳定，机终设备保养良好，随时处于待命状态。理顺应急信息报送程序并渠道，明确事故应急管理责任部门.安排应急预案培训及演练，切实提高对突发事件的应急处置能力，提高临场指挥水平，缩短应急响应时间。

结语

天然气管线输送发展迅猛，对管材的要求不断提高。管道的输送特点是点多、线长、带压输送、连续性强，特别是管道要穿过各种不同的地带及构筑物，沿线情况复杂，输送介质易燃、易爆，维护、抢修困难。因此，油气管道一旦发生事故，危害较大。在油气管道保护过程中必须加强管理，认真贯彻落实"安全第一，预防为主"的安全方针。

参考文献

[1]董定龙.石油石化职业病危害因素识别与防范，石油工业出版社，2007.

[2]河北省石油学会科普委员会编. 石油的找、采、用，石油工业出版社，1995.

[3]苏建峰.输油气管道电气运行管理及作业指导，石油工业出版社，2008.