浅析天然气输气站场的风险管理

摘要：输气站场在天然气输送过程中起着调节和控制作用，其稳定性是保证输气系统安全运行的重要部分，天然气输送系统中，输气站场的安全、高效运行是保证天然气输送的关键。由此，就必须采取科学有效的措施对输气站场进行管理，本文就通过FMEA方法在天然气输气站场的风险管理中的应用对天然气输气站场及工业设备、输气站的风险分析及风险控制进行了分析。

关键词：天然气 输气站场 风险管理

中图分类号：F470.22 文献标识码：A

风险管理是社会组织或者个人用降低风险的消极结果的决策过程，通过风险识别、风险估测、风险评价，并在这些基础上选择与优化组合各种风险管理技术，对风险实施有效控制和妥善处理风险所致损失的后果，从而以最小的成本获得最大的安全保险。

1 输气站场风险分析

基于故障模式与影响分析法是一种风险分析的方法，简称FMEA方法。站场的功能是将输气管线上的天然气汇合境压后进行输送，以保证管线输送的压力要求。在采用FMEA方法时，应将输气站场设备和管线划分为风险评价危险源及危险区，同时还需要考虑如下的问题：

1.1 确定失效后果

主要包括确定后果严重度、不易探测度、可能性程度、风险度值RPN以及计算结果分析等等。

1.2 制定应对措施

针对设备风险远高于管线风险的评价结果，对高风险设备采取调整其设备工艺、操作规程、提高巡检频率、缩短检验周期等相关措施。在日后的常规管理中可针对调整后的设备再次进行RPN危险度值计算，并比较措施可行性及效果，确保输气站场的运行更加有效、安全。

1.3 天然气站场风险原因分析

一般天然气计量站场的设备主要有分离器，收、发球筒、阀门、汇气管、管线等，其他的设备还有变送器、清管球通过指示器、温度表、压力表等，这些设备和仪器、仪表之间的连接形式主要是法兰连接、焊接和螺纹连接。根据现场的实际情况，天然气站场发生的风险最主要的是天然气的泄漏，而常见的泄漏主要有法兰之间的泄漏、管道泄漏、螺纹泄漏和阀门泄漏等。

1.3.1 法兰间的泄漏

造成法兰间泄漏的原因主要有以下几种。

（1）密封垫片压紧力不足，法兰结合而粗燥，安装密封垫出现偏装，螺栓的松紧程度不一致，两个法兰的中心线位置发生位移。

（2）由于脉冲流的设计不合理，没有采取减振措施或者是减振措施不符合要求而造成的管道振动，致使螺栓产生松动而造成了泄漏。

（3）管道由于变形或者沉降现象的发生而导致的泄漏

（4）在冷热季节交替时螺栓由于热胀冷缩而造成的缩短或伸长，从而导致泄漏现象的发生。

（5）如果密封垫片的使用时间过长，由于垫片的材料老化容易出现塑性变形或者是回弹力下降的现象，这种情况也容易导致泄漏的出现。

（6）天然气腐蚀造成泄漏，但这种情况并不是很常见，但由于垫片和法兰质量问题可能产生此种泄漏。

1.3.2 管道泄漏

管道产生泄漏现象的主要原因是未焊透、裂纹等焊接缺陷引起的，但是随着焊接技术的发展和施工质量以及检测手段的提高，这种焊接缺陷正在逐渐的减少。还有一种是由于管道被腐蚀而引起的泄漏现象，天然气站场管道引起腐蚀的原因很多，常见的有：周围的介质引起的腐蚀、应力引起的腐蚀、氧和水引起的腐蚀、硫和细菌引起的腐蚀以及氢引起的腐蚀。而这其中氢引起的腐蚀后果最为严重，其原因在于尽管目前脱除H 2S的技术较高，但由于输送压力的提高，造成H 2S的分压提高，从而使HIC更为突出，而且这种腐蚀由于前期迹象不明显，发展速度较快，一旦发生造成的损失和影响较大。

1.3.3 冲刷引起的泄漏

容易出现此类故障的部位流速比较快的弯管弯头处，由于在管道的加工过程中，对于冲压成型和冷煨、热煨成型的弯头，弯曲半径最大的一侧存在着加工减薄量。而且天然气的流速一般都比较快，在经过弯头的时候就会对管壁产生非常大的冲刷力，在这种力的作用下，管壁的金属会不断地被冲刷带走，这就导致了管壁逐渐的变薄，最后造成了泄漏的现象。

对于下游站场的弯头，由于上游的硫化铁铁粉等杂质跟随着管线到达下游，这些杂质的存在，相当于磨料的作用，加速了磨损速度。天然气站场排污管线靠近排污池的弯头最容易穿孔，这也是因为排污管线排污频繁、气质质量差，靠近排污池的气流速度非常快，造成磨损严重，因而造成穿孔泄漏。

1.3.4 振动引起的泄漏

管道的振动使法兰的连接螺栓松动，垫片上的密封比压下降，振动还会使管道焊缝内缺陷扩展，最终导致严重的泄漏事故。天然气管道振动的成因主要有以下几种：

（1）管线内压力脉动引起管道的振动。气流的脉动是引起天然气管道振动的最主要的原因之一，在长输天然气管道上常用压缩机给天然气加压，压缩机周期性地、间歇性地进气和排气，结果引起管路内气流压力的脉动，当脉动气流在管线内传播碰到弯头、变径管、汇管以及盲板等时，管道系统受到周期性激振力，在激振力的作用下引起管道及其附属设备的振动。

（2）压缩机振动引起管线的振动。当压缩机工作时，由于活塞组存在往复惯性力及力矩的不平衡、旋转转惯性力及力矩的不平衡、连杆摆动惯性力的存在以及机器重心的周期性移动等各种复杂合力的作用，使压缩机工作时产生机械振动，从而引起和其相连的管道振动。

（3）风力引起的振动

当的管子在受到风力时，会产生卡曼涡流效应，引起管子的振动。所谓卡曼涡流是指当流体垂直于管子流动时，在管子的背面将产生有规则的涡流，因而出现交替的横向力，称为卡曼涡流。

1.3.5 螺纹泄漏

目前，天然气站场常采用的API锥管螺纹连接，锥管螺纹包括圆螺纹、偏梯形螺纹，设计锥度为1/8（半径方向），其密封是由内、外螺纹啮合的紧密程度决定的。由于结构设计的原因，啮合螺纹间存在一定的间隙，从本质上讲，API螺纹不具备密封能力，其密封性是通过使用螺纹脂里的一些固体物质（如铜、锌、锡等软金属）来减小间隙。要提高密封性能，必须要有足够大的接触压力和足够小的螺纹间隙。当温度变化时，螺纹连接部位可能发生应力松弛，也可能造成接触压力下降，使密封性能下降，振动也造成螺纹连接变松。

管螺纹密封的泄漏跟使用的密封材料有直接关系。我国普遍使用铅油麻丝、聚四氟乙烯胶带密封，铅油麻丝等溶剂型填料在液态时能填满间隙，固化后溶剂挥发，导致收缩龟裂，而且耐化学性能差，很容易渗漏；聚四氟乙烯胶带不可能完全紧密填充，调整时容易断丝，易堵塞管路阀门，而且聚四氟乙烯和金属摩擦系数低，管螺纹很容易松动，密封效果也不是很好。

2 输气站场的风险控制

通过以上对输气站场的风险分析，泄漏现象的产生是输气站场的主要风险，要想加强天然气输气站场的风险管理与控制，就必须最大限度的减少泄漏现象的发生，因为输气站场一旦发生泄漏事故就必定会造成严重的后果，甚至是安全事故，为了使输气站场的泄漏得到有效的控制，可采取以下的措施加以防治。

（1）变法兰连接和螺纹连接为焊接，减少漏起点和静密封点

（2）采用冗余设计。对排污管线和放空管线来说，最好采用双阀设计，其中一阀可以用来保证密封效果，用另一阀来截流，同时管线和弯头尽可能的采取冗余设计。

（3）做好日常的维护和管理工作，主要包括坚持定时、定点巡检，尤其是要对静密封点进行重点的检查。

（4）将可燃性报警系统应用到站场管理中，如果有泄漏现象的发生，可及时报警。

（5）加强天然气气体质量的管理，从根本上减少管道腐蚀的现象。

3结束语

根据以上对输气站场以及对其风险分析和风险控制的分析，我们可以知道天然气的泄漏是输气站中较为常见的一类风险，要想对这类风险进行有效的减少和控制，就必须对其进行合理的分析，在此基础上再采取科学有效的控制措施。

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