海底天然气管道风险与防控措施

海底天然气管道与陆地管道所处介质不同，风险因素有一定差别。海底天然气管道不仅受海洋水文环境和海床变化影响，还可能受到各种人类水上水下活动的损害，失效后难于抢修，恢复时间长、社会影响大。文章针对天然气海底管道面的风险进行分析，并提出防控措施。

概述

海底天然气管道与陆地管道所处介质不同，天然气海底管道失效后难于抢修，恢复时间长、社会影响大。1960-1995年英国、挪威、荷兰、丹麦、德国等国北海油气田的海底管道事故统计数据库，不同区域的管道运行量1189469km·a，事故率1.1×10-4/km·a。1985-1994年美国管道事故数据库，其中海底管道运行量179270km·a，共发生84起事故，事故率4.7×10-4/km·a。造成海底天然气管道失效的原因很多，不同的水域造成海底管道失效的原因各不相同。海底天然气管道不仅受海洋水文环境和海床变化影响，还可能受到各种人类水上水下活动的损害。

天然气海底管道风险因素

由于海洋环境的复杂性，海底管线在运行中承受自重、输送介质、设计内压、外水压等工作荷载，风、浪、流和地地质运动等环境荷载以及人类作业活动的综合作用。导致海底管道失效一般为多种风险因素共同作用结果。按风险性质可以分为内在风险和外在风险。内在风险是指管道本体的缺陷所造成的风险；外在风险是指外在环境变化和第三方破坏等对管道所造成的风险。

1 海底天然气管道运行的内在风险

（1）海底天然气管道存在设计、制造和安装不当风险。设计、制造和安装不当主要指管道输气工艺计算不合理、管道强度计算不正确、材料选材和防腐设计不合理、安装和布置不合理以及施工质量不合格，会造成金属损伤、管道强度削弱、产生裂纹、断层、自然伸展、局部或全部弯曲变形、管道位移、内外防腐涂层和阳极损坏。

（2）结构缺陷造成的风险主要有管道曲率半径改变、末端移动、海底管道稳定性破坏、静态过载与金属疲劳。造成的主要危害在于管道撕裂和自由延长。

2 海底天然气管道运行的外在风险

（1）腐蚀风险主要有管道内腐蚀和管道外腐蚀。内腐蚀有天然气介质产生的冲刷腐蚀，H2S、CO2等电化学腐蚀；外腐蚀有海水腐蚀，海泥腐蚀，杂散电流腐蚀，细菌海洋生物腐蚀，浓差电池腐蚀和应力腐蚀等。这些风险可能造成的应力变形、金属损失、防腐层破坏、壁厚减少、引起撕裂或穿孔。

（2）第三方活动造成的风险主要有渔业拖网、抛锚拖锚、越界采砂和盗采沙、船舶交通、航道疏浚、海底地质勘探、沉船与海面重物坠落、其它物体冲击、管道周边第三方工程施工等。直接后果是外防腐层破坏、应力变形、金属损伤，严重的导致海底天然气管道泄露失效。

（3）自然灾害风险主要有极端气候、台风、显著的温度变化、地质灾害、坍塌、滑坡、海床变迁、海床滑移引起的海管稳定性破坏，海流冲刷主要有风海流、地转流、补偿流等形成的侵蚀、海床液化造成管道悬空、局部失稳应力变形。

（4）人员操作维护不当导致的风险主要有操作维护程序与方法错误、操作维护过程中的作业人员个人防护不全，行为不当造成管道损伤和人生伤害风险。操作维护作业过程控制不严，海域封航等引起的船舶碰撞、人员落水淹溺风险。

（5）环境社会风险主要是有些海底天然气管道路由周边分布船舶锚区、采沙区、军事训练区、海水养殖区等特殊区域，因管道保护和相关利益方产生的法律纠纷产生的风险、对政府行政管理要求识别不全与操作维护管理组织不善的风险、意外事故导致的社会公共事件风险、环境破坏风险、管道周边海域生态破坏风险等。

天然气海底管道的风险消减措施

1 天然气海底管道路由应选择海底地形平坦、冲淤少、无自然灾害、海流平缓的区域，同时还要尽可能避开保护动物繁殖区、航道、港池、锚地、采砂区、渔业繁忙区、军事训练区等人类活动频繁区域，避免出现天然气海管与海底管道、电缆发生平行或交叉的情况。这样可以降低管道遭受地质灾害、海床冲刷、海水海泥腐蚀、波浪作用、地基沉降、海生物侵蚀、海床运动、坠物撞击、锚钩拖挂和第三方作业损坏等危害的概率。

2 确保天然气海底管道施工质量，严格施工材料进场报验检查，避免管道施工管材、法兰、三通、阳极块和防腐涂层等材料质量缺陷和性能不不达标。保证管道焊接、敷设路由、管道埋深、防腐补口、管道上方砾石回填覆盖层厚度等达到设计的安全要求。

3 加强管道巡护监控与宣传，通过政府主管机关在海图上作标示天然气管道路由，及时修订及。通告航行经过船舶，可将海底管道两侧各500m设置为保护区范围，海底管安全保护范围内，不得修建码头，不得挖砂、挖泥、抛锚、拖锚、钻探、炸鱼、养殖、打桩、进行水下爆破，严禁渔船拖网或者可能危及管道设施安全的其他水下作业。提前告知海底管道所处海域的政府相关部门及可能进行水下作业的企业或个人海底管道安全作业范围，讲解保护管道的法律法规，避免或减少管道安全范围内作业审批，对附近施工中的作业进行监控。

4 开展管道检测及海底状况探测工作。管道本体检测包括管道内检测和管道外检测。管道内检测是通过各种清管球来实现，清管球上附清管和探测装置，可清理管内油、水等杂物，同时通过漏磁等方式检测管道腐蚀、弯曲变型、强度等情况。管道外检测通过蛙人局部探摸，水下机器人拍摄等比较直观的探查管道外部变型、损伤情况。

定期组织对天然气海底管道所处海域海底状况进行扫测，绘制成海底海底状况图，通过对比探查管道是否有悬空、重物挤压等安全风险。

5 积极与政府建立联防机制。海底管道所有者、海事海洋海警主管部门、第三施工单位船舶和设施、作业者共同维护管道安全，制定可行的应急预案及维抢修方案，并确保进入海底管道保护区内海上作业者当与海底管道所有者协商，就技术处理保护措施和损害赔偿等事项达成协议，降低法律经济风险。

结束语

海底天然气管风险包括外部、内部、环境、人为主要风险，针对不同水域的海底管道进行针对风险分析，采取行之有效预防、消减措施，可以大大提高海底天然气管道安全性。