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文檔簡介
1、編號:SM-ZD-45144天然氣管道安全運(yùn)行危害因素及防范措施Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as tocoord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.編制:審核:批準(zhǔn):本文檔下載后可任意修改精編解決方案 | SOLUTION TEMPLATE天然氣管道安全運(yùn)行危害因素及防范措施簡介:該方案資料適用于公司或組織通過合理化地制定計劃,達(dá)成上下級或不同的人員
2、 之間形成統(tǒng)一的行動方針,明確執(zhí)行目標(biāo),工作內(nèi)容,執(zhí)行方式,執(zhí)行進(jìn)度,從而使整 體計劃目標(biāo)統(tǒng)一,行動協(xié)調(diào),過程有條不紊。文檔可直接下載或修改,使用時請詳細(xì)閱 讀內(nèi)容。摘要:分析了天然氣管道安全運(yùn)行的危害因素,從設(shè)計和施工方面提出了防范措施。關(guān)鍵詞:天然氣管道;危害因素;防范措施1概述近年來國內(nèi)天然氣產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展,城鎮(zhèn)氣化率快速提高,不僅大中城市天然氣已經(jīng)普及,經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)也已經(jīng)敷設(shè)了大量的天然氣管道,這些埋設(shè)在地下的天然氣管道經(jīng)常受到人為及其他原因的損壞12。例如,20xx年,湖北省黃岡市穿越長江的天然氣管道發(fā)生破裂,導(dǎo)致城區(qū)約 1 X104戶家庭用氣受到影響。20xx年4月,武漢
3、市三環(huán)線漢口姑嫂樹立交橋處,某勘測單位鉆探施工時,不慎將711的 天然氣高壓8管道鉆破,導(dǎo)致沿線逾 60 X104戶居民、工商用戶用氣受到影響。根據(jù)國內(nèi)較早使用天然氣的四川地區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及國外的研究成果,危害天然氣管道安全、引起管道事故的因素很多,主要包括天然氣自身的易燃易爆性、管道的腐蝕3、設(shè)計與施工缺陷45、二次建設(shè)工程的破壞或第三方破壞、自然災(zāi)害、材料及設(shè)備缺陷、錯誤操作等。上述危害因素可分為內(nèi)因和外因, 天然氣的易燃易爆性是天然氣管道發(fā)生事故的內(nèi)因,但它是 不可以改變的。其他因素則是天然氣事故發(fā)生的外因,可以 采取措施進(jìn)行預(yù)防,將事故發(fā)生的概率降低到最小。按照造 成事故的主體可分為自
4、然災(zāi)害和人為災(zāi)害,如地震、滑坡等 屬于自然災(zāi)害,而管道的腐蝕、設(shè)計與施工缺陷、第三方破 壞、材料及設(shè)備缺陷、錯誤操作等則屬于人為災(zāi)害。隨著國 內(nèi)天然氣管道的逐年發(fā)展,很有必要分析管道的危害因素并 采取相應(yīng)的保護(hù)措施。本文從設(shè)計和施工的角度,對幾種常 見的危害因素及相應(yīng)的措施進(jìn)行分析。2設(shè)計因素及防范措施 2.1管道選線不合理管道的選線是設(shè)計中的先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性工作,不僅決定 著工程造價,而且決定著管道的運(yùn)行安全。如果設(shè)計中不注 意管道所經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)條件、地震情況、水文資料以及所經(jīng) 區(qū)域的發(fā)展規(guī)劃,就可能使管道敷設(shè)在不穩(wěn)定地層、地下采 空區(qū)、泥石流滑坡地區(qū)、未來城市中心區(qū)等,均會導(dǎo)致管道 運(yùn)行時由
5、于自然災(zāi)害和人為因素而發(fā)生管道事故。管道選線 的基本指導(dǎo)原則應(yīng)是保持管道敷設(shè)土層穩(wěn)定可靠、減少人類 活動對管道的影響這一安全第一原則。選線時應(yīng)通過基礎(chǔ)資 料(如地質(zhì)勘探資料、水文資料、未來規(guī)劃等),選定管道的平 面位置,有必要時,還需要進(jìn)行選線勘查(可行性研究階段勘 查),探明地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)等概況,并判斷可 能產(chǎn)生的自然災(zāi)害及人為危害因素,采取相應(yīng)的措施。如, 管道上下坡段,為減少坡面侵蝕,應(yīng)采用擋土墻(漿砌、灰土等)作為深層防沖措施(見圖1),同時采用土工合成材料(土工 格室、植生帶)作為淺層護(hù)面措施,防止坡面降雨的擊濺侵蝕。 對于坡腳,通常采用護(hù)坡或擋墻作為防止坡腳侵蝕的措施
6、。 穿越巖質(zhì)河床,則采用混凝土連續(xù)澆注。對于鵝卵石河道, 則采用淤土壩作為防沖切的深層保護(hù)措施(見圖2)。沿河敷設(shè)的管道采用砌筑護(hù)坡或漿砌護(hù)岸(見圖3)。若經(jīng)過現(xiàn)狀或 規(guī)劃的三、四級地區(qū),則應(yīng)采取增大管道壁厚、提高焊縫檢 驗比例、管道上敷設(shè)混凝土蓋板等措施防止人類活動對管道 的影響(見圖4)。如上述武漢市高壓 B管道被鉆破事件,若 管道之上敷設(shè)有混凝土蓋板,既可有效防止此類事故發(fā)生, 又可減少挖掘機(jī)等機(jī)械破壞。2.2管道壁厚、材料的選擇計算有誤 管道壁厚和材料選擇主要根據(jù)GB 50251 2003輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范或GB 50028 2006城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范。管道強(qiáng)度計算校核時,對管道的受力
7、分析不 當(dāng),或地區(qū)等級分級不準(zhǔn)造成強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)取值錯誤,將使 強(qiáng)度計算結(jié)果及管材(鋼級)、壁厚的選用不恰當(dāng),彎管未考 慮壁厚增大系數(shù)等。例如,管道強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)是根據(jù)管道所 經(jīng)地區(qū)的建筑物密集程度及人類活動的影響程度或管道穿 跨越公路等級、河流大小等情況進(jìn)行地區(qū)分級選取的,如果 管道沿線勘察資料不詳或沒有勘察資料,會造成地區(qū)分級不 準(zhǔn)確,強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)選取不恰當(dāng)。若這種失誤導(dǎo)致管道壁厚 計算值偏高,則會造成管道造價的無謂加大,造成浪費(fèi);若 這種失誤導(dǎo)致管道壁厚計算值偏低,將不能滿足管道的安全第7頁/總11頁精編解決方案 | SOLUTION TEMPLATE性需求。若管道應(yīng)力分析、強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定
8、性、抗震校核失誤, 會造成管道在特定條件發(fā)生時變形、彎曲甚至斷裂。如對當(dāng) 地的地震設(shè)防烈度、地震斷層等參數(shù)調(diào)查不清,則會導(dǎo)致所 選用的材料(鋼級)不當(dāng),或彎管的曲率半徑不符合要求,降 低了對地震等災(zāi)害的抵御程度。當(dāng)?shù)卣鹪O(shè)防烈度較高時,應(yīng) 采用較低鋼級的管道并加大壁厚,以增強(qiáng)鋼管的延展性能, 并采用彎曲半徑為管道直徑 6倍的彎管。穿越設(shè)計時,當(dāng)設(shè)計壓力大于等于4.0MPa時,所選用的鋼管應(yīng)符合 GB 9711.2 1999石油天然氣工業(yè)輸送鋼 管交貨技術(shù)條件 第2部分:B級鋼管的規(guī)定。設(shè)計壓力小 于4.0 MPa時,所選用的鋼管應(yīng)符合 GB 9711.1 1999石 油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)
9、條件第1部分:A級鋼管、GB9711.2 1999石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條 件第2部分:B級鋼管和 GB/T 8163 2008輸送流體 用無縫鋼管、GB 6479 2000高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管、 GB 5310 1995高壓鍋爐用無縫鋼管的規(guī)定。2.3管道腐蝕天然氣管道相當(dāng)大比例為鋼質(zhì)管道,鋼質(zhì)管道的腐蝕不 可避免,腐蝕不僅造成每年大量的鋼鐵資源的腐蝕消耗,而 且是在役天然氣管道發(fā)生事故的主要因素之一。腐蝕既有可 能大面積減薄管道的壁厚,又有可能導(dǎo)致管道穿孔,引發(fā)事 故。埋地管道不僅受到土壤中化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)腐蝕,還有電 化學(xué)腐蝕、細(xì)菌腐蝕和雜散電流腐蝕等。避免腐蝕造成危害 的主要措
10、施就是從設(shè)計、施工階段做起,選用合適的防腐層,精心測量土壤腐蝕控制參數(shù)并設(shè)計安裝陰極保護(hù)系統(tǒng),同時 在運(yùn)行階段還要做好定期的腐蝕檢測工作,防患于未然。輸 氣管道防腐設(shè)計應(yīng)符合 GB/T 21447 2008鋼質(zhì)管道外腐 蝕控制規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,陰極保護(hù)設(shè)計應(yīng)符合GB/T21448 2008埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。3施工因素及防范措施3.1施工單位的資質(zhì)不全和經(jīng)驗不足天然氣管道屬于易燃易爆的壓力管道,施工企業(yè)必須具 有國家或行業(yè)主管部門認(rèn)定的施工資質(zhì),并嚴(yán)禁采用工程分 包、資質(zhì)掛靠等手段承攬工程。不具備資質(zhì)的施工企業(yè)一般 無天然氣管道施工經(jīng)驗, 無專用運(yùn)輸設(shè)備、焊接設(shè)備等機(jī)具, 無
11、相關(guān)的材料設(shè)備到場驗收、保管制度和經(jīng)驗,無合格的焊 接人員,甚至無專業(yè)的施工員,因此施工質(zhì)量必定無法保證。 因此,在天然氣管道的建設(shè)過程中,必須按照國家相關(guān)規(guī)定 對工程進(jìn)行招投標(biāo),選擇具有相應(yīng)實(shí)力的施工企業(yè)承擔(dān)施工 任務(wù)。3.2管道焊接存在缺陷管道常見的焊接缺陷有裂紋、夾渣、未熔合、焊瘤、氣 孔和咬邊等。管道一旦建成投產(chǎn),一般情況下都是連續(xù)運(yùn)行, 管道中若存在焊接缺陷,不但難以發(fā)現(xiàn),而且不容易修復(fù), 會給管道安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接操作規(guī) 程,焊接前必須做焊接工藝評定并制定焊接工藝指導(dǎo)書,選 用合格的焊工進(jìn)行焊接操作,焊接完成后應(yīng)按照規(guī)范和設(shè)計 要求進(jìn)行無損檢驗,無損檢驗人員必須
12、由第三方擔(dān)任,且檢 驗費(fèi)用必須由業(yè)主直接支付,以確保檢驗結(jié)果的公正可靠。3.3防腐層補(bǔ)口與補(bǔ)傷管道防腐層的補(bǔ)口與補(bǔ)傷是防止管道腐蝕危害的重要工序。在施工過程中由于各種原因造成鋼管外表面的防腐涂 第11頁/總11頁精編解決方案 | SOLUTION TEMPLATE層損壞要進(jìn)行補(bǔ)傷,鋼管的接頭處應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)口。補(bǔ)口與補(bǔ)傷 材料選擇不當(dāng)、質(zhì)量不良會影響管道耐腐蝕性能,從而引起 管道的腐蝕。因此,管道補(bǔ)口、補(bǔ)傷完畢后必須進(jìn)行外防腐 層的電阻測試,合格后方允許回填。3.4管溝開挖及回填的質(zhì)量不良若管溝開挖深度或穿越深度不夠,或管溝地基不穩(wěn)定, 當(dāng)回填壓實(shí),特別是采用機(jī)械壓實(shí)時,將造成管道向下彎曲 變形。地
13、下水位較高而管溝內(nèi)未及時排水就敷設(shè)管道,會造 成管道底部懸空;管底存在較大范圍的流沙層且固沙措施不 當(dāng),也會造成管道底部懸空。如果夯實(shí)不嚴(yán),極易造成管道 上拱變形?;靥钔恋耐临|(zhì)達(dá)不到規(guī)范要求時,其中的石塊等 可能刺傷防腐層?;靥罡叨?、夯實(shí)程度達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求 時,會造成管道埋深不夠、管溝地基不實(shí)等問題,導(dǎo)致管道 受力不均勻和管道變形,容易帶來安全隱患。3.5管道穿跨越管道往往不可避免地要穿跨越城鎮(zhèn)道路、高速公路、國 道(省道)、鐵路(見圖5)及江河或其他特殊設(shè)施。對于穿跨越 管道,由于管道運(yùn)行后難以再實(shí)施檢修工作或檢修工作難度大、費(fèi)用高,因此管道穿跨越施工及措施的好壞直接影響著 管道穿跨越的
14、質(zhì)量。穿跨越河流段的管道(見圖6),當(dāng)河床受 水流沖刷而使其覆土厚度逐漸減小,將可能造成管道懸空。 對于通航河道,如果進(jìn)行疏?;虼皰佸^時,將對管道構(gòu)成 危害。如果管道配重(見圖7)不足,將會造成管道的上浮而破 壞。因此,應(yīng)特別注意穿越深度及穿越層的穩(wěn)定,同時應(yīng)修 建適當(dāng)?shù)臉?biāo)志物、護(hù)岸、護(hù)底、配重塊等保護(hù)設(shè)施,使管道 免于破壞。4結(jié)語通過分析管道設(shè)計和施工不當(dāng)可能對天然氣管道產(chǎn)生 的危害,并提出防范的措施,可以從源頭上避免或減少事故 的發(fā)生。此外,后續(xù)的管道運(yùn)行維護(hù)也很重要,任何疏忽都 有可能對天然氣管道造成危害。因此,對天然氣管道應(yīng)進(jìn)行 全過程和全生命周期內(nèi)管理和維護(hù),最大程度地降低對天然 氣管道造成的危害,保證天然氣管道安全平穩(wěn)運(yùn)行,促進(jìn)天然氣產(chǎn)業(yè)更好更快地發(fā)展。參考文獻(xiàn):1 彭知軍.預(yù)防第三方施工對燃?xì)夤艿兰霸O(shè)施破壞的措施J.煤氣與熱力,2010,30(6) : B23-B28.2 虎繼遠(yuǎn),劉中蘭,徐杰.燃?xì)夤艿佬孤┦鹿食梢蚺c防范對策J.煤
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