天然气集输管道安全运行危险因素分析及控制措施

0 前言

天然气作为一种高效且清洁的低碳能源，在国民经济和社会发展中的地位日益凸显，作为天然气开发与利用的重要环节，集输管道承担着将天然气从气田输送至处理站的关键任务，其运行的安全性直接影响到天然气产业链的稳定和高效运转。但是天然气集输管道系统普遍分布广且环境复杂，一旦发生泄漏和爆炸等事故，不仅会造成人员伤亡和重大财产损失，更可能对环境造成严重破坏，甚至影响城市能源供应与社会稳定[1]。近年来，尽管国内在油气管道设计与监测等方面已取得众多进展，但面对日益严峻的安全监管形势和复杂的运行环境，仅依赖传统的事后干预模式已难以满足现代管道运行安全的需求。因此，需要在对集输管道安全运行危险因素进行总结的基础上，采取合理的控制措施，全面保障集输管道处于安全可靠状态。

1 天然气集输管道安全运行危险因素分析

（1）自然环境因素

天然气集输管道的安全运行受到多种自然环境因素的威胁，地质灾害是首要风险源，可直接导致管道变形甚至断裂，特别是在山区地带，地质不稳定区域的管道更易受到破坏。气候因素同样不容忽视，极端天气如强降雨和洪水可造成管道基础冲刷，暴露管道增加外力损伤风险，而干旱则可能引发地面塌陷，导致管道受力不均[2]。冻土地区的管道面临特殊问题，冻融循环产生的冻胀力和融陷作用会对管道产生额外应力。水文因素方面，河流改道和河床冲刷可能暴露水下管道，增加悬空段长度，超过安全限值。

（2）管道自身因素

材质缺陷是基础隐患，其主要包括管材成分不均及热处理不当等问题，这些缺陷会降低管道承压能力，增加开裂风险。制造工艺不规范也是重要因素，如焊接质量不佳可形成气孔或未熔合等缺陷，成为应力集中点和腐蚀源，防腐层损伤同样危害严重，一旦防腐层出现剥离或老化，将加速管道金属腐蚀，缩短使用寿命。管道设计不合理是另一关键因素，如管径选择不当或应力分析不充分，都可能导致管道在运行压力下变形甚至破裂。

（3）施工维护因素

在施工阶段管道焊接工艺不规范是重要隐患，包括焊接参数控制不当和操作人员技术水平不足等，导致焊缝质量不达标，成为潜在失效点[3]。管沟开挖与回填不当也易形成安全隐患，如回填材料含有尖锐硬物可能损伤防腐层，回填不实则导致管道悬空，增加应力集中风险。维护管理方面，检测不及时或不全面是主要问题，内检测设备使用不当或解析不准确会遗漏缺陷，管道巡检频次不足则无法及时发现地表异常情况。维修作业不规范也是重要风险源，如带压作业安全措施不足或或维修后质量验收不严格，可能引入新的安全隐患。

（4）第三方破坏因素

未经许可的挖掘活动构成最直接威胁，如建筑施工和道路维修等过程中，施工方未查明地下管线分布或忽视警示标志，可能直接挖断或损伤管道。重型车辆和机械在管道上方通行或作业也会对管道造成过载压力，尤其是在管道埋深不足区域，长期承受超设计荷载可能导致管道变形甚至断裂。恶意破坏和盗窃行为同样危害严重，包括盗取管道附属设施如阴极保护装置的金属材料，或非法开孔盗气，这些行为不仅直接破坏管道完整性，还会形成泄漏点引发事故。

2 天然气集输管道安全运行危险因素控制措施研究

（1）科学选址

科学选址是天然气集输管道安全运行的首要防线，管道选线应避开地质灾害高发区，在断裂带和泥石流沟道，必须穿越时应采用增加埋深或设置保护套管等特殊措施。同时应充分考虑区域水文条件，避开河床冲刷强烈区段和水域变迁频繁区域，降低水流冲刷和河道变迁对管道的影响风险。对于冻土地区，选线应尽量避开高含冰量和热稳定性差的冻土区，减少冻融循环对管道的危害。人口密集区和重要基础设施周边应划为管道禁建区或限建区，通过增加安全距离减少事故影响范围和第三方破坏风险。与其他地下管线和设施交叉时，应确保安全间距，避免相互干扰。

（2）强化防腐

强化防腐是天然气集输管道安全运行的关键保障措施，科学选择防腐材料是基础，应根据管道运行环境特点，选择最适合的外防腐涂层和内防腐措施。熔结环氧粉末和聚氨酯等高性能防腐涂层能提供长效防护屏障。施工过程中应严格控制涂层质量，采用数字化检测技术全面检验涂层厚度均匀性和附着力，确保无漏涂和划伤。阴极保护系统设计应与外防腐措施形成互补，根据土壤电阻率分布合理设置牺牲阳极或外加电流保护站，实现保护电位均匀分布。

（3）完善巡检与维保

完善巡检与维保体系是天然气集输管道安全运行的重要保障，建立分级分类的巡检制度是基础，根据管道重要性和历史故障情况划分巡检频次和重点，对地质灾害多发区和人口密集区等高风险段实施加密巡检。巡线方式应多元化组合，结合人工地面巡检和无人机航空巡查和卫星遥感监测，形成空天地一体化巡检网络，实现全方位无死角覆盖。智能化巡检技术应用是提升效能的关键，可部署管道泄漏检测系统和光纤振动监测系统等实时监测设备，结合大数据分析平台快速识别异常信号并预警。建立基于风险评估的差异化维保策略，针对不同类型缺陷制定精准维修计划，优化资源配置。

（4）强化管道标识与防护

强化管道标识与防护系统是防范第三方破坏和保障天然气集输管道安全运行的重要屏障，标识系统应实现全线覆盖，包括设置醒目的警示桩和标志牌，明确标注管道位置和紧急联系方式。在人口密集区和施工频繁区域应增加标识密度，并采用智能标识技术，如嵌入 RFID 芯片或二维码的警示桩，便于施工单位通过移动应用快速获取管道详细信息和安全操作规程。物理防护措施是关键环节，包括在易受外力破坏段设置混凝土板或警示网等保护层，增强管道抗外力能力。穿越道路和铁路等关键部位应设置套管或涵洞结构，形成双重保护，对于重点防护区段，可安装防护栅栏并配置入侵报警系统，实现实时监控和快速响应。

3 结论

综上所述，天然气具有易燃易爆且无色无味等特性，集输管道一旦发生泄漏或外力破坏，极易引发火灾和爆炸等恶性事故，传统的安全管理手段往往依赖经验和事后处理，缺乏前瞻性和系统性。针对该问题，需要根据天然气集输管道安全运行的危险因素，采取必要的控制措施，推动集输管道安全管理工作由经验管理向风险管理转变，提升天然气集输管道的整体安全水平。

参考文献

[1]陈佳.天然气长输管道运行安全风险及措施分析[J].山东工业技术,2018,(07):101.

[2]许晓光,邓士成.天然气长输管道运行安全风险及措施分析[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(24):64-65.

[3]林媛媛.基于故障树的天然气长输管道安全风险分析[J].石油石化节能,2017,7(05):40-43+12.