鞏國強 熊寶虎

西部管道甘肅輸油氣分公司武威維搶修隊

摘要：油氣管道泄漏存在重大安全風(fēng)險，威脅油氣輸送安全和公共安全。介紹了油氣管道泄漏形式和危害、常用泄漏檢測方法，分析了泄漏原因，對多種泄漏搶修處置措施進(jìn)行了對比分析，計劃設計制作一款快速封堵液壓設備。

關(guān)鍵詞：長(cháng)輸油氣管道；泄漏危害；泄漏檢測；封堵

油氣管道一旦泄漏引發(fā)事故，不但造成嚴重的經(jīng)濟損失，而且造成較多人員傷亡，給管道行業(yè)帶來(lái)嚴重的負面影響。2013年山東省青島市中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故，造成62人死亡、136人受傷，直接經(jīng)濟損失7.5億元。2021年湖北省十堰市某集貿市場(chǎng)發(fā)生重大燃氣泄漏引發(fā)爆炸事故，造成26人死亡、138人受傷，直接經(jīng)濟損失約5395萬(wàn)元。慘痛教訓警示我們，及時(shí)發(fā)現和處置管道初期泄漏隱患，對保障管道安全運行具有重要作用。

1  泄漏形式和危害

管道泄漏根據泄漏機理可分為界面泄漏、滲透泄漏、破壞性泄漏；根據泄漏時(shí)間可分為經(jīng)常性泄漏、間歇性泄漏、突發(fā)性泄漏；根據泄漏部位可分為靜密封泄漏、動(dòng)密封泄漏、關(guān)閉件泄漏和本體泄漏。油氣管道常見(jiàn)泄漏形式為界面泄漏、破壞性泄漏、關(guān)閉件泄漏和本體泄漏。

（1）界面泄漏。在密封件(墊片、填料)表面和與其接觸件的表面之間產(chǎn)生的一種泄漏。如法蘭密封面與墊片材料之間的泄漏，閥門(mén)填料與閥桿之間的泄漏，密封填料與轉軸或填料箱之間的泄漏等。

（2）破壞性泄漏。管道及其配套設備由于外部原因產(chǎn)生形變、外力作用及人為原因造成的管道或設備的泄漏，這種情況的出現是危險性泄漏，會(huì )對搶修工作帶來(lái)較多的困難。

（3）關(guān)閉件泄漏。在管道工程中，關(guān)閉件（閘板、閥瓣、球體、旋塞、柱塞等）與關(guān)閉座（閥座、 旋塞體等）之間的一種泄漏。這種密封形式不同于靜密封和動(dòng)密封，它具有截止、換向、節流、調節、減壓、安全等作用，是一種特殊的密封裝置。

（4）本體泄漏。在管道工程中，殼體、管壁、閥體等材料自身產(chǎn)生的一種泄漏，如沙眼、裂縫等缺陷的泄漏。在實(shí)際中也常按泄漏所發(fā)生的部位名稱(chēng)稱(chēng)呼，如法蘭泄漏、閥門(mén)泄漏、管頭泄漏、三通泄漏和焊縫泄漏等等。

油氣管道若發(fā)生泄漏不僅會(huì )造成能源浪費， 企業(yè)生產(chǎn)成本上升、經(jīng)濟效益下降。嚴重時(shí)還會(huì )引起火災、中毒、爆炸等事故，造成財產(chǎn)損失、環(huán)境污染和人身傷亡等危害后果。

2  泄漏檢測方法

（1）直觀(guān)法。該檢測方法是憑借人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)直接發(fā)現泄漏的一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟的方法。如可通過(guò)流體聲音和石油、天然氣所特有的氣味初步判定泄漏的大概位置。天然氣泄漏后會(huì )在泄漏點(diǎn)附近出現結霜或冰凍現象，若在管道局部某點(diǎn)出現該現象即可以初步斷定泄漏點(diǎn)，根據結霜或冰凍面積大小判定泄漏點(diǎn)大小及壓力高低。

（2）皂液法。這是最常用的檢漏方法之一，即用調配好的肥皂水對懷疑存在泄漏部位進(jìn)行涂抹或噴涂，被檢測部位如果連續鼓泡就表明是泄漏點(diǎn)。這種方法判斷表面的泄漏缺陷較易，但位置深不易接觸到的泄漏部位，則不能準確判斷。應采用其他輔助方法檢測漏點(diǎn)。該方法檢測時(shí)應注意幾點(diǎn):皂液與泄漏氣體接觸要有足夠長(cháng)的持泡時(shí)間；皂液自下向上薄薄的涂抹在被檢測面上；應選擇油脂皂配制皂液。

（3）儀器檢測法。采用精密儀器檢測泄漏方便可靠，檢測準確性及精度高。隨著(zhù)技術(shù)不斷發(fā)展和完善，泄漏檢測正逐步向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。儀器檢測分為固定式和便攜式。固定式檢測儀器通常安裝在氣體存放間、油品庫房等固定場(chǎng)所，大多數與監測預警系統、通風(fēng)系統等聯(lián)動(dòng)，檢測到泄漏時(shí)發(fā)出報警并聯(lián)動(dòng)排風(fēng)系統進(jìn)行吹掃，以降低油氣（危害氣體）濃度。便攜式檢測儀器攜帶方便，通常用于站場(chǎng)巡檢或搶維修作業(yè)時(shí)可燃氣體、有毒有害氣體以及硫化氫含量、氧氣濃度等的檢測。泵吸式氣體便攜檢測儀能夠不靠近泄漏點(diǎn)進(jìn)行檢測，對于狹小空間和受限空間尤為適用。

（4）激光檢測技術(shù)。目前，利用激光遙測技術(shù)可實(shí)現不接觸檢測并準確定位，快速查找泄漏源。通過(guò)在場(chǎng)站安裝激光云臺可實(shí)現可燃氣體泄漏在線(xiàn)監測。利用激光光譜分析技術(shù)與巡檢機器人結合可快速發(fā)現有毒有害和可燃氣體泄漏。借助激光檢測技術(shù)與其他聲光監測技術(shù)聯(lián)合應用，通過(guò)模塊化組合制造的巡檢機器人也在管道泄漏監測中有較多使用，不但節省人力、降低人工巡檢風(fēng)險，而且能夠全面捕捉信息以評估場(chǎng)站泄漏隱患。

3  泄漏原因分析

（1）管段泄漏。腐蝕穿孔、第三方施工損壞、環(huán)焊縫失效及地質(zhì)災害造成的應力集中是長(cháng)輸管道泄漏的主要原因。這種泄漏多數為破壞性泄漏，發(fā)生突然、危險性高。管道運行中由于高速油氣流不斷通過(guò)，腐蝕減薄處、機械損傷處和焊逢處是發(fā)生泄漏的主要位置。

（2）法蘭泄漏。法蘭泄漏原因主要是由于法蘭界面連接不嚴密和機械振動(dòng)造成的。管道高壓下運行，緊固件壓緊力不足或緊固件在巨大壓力下被拉長(cháng)及纏繞式墊片在安裝過(guò)程中發(fā)生位移都會(huì )造成法蘭界面泄漏。另外由于油氣介質(zhì)不斷流動(dòng)，會(huì )對管件產(chǎn)生應力，使密封力下降，墊片失去回彈能力以及緊固件在頻繁的振動(dòng)下，超過(guò)疲勞強度也會(huì )造成法蘭泄漏。

（3）閥門(mén)泄漏。①內部泄漏：主要是球閥和旋塞閥泄漏，使閥門(mén)失去隔斷截止作用，造成閥門(mén)關(guān)斷狀態(tài)下下游管段帶壓而存在安全隱患。這種泄漏不易徹底根治，根據現有經(jīng)驗多采用注劑密封方法解決閥門(mén)內漏。②本體泄漏：主要是由于閥門(mén)本體在生產(chǎn)過(guò)程中有砂眼、裂縫及外力或人為因素造成的，這種情況通常需要對部分配件或設備整體進(jìn)行更換。③填料泄漏:主要是閥桿采用填料的閥門(mén)由于填料老化和接觸壓力降低造成的。采用更換填料和密封注劑方法解決，都能達到止漏目的。

4  油氣管道泄漏搶修處置措施

油氣管道泄漏搶修常用木楔、柔性?shī)A具、B型套筒、注劑密封等封堵修復，或采取換管永久修復。表 1比較了各種搶修處置措施的優(yōu)缺點(diǎn)及適用情形。

表 1 油氣管道泄漏搶修處置措施對比

5  結語(yǔ)

泄漏搶修實(shí)踐中，我們采取不同封堵措施試驗發(fā)現，管線(xiàn)泄漏點(diǎn)壓力超過(guò)2.5 MPa時(shí)幾乎所有封堵設備都無(wú)法安裝。大部分管道泄漏封堵設備安裝在3點(diǎn)鐘到9點(diǎn)鐘方向，泄漏點(diǎn)壓力超過(guò)2 MPa時(shí)常用的卡具類(lèi)封堵設備安裝困難且風(fēng)險極高。下一步，我們將參考現有封堵技術(shù)，取其優(yōu)點(diǎn)、棄其短板，設計制作一款液壓封堵設備，實(shí)現管道全位置泄漏后的快速封堵。 

作者簡(jiǎn)介：鞏國強，1986年生，本科，工程師，現從事管道應急搶修工作。聯(lián)系方式：18523806187，gonggq@pipechina.com.cn。