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【關鍵詞】天然氣;管道;泄露;治理
【中圖分類號】U664.156 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2012)09-0161-01
天然氣的主要成分是甲烷,它燃燒的化學是為:甲烷+氧氣(在點燃的條件下)=水+二氧化碳,同時放出大量的熱。因為甲烷燃燒的產物不是有害物質,并且在世界各地都有一定的儲備量,所以作為一種新型能源被廣泛使用。
近年來,隨著天然氣的大力發展和運用,天然氣的泄漏事故也在不斷的發生。其大都發生在運輸和日常使用中。
一、運輸中的泄漏
天然氣是采用管道輸送的方式送往需求地的,但管道的安全運送仍存在隱患。目前多家帶壓堵漏公司每年上萬起的堵漏工作證明,天然氣的泄漏事故遠大于起火事故頻率。而最令人不安的是,人們對于天然氣管道的處置與通常的管網維護沒有太大的區別,往往會因為缺乏專業的堵漏技術,釀成重大事故的發生。因此,系統的研究天然氣管道帶壓堵漏技術與相應對策是很有必要的。
1.天然氣管網泄漏形態
據專業人士介紹,研究天然氣管道泄漏技術與堵漏對策的前提是如何將泄漏事故進行科學分類,在針對每一類泄漏事故研究相應的堵漏技術和產品。應根據天然氣管道泄漏的壓力等級、發生位置、泄漏原因和溫度的不同,來確定相應堵漏產品的密封級別、結構形式、對管線本體的保護形式和施工方式,從而形成解決不同泄漏形態的立體帶壓堵漏技術。
2.天然氣管道泄漏根據壓力等級進行劃分:1)真空管(0MPa)、2)低壓泄漏(0-1.6MPa)、3)中壓泄漏(1.6-10MPa)、4)高壓泄漏(10-100MPa)、5)超高壓泄漏(100MPa以上)。根據壓力等級所做的泄漏形態分類決定相應堵漏產品密封的等級,高壓泄漏形態要求相應堵漏產品的密封級別要高。
3.根據發生位置不同進行劃分有:1)直管泄漏、2)彎頭泄漏、3)三通泄漏、4)法蘭泄漏、5)異徑接頭泄漏、6)閥門泄漏、7)罐體泄漏等,根據發生位置所做的泄漏形態分類決定相應堵漏產品的結構形式。
4.根據泄漏原因進行劃分有:1)陸上氣田天然氣管網泄漏為主要原因造成的“腐蝕泄漏”、2)不法分子破壞和工程施工機械誤傷等原因造成的“意外創傷泄漏”(這類泄漏在長距離天然氣管道泄漏處理中最為棘手)、3)因為設計不當造成的泄漏,根據原因所做的泄漏形態分類決定相應堵漏產品。
5.日常使用中的泄漏:
天然氣除了在運輸中容易發生泄漏事故外,在城市家庭使用時也極容易發生泄漏,從而使人們的生命財產安全受到威脅。
二、燃氣泄漏的原因
1、膠管問題致使燃氣泄漏:燃氣膠管是連接燃氣管道和燃氣用具的專用耐油膠管,根據幾年來的燃氣事故統計分析,因燃氣膠管老化或老鼠咬破而造成的燃氣泄漏事故占所有燃氣事故的30%以上。
(1)膠管老化龜裂。膠管超過安全使用期限使膠管老化龜裂造成燃氣泄漏。
(2)長時間使用燃氣灶具,自然或人為使連接膠管的兩端松動造成燃氣泄漏。
(3)老鼠咬壞天然氣軟管會導致天然氣的泄漏。老鼠屬于嚙齒類動物,生有一對鑿狀無齒根的門齒,門齒不斷地生長,因而需要經常不斷啃咬硬物進行磨損。
2、點火失敗,致使未燃燒的燃氣直接泄出。
3、使用灶具煮飯或燒開水時,發生沸湯使沸水澆滅爐火或風吹滅爐火造成燃氣泄漏。
4、灶具使用完畢,忘記關火或關火后灶具閥門未關嚴致使燃氣泄漏。
5、管道腐蝕或燃氣表、閥門、接口損壞
6、搬遷、裝修或人為的在室內管道上拉繩或懸掛物品等外力破壞,使管道接口松動,造成燃氣從損壞或松動部位泄漏。
7、燃氣灶具的損壞致使漏氣。
8、使用燃氣灶具過程中突然發生供氣中斷,而未及時關閉燃氣閥門,致使恢復供氣時管道燃氣的泄漏。
9、其它原因的燃氣泄漏等。
三、如何檢查燃氣泄露
1、用戶自檢:
(1)當您聞到一股臭雞蛋味、汽油味、油漆味時就應當意識到可能是燃氣泄漏。
(2)查找燃氣泄漏點。檢查時,可用肥皂水、洗滌靈或洗潔精等涂在可能產生漏氣的地方,如管道的接頭、表、灶的開關等處,若有漏氣,則該處會連續冒泡。
(3)嚴禁使用明火檢查泄漏。
2、燃氣公司安全檢查:燃氣公司會定期安排專人對用戶的燃氣管道設施進行安全檢查。希望廣大用戶予以配合。
四、燃氣泄漏的預防措施
1、經常檢查連接燃氣管道和燃氣用具的膠管是否壓扁、老化、接口是否松動、是否被尖利物品或老鼠咬壞,如發生上述現象應立即與燃氣公司聯系。
2、定期更換膠管。根據有關燃氣安全管理規定和技術規范,每兩年應更換一次膠管。由于各種品牌膠管的質量不一,為了用戶的自身安全,建議每年更換一次膠管。3、使用天然氣應先點火,后開氣。一次未點著,要迅速關閉天然氣灶開關,切忌先放氣,后點火。使用自動點火灶具時,將開關旋鈕向里推進,按箭頭指示方向旋轉,點火并調節火焰大小。
4、使用天然氣灶具時,請勿遠離并注意觀察,以防止火焰被沸水溢息或被風吹滅。并注意廚房通風,保持室內空氣新鮮。
5、使用完畢,注意及時關好天然氣灶或熱水器開關,同時將表前閥門關閉,確保安全。
6、在燃氣使用過程中如遇突發供氣中斷,應及時關閉天燃氣開關,防止空氣混入管道內。在恢復供氣時應將管道內的空氣排放后方可使用。
7、請勿將天然氣、管道煤氣、液化石油氣以及煤爐同室使用;
8、請勿在安裝燃氣管道及燃氣設施的室內存放易燃及易爆物品。
9、灶具等燃氣設施出現故障后,請勿自行拆卸,應及時聯系燃氣公司,由燃氣公司派專門人員進行修理。
10、請勿在燃氣管道上拴寵物、拉繩、搭電線或懸掛物品,容易造成燃氣管道的接口處在重力作用下發生松動,致使燃氣泄漏。
11、安裝管道燃氣設施的室內,經常保持通風換氣,保持良好的空氣流通。請勿在安裝管道燃氣設施的室內休息或睡眠,嚴禁做臥室。
12、晚上睡覺前、長時間外出或長時間不使用燃氣時,請檢查灶具閥門是否關閉,并關好燃氣表前閥門。
13、進行搬遷或裝修時,請勿人為破壞燃氣管道及其燃氣設施。
14、房屋裝修時請勿將燃氣管道、閥門等埋藏在墻體內,或密封在櫥柜內,以免燃氣泄漏無法及時散發。
15、請勿自行變更燃氣管道走向或私接燃氣設施,如需變動請及時與當地燃氣公司聯系,由燃氣公司專業人員進行接改。
16、經常用肥皂水、洗滌靈或洗潔精等檢查室內天然氣設備接頭、開關、軟管等部位,看有無漏氣,切忌用明火檢漏。
17、灶具爐頭孔眼經常用細鐵絲進行清理,以免堵塞回火.
2、使用前應檢查減壓閥、膠管與鋼瓶、灶具是否連接牢固可靠。
3、每次打開瓶閥后應先檢查瓶閥或其他部件是否完好、是否漏氣。
4、漏氣檢查嚴禁使用明火檢查是否漏氣,一般可采用涂肥皂水的方法進行檢查。具體方法如下:鋼瓶角閥打開后,用肥皂水涂在鋼瓶角閥、減壓閥連接部位、膠管接頭、灶具接頭、灶具氣門等部位,如發現某個部位出現連續冒泡現象即可判斷為漏氣,這時應立即關閉瓶閥,及時處理,及時報修,以免意外事故的發生。
5、在爐灶上燒東西時,最好不要走開,防止水、菜汁、湯汁等溢出撲滅火苗而導致燃氣泄漏,或因遺忘而燒干鍋具引發火災等。可以選擇安全性爐灶(如美的安全灶),具有燃氣泄漏報警功能,即利用專利探測儀器檢測到內部燃氣泄漏或外部周圍環境燃氣泄漏時,通過鈴音報警提醒顧客的功能。
關鍵詞:智能音波法;泄漏監測;數據采集
中圖分類號:C93 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2012)15-0206-03
一、概述
管網運輸是油田主要的天然氣運輸方式,由于管道運輸具有高壓、易燃、易爆的特性,管道的安全管理極為重要,泄漏是管道運行中最主要的安全隱患,尤其是天然氣管道的泄漏將會造成中毒、火災、爆炸等嚴重事故,而近年隨著腐蝕泄漏、人為打孔偷盜等問題日益突出,加劇了管網安全運輸形勢的嚴峻性。因此,確保管網運輸安全,是所在區域和諧生活、健康環境的重要保證,是油田集輸儲運企業首要的政治責任、經濟責任和社會責任。
智能音波管道泄漏監測技術引入了先進的信號處理、模式識別和人工智能技術,可監測氣體、液體、氣液混合以及多相流管道。提高了管道泄漏監測系統的靈敏度、可靠性和穩定性,降低了誤報率,是目前最為先進的第四代管道泄漏監測技術。探討智能音波技術在天然氣長輸管道在線泄漏監測中的應用,實現實時監測管道運行情況,及時發現并確定泄漏發生的位置,從而可以及時有效地進行應急處理,控制和減少因管道泄漏造成的損失。
二、智能音波法的技術優勢
泄漏監測是管道監測特別是長輸管道監測的最重要方面,用音波對壓力管道進行泄漏監測是目前最先進、最可靠的泄漏監測技術。
一般管道監測方法都是監控管道運行的各種物理量變化來判斷管道是否發生泄漏,因此產生了流量法、實時模型法、負壓波法等管道泄漏監測技術。與這些方法相比,音波法具有明顯的優勢。
衡量管道泄漏監測技術(系統)三個最重要的性能指標是:靈敏度(可檢測的最小泄漏率以及漏報率)、誤報率(可信度)和定位精度,智能音波法和其他方法的性能指標比較(見表2)。
從表2可以看出,智能音波管道泄漏監測系統具有靈敏度高、可信度高、定位精度高、適應范圍廣、系統運行穩定、反應快速等優點。
根據被監控管道內流體的性質及管道的運行環境不同,智能音波技術可以監測地面管道、埋地管道和海底管道,還可以監控各種復雜的管網系統。
三、智能音波油氣管道泄漏監測系統工作原理
(1)管道泄漏瞬間,輸送介質在泄漏點產生具有一定特征的音波,并沿管道向兩端傳播。(2)采集終端通過安裝在管段兩端的傳感器接收到音波信號,經過預處理之后,與GPS 時鐘一起通過網絡傳送到服務器。(3)服務器進行實時識別處理(采用復雜統計模型的識別器),判斷管道是否發生泄漏,同時利用管段兩端數據采集處理終端接受到音波信號的時間差,計算出泄漏發生位置。(4)在每個環節利用人工智能技術過濾干擾,最終降低誤報率,提高了監控精度。
四、智能音波油氣管道泄漏監測系統的組成
智能音波油氣管道泄漏監測系統主要分為數據采集處理終端、泄漏監測定位服務器和監控終端,同時系統運行需要計算機網絡(運行TCP/IP 協議)支持。
1.數據采集處理終端。傳感器:實時將管道中的聲波信號轉換為電信號,傳輸給前端處理模塊。天然氣長輸管道智能音波泄漏監測系統可采用定制的傳感器,有效解決微弱音波信號的捕捉問題,為系統的可靠運行奠定基礎。前端處理模塊:在微小泄漏孔徑的情況下,泄漏點產生的音波信號及其微弱,經過長距離傳輸將進一步衰減。前段處理模塊的功能就是信號的放大和噪聲抑制。采集模塊:將信號做AD 轉換,變為可用計算機處理的數據。GPS:獲取精準的時間,泄漏監測定位服務器用來計算泄漏位置。采集主機:安裝采集程序,把音波信號轉換為數字域的多通道信號,再通過維納濾波、自適應濾波等先進的信號處理方法進行預處理,去除背景噪聲和各種干擾信號,最后和GPS 信號一起通過網絡傳送給泄漏監測定位服務器。
2.泄漏監測定位服務器。泄漏監測定位服務器由硬件和軟件組成,硬件一般使用高穩定性的服務器,軟件可選用 DOLPHIN SERVER V2.1。硬件要求:(1)操作系統:Windows XP SP2,SP3 / Windows Server 2003 / Windows Vista;(2)處理器:2.0 GHz Pentium IV or equivalent or higher;(3)內存:1 GB RAM;(4)硬盤:4 GB Available HDD Space。軟件功能:(1)讀取配置信息,建立 OPC 項并更新,為人機界面提供數據。(2)將采集終端的配置信息通過網絡傳遞給采集終端。(3)建立并維護各采集終端的通訊信道。(4)向遠端的OPC 廣播或者發送OPC 數據。(5)利用各采集終端的 GPS 時鐘信號對其發送的數據進行精確時間同步。(6)依據管網的拓撲結構,對比和匹配各采集終端的數據,判斷管道是否發生泄漏。并根據音波信號到達各采集終端的時間差,計算泄漏位置。(7)保存各個數據采集終端傳送來的原始數據以及中間數據,以便進一步分析處理。
3.監控終端。監控終端安裝客戶端程序和人機界面程序(含底層組態軟件),實時顯示管道的運行狀態,當發生泄漏時及時報警。可以配置多臺監控終端與泄漏監測定位服務器相連,監控終端也可和泄漏監測定位服務器共用一臺計算機。硬件要求:(1)操作系統:Windows XP SP2,SP3 / Windows Server 2003 / Windows Vista;(2)處理器:800 MHz Pentium III or equivalent or higher;(3)內存:256 M RAM;(4)硬盤:40 M Available HDD Space;(5)顯卡:DX 9.0c Compatible graphics card;(6)聲卡:16-bit Sound Card;(7)其他:還需要滿足人機界面程序所使用組態軟件的配置要求。
4.通訊系統。使用計算機網絡(運行TCP/IP 協議)。數據采集處理終端的數據通過通訊網絡傳送到泄漏監測定位服務器,監控終端與泄漏監測定位服務器也通過通訊網絡相連接。各個數據采集終端和監測定位服務器之間需要網絡平臺支撐,可以利用現有網絡。采集終端與服務器之間傳送的數據已經過加密,可以通過公網傳輸。另外系統應有嚴格的數據完整檢查和出錯重傳機制,保證每條數據都準確可靠地傳遞。如果系統出現故障,可以進行遠程調試。
5.關鍵技術。(1)通訊數據加密,支持跨網段傳輸;(2)發送數據緩存,接收數據應答,數據校驗,丟包數據重傳,保證每條數據正確可靠傳輸;(3)支持復雜管網(樹狀、環狀等),在分支位置可以不設采集終端;(4)支持運行時刻參數修改和音速校準(不需要重新啟動程序);(5)可配置是否生成本地 OPC 服務器;(6)可連接任意多采集終端;(7)支持斷點續傳。
五、結束語
智能音波油氣管道泄漏監測系統的優勢:(1)全球最先進的泄漏監測技術。(2)智能音波法各項性能指標都比其他泄漏監測方法優越。(3)可監測氣體、液體、氣液混合以及多相流管道(其他泄漏監測技術一般只能監測液體管道)。(4)本地化的技術支持和維護。
事故原因分析
一、用戶使用不當或誤操作造成泄漏事故。這主要表現在以下幾個方面:
1、不懂得或不熟悉燃具的使用方法,甚至不了解燃氣閥的旋轉方向。例如:在點燃灶具時,如果是脈沖點火的灶具沒有安裝電池便開起燃氣閥,就會導致燃燒器未點著火。但使用人很可能會誤以為沒有氣而離去,結果造成大量的燃氣泄漏。
2、 使用燃具時不夠專心,點著火后就去做別的工作,而水壺、粥鍋、奶鍋等器具內的水、粥、乳之類的物品燒開后溢出器具外,把火焰澆滅,而使大量的燃氣放散到房間內。所以要盡量推薦用戶購買使用帶有自動熄火保護裝置的灶具。
3、 燃氣灶質量不合格或用戶只注重使用燃具,不注意保養和維修,造成燃氣閥缺油、無油或鎖緊螺母松動,引起漏氣。例如20__年 7月20日18時左右,在我省某市發生了一起燃氣泄漏事故,事主家中燃氣開關沒有關閉,由于燃氣具上的鐵圈脫落,燙漏了燃氣管導致泄漏,一位60多歲的老人不幸身亡。該居民家雖安裝了燃氣報警器,但沒有插電源。
4、 用戶已發現漏氣事故,由于處理不及時或處理方法不當,而引起爆炸或火災。
二、工程施工質量造成的泄漏事故。
在天然氣管道的安裝施工過程中,如果對工程質量不嚴格把關,就很可能會產生安全事故。僅就戶內管道安裝來說,目前我國戶內天然氣管道按管材分主要焊接鋼管和鍍鋅鋼管。不同材質的管道在安裝施工的過程中連接的方式也不相同。其中焊接鋼管主要是采用焊接方式,鍍鋅鋼管主要采用螺紋連接。根據對天然氣火災的統計,得知有很大一部分泄漏事故與管道的安裝質量有關。例如:20__年5月份在我省蘇北某縣城正在使用的燃氣主管道發生泄漏,螺紋連接部分松動是造成燃氣泄漏的主要原因。該管道在施工中,執行工藝不嚴格,未緊到位也未做氣密性試驗便匆匆通氣,結果造成天然氣泄漏,發生火災。
三、安全管理方面的缺陷所造成的事故
1.燃氣管道原始資料不全,技術狀況不明。在現實情況下,由于種種原因,例如,燃氣管理部門出現人員調動情況,使得燃氣管道原始資料遺失,致使新上任的人員無法了解管線的具體情況,未能進行定期的安全檢查。
2.對燃氣管道管理認識不足。燃氣管理部門對制度落實不完善,落實不到位,缺乏成套的巡線、檢測、查漏制度和機制。
處理對策
一、加強管理確保安全使用的具體措施
(一)加強工程質量監督與管理。 在施工中,如發現有不按原設計圖紙施工的現象,要立即堅決制止,并處罰有關責任人。工程驗收時,要邀請建設主管部門和監檢單位參與工程驗收,對不符合要求的工段,要堅決返工,并嚴肅處理責任人。只有這樣,才能把燃氣管道的先天患消滅在萌芽之中。
(二)專業設計、嚴密規劃
城鎮燃氣工程是一項全社會的基礎工程,客觀上要求設計、開發商、規劃、城建、市政、技術監督、消防等部門密切配合,協調工作。設計單位在設計小區管道天然氣配套時要充分聽取開發商、規劃等相關部門的意見,必要時邀請各部門專家“會診”,以便制定合乎客觀實際的,科學的方案,使城鎮天然氣管道的建設盡可能在確保安全第一的情況下正常發展。
(三)嚴格選材,嚴把工程質量關。
施工前,建設單位、監理單位、施工單位、監檢等單位要聯合對所選用的管材設備進行檢查和檢測,特別是對將要作戶內管道的材料,更要嚴格篩選。在目前市場經濟條件下,要教育材料質檢及施工人員提高認識,增加責任感、使命感,并制定相應的責任制,填寫責任狀、檢測簽名等形式,切實把好選材和施工質量關。
(四)建立健全各項制度,加強后期管理。
1. 加強有關法規、技術標準的學習,提高認識,克服重使用、輕管理的思想,增強安全意識。
2. 組織落實:建立嚴格可行的管理體系和工作程序,落實崗位責任制。
3. 制度落實:制定、完善有關燃氣管道的設計、安裝、使用、檢驗、修理、改造等各項管理制度。
4. 具體工作中抓好制度的實施:對于新建燃氣管道,必須要求有設計和安裝資格的單位進行設計和安裝;燃氣管道技術檔案要求的設計資料、安裝竣工圖,管材管件質證書,管道施工記錄,閥門試驗記錄、系統試驗記錄等資料的搜集,整理建檔;竣工驗收和役前檢驗重點是設計安裝資料審查,外觀質量檢查,內在質量和可疑部位的抽查,發現問題及時解決。
二、燃氣泄漏后的補救措施。
首先,應迅速報告就近消防部門,消防部門接警后應及時通知醫院和供氣等部門配合,立即奔赴現場弄清情況,制訂出撲救 計劃。
關鍵詞:大口徑天然氣管道;泄漏;應急措施;微正壓焊接工藝
鄂爾多斯盆地大牛地氣田某集氣干線(L360)為φ508×7.1,設計壓力為6.3MPa,設計輸氣量為15×108m3/d,該干線連接的集氣站共有12座之多。2013年5月因機械事故導致該埋地管線出現兩個2.5cm×4cm的泄漏孔洞,幸運的是有關單位人員及時搶險,立即啟動應急預案,經過對比L360鋼和20#鋼的化學成分,充分了解焊縫的應力情況,采用微正壓焊接工藝的修補方案,該大口徑天然氣管道泄漏的重大險情得以避免且經濟損失也較小。天然氣泄漏,后果是非常嚴重的,必須嚴加防范。一旦發現泄漏,必須在最短的時間內堵漏。采取何種措施與方法最為有效,時間最短,效果最好,歷來都是被關注的關鍵課題與技術。
目前我國天然氣管道事業發展迅猛,管道泄漏防范與處置技術必然會愈加重視,以上述搶險事故為例,探討天然氣管道泄漏實用的處置方法、破損部位的修補工藝,總結其經驗教訓,這具有十分重要的作用與意義。
1 管道穿孔和機械損傷后搶險的習慣做法
我國石油行業中老的油氣集輸管道一般為10#或20#鋼材,設計壓力一般為1.6MPa以下。這些管道在出現穿孔和機械損傷時,常采用的處理方法是將主管道停輸并進行清管作業,達到可以焊接動火條件后進行打“補丁”焊接處理。示意圖如圖1所示。
管道打“補丁”堵漏示意圖 管道“打卡子”方式堵漏示意圖
圖1 圖2
在難以停輸的情況下,采用“打卡子”方式堵漏,示意圖如圖2所示。依靠螺母、螺栓對橡膠墊的足夠擠壓將漏氣的孔洞密封住。
2 L360φ508管線出現險情時的應急措施
2.1 立即啟動應急預案。該天然氣管道瞬間泄漏時其運行壓力5.2MPa,幸運的是沒有形成火花引燃天然氣。有關單位立即啟動了應急預案,疏散施工人員,封鎖交通路口,并在下風口500m外拉起警戒線,關斷漏點上下游管道閥門,放空管道內天然氣,并及時調來了消防車。
2.2 及時了解管道破損狀況,防止火花形成而引起現場爆炸等次生事故。管線破損部位如何修補才是必須要關注的關鍵課題。首先派兩名穿戴好正壓呼吸器的搶險人員到事故地點進行實地考察。此處管道埋深約1.6m,推土機前斗六齒中的兩齒插入管道內, 兩齒周圍管壁傷口內凹,沒有開裂,這點證明了L360管材較好的抗撕裂性能,如圖3。推土機撤離時,為防止在漏點處齒與管壁引起火花,派消防車采用噴淋加以防護。
圖3
2.3 核算焊縫的應力情況,研判修補方案。當用圖1打“補丁”方式,采用E6010焊條進行補焊時,熔焊后焊縫的屈服強度σb= 450MPa,焊縫的抗拉強度σs=520MPa。應力分析如圖4和圖5,由應力分析可知,“補丁”的抗拉應力σ1= 94.1MPa,抗彎曲應力σ2=2689 MPa,σ2>σb。工程經驗顯示,“補丁”越大,穩定性越差,越容易開裂。設計規范也不允許此種補焊方式。故此方案不可行;由焊條 E6010化學成分可知,采用圖2打“卡子”的方式,靠兩根螺栓對橡膠墊的擠壓所產生的壓力封住管內5.5MPa下的天然氣亦是不可能的和不可行的。
圖4 圖5 應力分析單元
3 修補方法
從L360鋼和20#鋼的化學成分可以看到兩種鋼的含碳量上限一致,均為0.22%,說明鋼脆性相近。硅(Si)的最大值L360為0.45%,20#鋼為0.37%,它能顯著提高鋼的彈性極限、屈服點和抗拉強度。說明L360鋼材比20#鋼的彈性性能和抗拉強度要高。錳(Mn)的最大值L360鋼為1.4%,20#鋼為0.65%,它在鋼材中可以提高鋼的常溫強度、硬度及耐磨性能,說明L360的常溫性能高于20#鋼材。適量的錳可以提高鋼材強度,消除硫、氧對鋼材的熱脆影響,改善鋼材熱加工性能,并改善鋼材的冷脆傾向。L360鋼材的抗拉強度為460~760MPa,20#鋼的抗拉強度為410~550Mpa,L360鋼材的抗拉強度范圍大小比20#鋼材高出50~210MPa。因此決定采用微正壓焊接工藝的修補方案。
參考設計規范中開口補強的方案進行搶險,利用庫存的Ф508×7.1管子包住受傷管道。經計算知Ф508管道外周長為1596mm,若用Ф508×7.1管子將其包裹,則處理后管道外周長應為1641mm。具體做法是:截兩段長1.1m的Ф508管子,將該兩段管子分別分為外弧長為809.5 mm和786.5mm不等的兩部分,利用L360較好的韌性,將外弧長809.5mm的這兩部分向Ф508管子沖壓,擴充內徑,并將四個邊緣倒坡口,處理達到焊接要求。在泄漏管道的天然氣放空壓力接近零時,點燃外泄天然氣,處理內凹傷口,防止影響將來管道的通球,并將原管道的外防腐層處理合格后,用已擴徑的兩部分管對傷口處進行包裹并滿焊。圖6為焊接后的照片。
圖6 采用微正壓焊接的修補方案焊接后的照片
4 結語
該大口徑的天然氣管道泄漏搶險方案,若利用建管道時余下的管道將受損管道整段換下來,更換管段長度約1m,此方案需要將管道內的天然氣放空,并需要利用阻燃氣體N2進行置換。置換段管道長度32km,需要氣態N2約12000m3,相當于液態N2約20m3。完成整個過程需要約2.5天時間,影響天然氣產量約1030×108m3,直接經濟損失約1600萬元。顯然此方案經濟損失是較大的亦是不可取的。本應急搶險措施共用時13小時,比其他可行方案節約時間約47小時,減少直接經濟損失約1174萬元。充分利用管材特性,方法簡單易行且符合現行設計施工規范,該大口徑的天然氣管道泄漏搶險修補方案無疑提供了一套因地制宜的實用方法。