鞏國(guó)強(qiáng) 熊寶虎

西部管道甘肅輸油氣分公司武威維搶修隊(duì)

摘要：油氣管道泄漏存在重大安全風(fēng)險(xiǎn)，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(cè)方法，分析了泄漏原因，對(duì)多種泄漏搶修處置措施進(jìn)行了對(duì)比分析，計(jì)劃設(shè)計(jì)制作一款快速封堵液壓設(shè)備。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸油氣管道；泄漏危害；泄漏檢測(cè)；封堵

油氣管道一旦泄漏引發(fā)事故，不但造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且造成較多人員傷亡，給管道行業(yè)帶來嚴(yán)重的負(fù)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(jì)損失7.5億元。2021年湖北省十堰市某集貿(mào)市場(chǎng)發(fā)生重大燃?xì)庑孤┮�發(fā)爆炸事故，造成26人死亡、138人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失約5395萬元。慘痛教訓(xùn)警示我們，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置管道初期泄漏隱患，對(duì)保障管道安全運(yùn)行具有重要作用。

1  泄漏形式和危害

管道泄漏根據(jù)泄漏機(jī)理可分為界面泄漏、滲透泄漏、破壞性泄漏；根據(jù)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(jù)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，閥門填料與閥桿之間的泄漏，密封填料與轉(zhuǎn)軸或填料箱之間的泄漏等。

（2）破壞性泄漏。管道及其配套設(shè)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(shè)備的泄漏，這種情況的出現(xiàn)是危險(xiǎn)性泄漏，會(huì)對(duì)搶修工作帶來較多的困難。

（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(jié)流、調(diào)節(jié)、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)生的部位名稱稱呼，如法蘭泄漏、閥門泄漏、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(fèi)， 企業(yè)生產(chǎn)成本上升、經(jīng)濟(jì)效益下降。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起火災(zāi)、中毒、爆炸等事故，造成財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境污染和人身傷亡等危害后果。

2  泄漏檢測(cè)方法

（1）直觀法。該檢測(cè)方法是憑借人的視覺、聽覺、嗅覺直接發(fā)現(xiàn)泄漏的一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的方法。如可通過流體聲音和石油、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(xiàn)結(jié)霜或冰凍現(xiàn)象，若在管道局部某點(diǎn)出現(xiàn)該現(xiàn)象即可以初步斷定泄漏點(diǎn)，根據(jù)結(jié)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(diào)配好的肥皂水對(duì)懷疑存在泄漏部位進(jìn)行涂抹或噴涂，被檢測(cè)部位如果連續(xù)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(zhǔn)確判斷。應(yīng)采用其他輔助方法檢測(cè)漏點(diǎn)。該方法檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn):皂液與泄漏氣體接觸要有足夠長(zhǎng)的持泡時(shí)間；皂液自下向上薄薄的涂抹在被檢測(cè)面上；應(yīng)選擇油脂皂配制皂液。

（3）儀器檢測(cè)法。采用精密儀器檢測(cè)泄漏方便可靠，檢測(cè)準(zhǔn)確性及精度高。隨著技術(shù)不斷發(fā)展和完善，泄漏檢測(cè)正逐步向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。儀器檢測(cè)分為固定式和便攜式。固定式檢測(cè)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(shù)與監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等聯(lián)動(dòng)，檢測(cè)到泄漏時(shí)發(fā)出報(bào)警并聯(lián)動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行吹掃，以降低油氣（危害氣體）濃度。便攜式檢測(cè)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?xì)怏w、有毒有害氣體以及硫化氫含量、氧氣濃度等的檢測(cè)。泵吸式氣體便攜檢測(cè)儀能夠不靠近泄漏點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于狹小空間和受限空間尤為適用。

（4）激光檢測(cè)技術(shù)。目前，利用激光遙測(cè)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)不接觸檢測(cè)并準(zhǔn)確定位，快速查找泄漏源。通過在場(chǎng)站安裝激光云臺(tái)可實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w泄漏在線監(jiān)測(cè)。利用激光光譜分析技術(shù)與巡檢機(jī)器人結(jié)合可快速發(fā)現(xiàn)有毒有害和可燃?xì)怏w泄漏。借助激光檢測(cè)技術(shù)與其他聲光監(jiān)測(cè)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，通過模塊化組合制造的巡檢機(jī)器人也在管道泄漏監(jiān)測(cè)中有較多使用，不但節(jié)省人力、降低人工巡檢風(fēng)險(xiǎn)，而且能夠全面捕捉信息以評(píng)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(zāi)害造成的應(yīng)力集中是長(zhǎng)輸管道泄漏的主要原因。這種泄漏多數(shù)為破壞性泄漏，發(fā)生突然、危險(xiǎn)性高。管道運(yùn)行中由于高速油氣流不斷通過，腐蝕減薄處、機(jī)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(yán)密和機(jī)械振動(dòng)造成的。管道高壓下運(yùn)行，緊固件壓緊力不足或緊固件在巨大壓力下被拉長(zhǎng)及纏繞式墊片在安裝過程中發(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(duì)管件產(chǎn)生應(yīng)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，超過疲勞強(qiáng)度也會(huì)造成法蘭泄漏。

（3）閥門泄漏。①內(nèi)部泄漏：主要是球閥和旋塞閥泄漏，使閥門失去隔斷截止作用，造成閥門關(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(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)多采用注劑密封方法解決閥門內(nèi)漏。②本體泄漏：主要是由于閥門本體在生產(chǎn)過程中有砂眼、裂縫及外力或人為因素造成的，這種情況通常需要對(duì)部分配件或設(shè)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(dá)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、柔性夾具、B型套筒、注劑密封等封堵修復(fù)，或采取換管永久修復(fù)。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(duì)比

5  結(jié)語

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

作者簡(jiǎn)介：鞏國(guó)強(qiáng)，1986年生，本科，工程師，現(xiàn)從事管道應(yīng)急搶修工作。聯(lián)系方式：18523806187，gonggq@pipechina.com.cn。