长输管道的安全技术措施

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长输管道的安全技术措施

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长输管道的安全技术措施

一．国内长输管道的安全状况

国内的压力管道安全监察工作起步较晚，安全监察机构，体制建立较迟，从而造成多年来长输管道一直处于部门各自管理的局面，没有统一的管理，与先进国家相比，国内在标准法规体系建设、设计技术水平、设备设计性能、施工安装质量、检验检测能力及运行管理水平等方面存在较大差距。

二．国外长输管道安全管理

国外经济发达国家在长输管道的安全管理上起步较早，目前已形成了较为完善的安全管理体系。这主要体现在安全管理职责明确，安全管理法规，标准体系完善科学，企业安全管理行为规范等方面。三．长输管道系统的简介

长输管道系统是一个复杂的系统工程，涉及上游的气田、输气站场、管道、储气库和下游的各个用户。任何一处出现问题都将影响整个系统的运行，特别是一旦出现事故不能向下游正常供气时，将影响到千家万户的正常生活。再加上天然气的易燃易爆及其毒性等特点，一旦管道系统发生事故，将很容易产生重大火灾事故甚至是爆炸、中毒、污染环境、人员伤亡等恶性后果，尤其是在人口稠密的地区，往往会造成严重的人员伤亡及重大经济损失，同时带来非常恶劣的社会及政治影响。

四．储运工艺危险有害因素辨识

a.设计不合理

b.施工质量问题

c.腐蚀失效

d.管道水击

e.疲劳失效

f.储运设备与设施危险有害因素辨识

g.管子、管件危险有害因素

h.施工质量问题

i.腐蚀失效

j.管道水击

k.疲劳失效储运设备与设施危险有害因素辨识

l.管子、管件危险有害因素

往复式输油泵具有效率高、使用前不需要加油、液体黏度对泵的工作性能影响不大等优点，但常造成液流波动，这种液流脉动作用在管道内形成一种不稳定流状态。当系统开（关）阀门或停泵等操作时，这种不稳定液流在管道内产生压力波动，严重时形成水击，造成系统超压、管道及设备、设施损坏。

离心式输油泵具有操作简单、液流无波动、工作状况易于调节、易于自动化等优点。但在泵入口处液体压力过低的情况下，会发生汽蚀现象，表现为泵体产生噪声和振动，严重时会使泵叶片遭受“剥

蚀”，导致扬程下降，效率降低，设备基础螺栓松动及管道与设备连接处损坏。

离心式压缩机效率低，而且偏离工作点越远，效率越低；当流量降至某一数值时会发生喘振现象。喘振发生时机组激烈振动，并伴随着异常的吼叫声，管道和仪表也随之振动。严重的喘振会破坏压缩机的密封系统，损坏止推轴承，叶轮有可能被打坏，造成严重的事故。 m.储存设施危险有害因素

A）支撑问题。地上平底储罐或球罐都是支撑在混凝土基础上，如果混凝土基础设计或建造强度不能满足承重要求，或者是建在不良地质上，在使用过程中将出现混凝土基础不均匀沉降。这种不均匀沉降将使储罐倾斜，导致平底储罐底板开裂，球罐支座处壳体开裂，连接管道断裂，引起介质泄漏。

B）地层影响。地下 LNG（液化天然气）储存设施基础设计、建造强度不足或处于不良地质层时，也会造成容器破坏，引起介质泄漏。

C）安全附件。储罐的温度、压力、液位等安全附件或相应控制系统发生故障。

D）正压保护失效。平底结构的LNG储罐氮气正压保护失效，或真空结构夹层内真空降低，绝热保温材料吸水失去绝热作用，引起罐内温度、压力急剧升高。

E）保护层失效。LNG储罐的绝热保温材料性能差，在使用一段时间出现老化、变质，难以起到绝热保温效果。

F）呼吸阀、阻火器失效。油罐的呼吸阀被冻结、阻火器被堵塞，或进出油量过大而超过呼吸阀的能力时，引起油罐内外压力不平衡，造成胀罐或瘪罐事故。

G）浮顶油罐事故。浮顶油罐在透气阀堵塞、密封设施不良、导向架卡阻、排水阀堵塞使浮顶积水时，引起浮顶沉船，造成事故。

H）安装缺陷。储罐安装、施工存在装配、焊接缺陷，而使用过程中又疏于检查和管理，造成事故。

I）腐蚀作用。储罐的罐体在使用过程中遭受到周围环境的大气腐蚀、土壤腐蚀以及介质腐蚀等，导致罐体厚度减薄及安全性能降低。特别是罐体底板，由于受到介质沉降物及土壤的腐蚀，加上检验检测困难及底板处介质泄漏后不易及时发现，使之成为安全的薄弱环节。

J）操作失误。对于活动容积储罐，出气量过多或进气量过多将使储罐抽瘪或将钟罩顶出水封槽，使气体喷出；所储气体中氧含量过高、水封冻结或缺乏安全装置等会造成火灾。

K）检修事故。检修时，天然气等储罐内介质未完全置换或清理不彻底，以及重新充气时未彻底置换干净，都会引起爆炸。

A）加热炉结构设计不合理或存在制造缺陷，特别是对于各热胀冷缩部件的设计考虑不充分，或制造过程中被限制变形，在运行时可能造成开裂或损坏。

B）加热管在加工制造时被损坏，或其与管板焊接存在缺陷，在压力载荷、热载荷或腐蚀条件下，焊缝及管道缺陷会扩展，直至开裂造成事故。

C）加热炉停运时间较长时，低于露点温度时的水蒸气与积灰中的二氧化硫、三氧化硫等腐蚀管壁，缩短加热炉的使用寿命甚至管壁穿孔。

D）加热炉都配有低压高能点火装置和自动熄火保护装置，这些联锁控制系统出现故障，极易引起事故。

E）加热炉结构不合理、炉管偏流造成炉管局部过热，将炉管烧穿，引起大火。

F）燃料油阀门关闭不严，炉膛内有油气，重新点炉时，未按规定程序进行通风吹扫，造成加热炉内油气爆炸起火。

G）加热炉操作不当，或发生事故后判断失误，容易造成爆炸事故。

A）危险区域分级不准确，防爆电气设施等级确定错误。

B）电气设施防爆性能或等级达不到产品标准要求；电气设施虽然都符合要求，但系统连接后，可能整体防爆性能不能满足工况要求；对已具有防爆性能的电气设备、照明设备等进行改装、维护或修理后未经防爆性能检测就投入使用。

C）电气设备发生短路、漏电或过负荷等故障时，将产生电弧、电火花、高热。

D）电动机使用、维护不良，会引起着火事故，主要原因有：电动机超负荷运行；在检修时，金属物体等杂物混入电动机或绝缘受损、绕组受潮，以及遇高压电将绝缘击穿等；电动机各接头处接触不良；三相电动机单相运行；电动机接地不良，电动机外壳可能带电，造成人员触电伤亡事故。

E）电气线路短路、过载及接触电阻过大都会导致电火花及电弧的产生，从而引发火灾事故。主要原因有：导线接头不牢固、接触不良，导致发热，引燃导线的可燃物质及周围的可燃物质；电流超过额定电流值，温度升高，加速导线绝缘材料的老化，甚至损坏，从而造成短路产生火花或电弧；电气线路因意外情况导致两相相碰而发生短路，产生瞬间放电

p.安全附件危险有害因素

B）安全阀、液位计、温度测量仪表、压力表、紧急切断装置等安全附件存在制造质量问题或出现故障失效。

B）液位、温度、压力、流量等控制系统硬件设备选型不当、质量存在问题或控制用软件不适合工艺要求，则有可能造成超压、超温、冒罐、混油、泄漏等事故。

六．管道施工安全技术措施

①管道基础施工安全

（1）施工前应对所用工具、机械等进行详细检查，如有损坏应进行修理或更换，以保证使用时安全可靠。经常检查沟壁是否有裂缝，支撑有无松动等异常现象，对查出的不安全问题，应排除后再进行施工。（2）做好沟槽的放水、排水工作。冬季雨雪后，要做好防滑措施。（3）沟槽作业时，要戴好安全帽。上下沟槽的立梯应支稳支牢，严禁从撑木或吊运机械设备等上下沟槽。工间严禁在槽内休息。机械作业时，不得碰撞沟槽支撑。松动支撑应及时加固。

（4）所有工具、材料不得向沟内投扔和倾倒，应用绳系送或用设备吊运。所需材料、堆土应距槽边1米以外，并设置土梗拦挡。

（5）对电夯、振动棒、平板振动器等手持电动工具应安装漏电保护器，操作人员须经培训合格后方可操作。操作时，要戴绝缘手套。严禁非电工人员从事电工作业。

②管道安装施工安全

（6）施工前，必须对沟边、架空支架得现场通道清理、平整，确保作业道路通畅。要检查沟壁有无裂缝，支撑有无松动，机具是否安全可靠。

（7）沟槽、高空作业应设坚固立梯，上端帮扎牢固，下端应有防滑措施。作业人员应戴好安全帽，穿工作服、软底鞋。

（8）高空作业要有防护栏杆或安全网，作业人员按规定系好安全带。材料堆放平稳，工具放入工具袋内，防止坠落伤人。遇有恶劣天气时，应停止高空作业。

（9）在自然光线不足得作业点或夜间施工时，应设置足够的照明设备。施工现场有减速的交通警示标志。夜间悬挂警示红灯。施工时，还应有专人管制交通。

（10）沟槽下管和支架管道吊装应有专人指挥，操作人员要听从指挥，熟悉指挥信号，要精神集中，相互配合，不得擅自离开工作岗位。吊装时，划分的施工警戒区域应有禁区标志，非施工人员禁止入内。

③管道接口施工安全

操作人员必须戴安全帽，穿工作服，电焊工戴防护面罩及护目镜等。并正确佩戴个人劳动保护用品。

必须从立梯上下沟槽或支架，梯子脚应当用麻布包扎，并有专人在下面扶住，防止梯子倾斜和滑倒，开脚梯子之间应用绳索绑牢，防止梯子的两脚滑开。

各种电动机械设备，必须有可靠有效的安全接地、漏电保护装置

等，方可开动使用。

在管道接口前，应检查周围环境是否符合安全要求。如沟槽有无裂缝、撑木、脚手架是否牢固；接口工作坑尺寸是否符合要求；管子敷设是否符合设计高程、管子支设是否稳固以及所用工具有无损伤等情况。发现问题及时处理后，方可进行接口。

④管道附属构筑物与沟渠砌筑施工安全

（11）砌筑前，检查沟壁有无裂缝，支撑有无松动，机具是否安全可靠。对查出的问题，及时采取加固、修理或更换，以保证施工时的安全。

（12）进入砌筑现场必须戴好安全帽，扣好帽带。并正确使用个人劳动保护用品。

（13）上下沟槽及脚手架，应设立梯或斜道。立梯、斜道应搭设牢固。严禁作业人员攀登支撑或乘吊运机械设备上下构造或脚手架。（14）砌筑时，若地下水位高于基础时，应采取降排水措施，以利于施工安全。

（15）现场运输道路应平整畅通。上、下坡道时，前后车辆应保持一定的安全距离，且车辆不要装的太满。

（16）往槽内运砖、石、预制板、砂浆等材料时，采用机械吊运时，吊斗下方严禁站人。吊运应有专人指挥，并严格遵守起重机械的安全技术操作规程。采用溜槽下料时，溜槽应支设牢稳、密封。上下操作人员应相互配合。严禁将各种砌筑材料向沟内抛扔。

（17）各种砌体高度超过1.2米时，必须搭设脚手架。脚手架各

结构件连接应牢固可靠，材质符合要求，满足砌筑需要，严禁超载。脚手架搭设满足安全技术要求。

⑤管道闭水试验施工安全

管道闭水试验漏水时，窨井边应设临时行人便桥，以保证灌水及检查渗水量等工作时的安全。严禁站在井壁上口操作，上下沟槽必须设置立梯、戴上安全帽，并预先对沟壁的土质、支撑等进行检查如有异常现象应及时排除，以保证闭水试验过程中的安全。

七．施工中防止燃气燃烧、爆炸及中毒的技术措施

①、防止燃气燃烧、爆炸的措施

可燃气体爆炸的破坏作用在于爆炸时可燃气体的体积迅速膨胀，造成压力急剧增大。一般情况下，天然气与焦炉煤气爆炸时产生的计算爆炸压力：丙烷为73.5×104帕，丁烷为93.1×104帕，氢、乙炔为161.7×104帕。当可燃性气体和空气混合物在具有足够大的直径和长度的管道内爆炸时，压力的增高可达784×104帕或更高些。由于爆炸时着火介质有冲击波产生，使介质的温度、压力和密度急剧增大，增强了破坏作用。防爆的技术措施是根据形成爆炸的条件来制订的。煤气形成爆炸必须同时具备三个条件：

第一燃气与空气的混合物中煤气的含量在爆炸极限浓度之内；

第二有火种和热源存在；

第三处于封闭容器内，或相当于封闭的容器内。

故施工人员可根据现场条件和具体情况，制定安全措施避免爆炸条件

的形成，达到安全施工目的。其主要的措施有以下几点：

1. 在使用钢凿进行凿削带气的铸铁管时（断管、凿削取孔），为防止火星产生，对锤击部位应不停地浇水冷却，并用粘土及时涂抹已凿穿的部位。

2. 在带气管道（铸铁）上钻孔攻螺纹时宜采用“封闭式的钻孔机”，以防管内煤气大量外泄。用机械割刀切削断管时不应一次将管壁割穿（指铸铁管），切削缝槽的深度应控制在剩余1.5~2毫米管壁，待全部切削完成后用钢制扁凿将剩余管壁击穿，避免切割操作中大量煤气外泄。一旦割穿应迅速用粘土或木枕（锥形）堵塞漏点。

3. 凡在带气操作中使用的电动机具应配装防爆电机与防爆按钮。

4. 地下金属管道上可能有电流通过（杂散电流、阴极保护装置等），当管道镶接合拢时存有一定的间隙，此时管道上的电流通到间隙处会产生火花。所以在切割或连接管道时，必须将阴极保护装置断开，用导体与断开的管道两顶端连接，连接线的另一端必须接地。

5. 对新敷设的燃气管道在尚未换气投产前，应防止煤气渗入管道内。当在带有燃气管道上接管而停气时，也应采取必要措施，防止空气渗入老管道内形成混合气体。在嵌接三通管、镶接时应在待接的老管道顶端钻孔并塞入阻气袋以阻挡空气渗入管内。

当完成镶接工程后应连续进行管内混合气体置换工作，直至取样合格为止。如果镶接通气与置换（放散）相隔的时间过长，带有混合气体的封闭管段将存在爆炸的危险。通气、置换的基本顺序应为先打

开放散阀门，使放散管畅通，然后再拔除镶接点的阻气袋或开启阀门，借管内燃气的工作压力将管内混合气体有次序地在放散孔排放。如果顺序颠倒，先开启管道阀门或拔除阻气袋（低压），管内燃气与混合气产生涡流倒灌至已运行的老管道中，其危险性较大。通气置换操作的现场组织很重要，应预先编制方案，才能确保实施时按照规定的顺序有条不紊地进行。

6. 对已与老管道镶接连通，但又暂不通气的管段，必须在镶接点加装“盲板”隔

离。应该指出，仅仅依靠管道上的阀门隔离是不安全的，因目前使用在燃气管道上的阀

门多为水阀门，气密性较差，而且不能确定已安装在管道上阀门是处于开启还是关闭状

态，容易产生差错。

（1）盲板的选择。盲板选用钢板制成，需要有足够的刚度和强度。钢制盲板的几何

形状见图9-1。直径的计算式为

(10)cp d D d =-+

（1）

式中 d ——盲板直径（毫米）；

D ——法兰盘螺栓孔中心线直径（毫米）；

d cp ——螺栓孔直径（毫米）。

图9-1钢制盲板

1—管道；2—盲板

因管内煤气的压力使盲板变形，在拆除时产生困难。必须对盲板的挠度进行校核，并计算出盲板所需要的最小厚度。计算式如下：

4

64pr y D

= （2） 式中 y ——盲板中心最大挠度（米）；

p ——盲板单位面积上所受压力（帕）；

r ——管内径（米）；

D ——圆形盲板的刚度（牛·米）。

3212(1)

E D δμ=- （3） 式中 Ｅ——弹性模数（帕）；

δ——盲板厚度（米）；

μ——考虑气流的压缩所采用的系数（取0.3）。

将公式（3）代入公式（2）得到下式：

δ= （4） 为便于拆除盲板和在合拢的法兰盘撑开量最小和燃气泄漏最少时抽出盲板，其挠度y 不应超过5毫米。

盲板表面加工精度要求与法兰表面相同。安装前应用煤油渗透检查其严密性。

（2）盲板的安装和拆除方法（见图9-2）。安装盲板的二片法兰盘间隙应均匀，法兰处于同心位置，插入的盲板也应校正至与法兰同心，然后在盲板两面垫入橡胶石棉圈或石棉线，均匀地拧紧螺栓合拢法兰盘［见图9-2（a）］。填料安装错误将导致燃气从盲板边缘渗入空管道中而不被察觉［见图9-2（b）］。

盲板的拆除一般在带有煤气情况下进行，施工难度高，必须按照下列顺序进行：

第一，按图见图9-2（a）所示预先在待拆除盲板的法兰盘两边管道上焊接钢支撑架。支撑架成对，位于与管轴线平行的同一直线上，支撑平面应与管轴线相垂直。当管径≤φ200毫米时可对称焊接二组支撑架，管径>φ200毫米时应焊接三组或多组支撑架于均布位置。每组支撑架的间距应等于千斤顶最初的长度。

图9-2 盲板的安装和拆除操作示意图