1引言
在过去20多年里，由于天然气具有资源丰富、利用广泛、使用方便和排放清洁等特点，在全球能源需求急剧增长、全球应对气候变化和环境保护呼声日益高涨和石油产量增长缓慢的背景下，世界天然气产业呈现快速发展势头。未来几年内，我国天然气需求增长将一直快于煤炭和石油，天然气市场在全国范围内将得到进一步发展。在城市天然气管网规模不断扩大的同时，燃气管道泄漏事故时有发生。加之，天然气属于易燃易爆气体，爆炸极限较低，一旦发生泄漏，极易引发爆炸、火灾等恶性事件，对城市公共安全造成极大威胁。近年来一些学者[1-7]对天然气管网泄漏原因进行了分析总结，可以分为主观原因和客观原因。
1.1.主观原因
主观因素即人的主观行为导致的燃气管道泄漏，在燃气管网使用生命周期中，设计、施工安装、安全管理等环节如工作不得当均可能诱发燃气管道的泄漏。
设计环节；在设计中如存在燃气管道选址不合理，安全距离不够，未设计管道伸缩节等不符合规范要求的现象，可能会使燃气管道在运行过程中更容易遭受腐蚀和外力破坏，最终导致管道泄漏。
施工安装环节；燃气管道管材质量不合格，燃气钢管焊接质量缺陷，管道防腐措施不得力，密封圈选用不当安装不准确，这写原因都会导致管道在很短的时间内使管线损坏。
安全管理环节；燃气管线在投入生产后的安全管理对燃气管线发生泄漏频次的影响很大，下面的这些原因都会导致燃气管道快速泄漏。
1) 燃气管道原始资料不全，技术状况不明；
2) 泄漏检测不到位；
3) 施工配合工作不到位，发生施工破坏。
1.2客观因素
客观因素就是指不受人为控制的因素，通常导致燃气管线泄漏的客观因素有管道腐蚀和自然灾害。
管道腐蚀；天然气管道以钢制材料居多，铁元素占主要成分，根据金属管道腐蚀理论，铁在土壤中的腐蚀根据土壤中的含水量多少可以类比于铁在溶液中的腐蚀和在大气中的腐蚀，当含水量多时，可以类比为在溶液中的腐蚀，当含水量较少时可以类比为在大气中的腐蚀。
自然灾害；当发生极恶略天气地质灾害时，如洪涝灾害和地震，地面发生塌陷或沉降，使燃气管道局部应力集中，发生较严重的燃气管道泄漏事故。
2某地区埋地燃气管道泄漏事件数据统计与分析
导致燃气管道泄漏的因素很多，且各因素相互叠加影响。通过制定较为周全的管理制度和生产体系可以降低主观原因的影响，客观因素往往很难进行控制，发生频次更高。本文通过北京市某区域2014年、2015年与2016年燃气管道泄漏抢修事件的数据统计，分别从泄漏发生时间、腐蚀管道区域、管道压力和管道服役时间四个方面分析它们对燃气管道腐蚀的影响，为检测燃气管道泄漏提供参考。
2.1燃气管道腐蚀泄漏发生时间
图1为北京市某区域2014年、2015年与2016年燃气管道腐蚀漏气发生的时间，我们可以看出：
1) 每年3、4月为燃气管道腐蚀泄漏高发期，高于年度平均水平；
2) 每年6月前后发生燃气腐蚀泄漏事件较少；
3) 夏秋过度季节发生腐蚀泄漏频次较高；
图1燃气管道腐蚀泄漏月度发生频次
按照电化学腐蚀理论[8]，金属在土壤中的腐蚀，当土壤中的含水量较高和较低，金属腐蚀的速率较慢，当含水量处于中间值时，腐蚀速率达到最大。北京6月、7月降雨量大，土壤中的含水量较高，此时管道腐蚀速率缓慢，与此同时，土壤中国含水量较高时，泄漏的天然气扩散到地面难度较大，现有检测技术尚不能发现管道泄漏，因此6月前后发生腐蚀泄漏事件较少。夏秋交际，土壤含水量开始降低，腐蚀速率逐渐加快到峰值，同时，由于秋季刮风较为频繁，使土壤中的含氧量增加，加速了阴极过程，这样使得腐蚀泄漏事件开始攀升。冬季到来，温度逐渐降低，土壤开始结冻，天然气很难向上扩散，不宜被检测到，所以冬天的泄漏事件频次相对降低。当春天到来，气温逐渐回暖，土壤解冻，冬季被掩盖的燃气泄漏事件开始逐渐显现，致使燃气管道泄漏事件频次开始上升。
通过上述规律，检测燃气管线泄漏的绝佳时期在冬季与春季的交换时期，该时间段内燃气泄漏更容易被发现，所以应加大燃气检测力度，这样大大提高检测效率。
2.2管道区域对燃气管道腐蚀泄漏的影响
考虑到杂散电流对管道腐蚀有很大的影响，而居民户内杂散电流一般较大，因此本小节重点研究敷设在居民小区院内的燃气管道腐蚀泄漏情况。表1为北京市某区域2014年、2015年与2016年院落燃气管道与燃气干线腐蚀漏气发生次数，考虑到院落燃气管道占总燃气管道百分比，计算得出的百公里燃气管道腐蚀漏气频次，见图2。我们可以看出：院落燃气管道发生漏气的频次明显高于燃气干管发生泄漏的频次，平均高出3倍左右。这是因为铁腐蚀电池会在土壤和管道中形成电流，如果在土壤中和管道上施加正方向电压，那么会增加腐蚀电池的电流，强化阴极反应过程和阳极反应过程。居民用户由于各种不良生活用电情况，如管道上外接其他电路、将管道当做接地线等行为，会产生较大的杂散电流，当居民小区内外管线有薄弱点，就会加快薄弱点腐蚀，所以院落燃气管道发生漏气的频次明显高于燃气干管这。
表1院落燃气管道与燃气干线年度发生腐蚀漏气频次
图2院落燃气管道与燃气干线年度百公里发生腐蚀漏气频次
通过上述分析，尽可能的降低户内杂散电流的影响对保护燃气管道有着重大的意义，在燃气管道设计阶段，应尽量安装绝缘接头，提高管线服役时间。
2.3管线服役年代对埋地燃气管道泄漏的影响
通常我们认为管道服役年限越长，发生泄漏的概率越大，下面我们将分析管道服役年限对燃气管线腐蚀泄漏的影响。表2为北京市某区域2014年、2015年与2016年不同服役年代的燃气管道腐蚀漏气发生频次，考虑到不同服役年代燃气管线占总燃气管道百分比，计算得出的百公里燃气管道腐蚀漏气频次，见图3。通过图示我们可以看出，服役年代10年至30年之间的燃气管道发生泄漏的频次要比新发管线和30年以上管线要高，并非通常认为的年代越长越容易腐蚀漏气。根据电化学腐蚀理论，年代较长的管道，由于管道金属的钝化作用使燃气管道表面形成了氧化物膜，阻止了腐蚀的进一步进行，当年代较长的燃气管道上有新发管线与之接驳，新敷设的管道更容易变为腐蚀电池的阳极，继而保护了老旧管线。
因此我们不能单纯的以管线服役年代作为对燃气管线进行改造的直接依据，仍需综合考虑该区域管线服役状况。
2.4管道压力对燃气管道泄漏的影响
城镇燃气管网中，中压管网和低压管网占的比重较大，下面我们将管道内压力对燃气管线泄漏事件的影响。表3为北京市某区域2014年、2015年与2016年中压与低压燃气管道腐蚀漏气发生频次，考虑到中低压管线占总燃气管道百分比，同时剔除低压院落管线腐蚀漏气，计算得出低压干线与中压燃气管道百公里腐蚀漏气频次，见图4。
通过观察我们看出，2016年低压干线腐蚀泄漏次数明显高于中压管线，2014年与2016年低压干线与中压管线相差不大，且互有高低。管道压力级制与管道腐蚀漏气规律尚不明显，初步判断管道腐蚀受管道内部影响不大，主要受外部土壤环影响。
3结语
通过对北京市某区域2014年、2015年与2016年燃气管道泄漏事件的数据统计与分析，我们可以得到如下结论：
1) 燃气管道腐蚀泄漏随季节变化有较大规律；3月和4月燃气管线发生泄漏的事件较多，6月前后燃气管线发生泄漏的事件相对较少；所以检测燃气管线泄漏的绝佳时期在冬季与春季的交换时期，该时间段内应加大燃气检测力度。
2) 户内杂散电流对地燃气管道腐蚀影响很大；尽可能的降低户内杂散电流的影响对保护燃气管道有着重大的意义，因此建议在燃气管道设计阶段，应尽量安装绝缘接头或阴极保护，提高管线服役时间。
3) 我们不能单纯的以管线服役年代作为对燃气管线进行技术改造的直接依据，仍需综合考虑该区域管线服役状况。
4) 管道压力级制与管道腐蚀漏气规律尚不明显。
参考文献
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