引言:
天然气是一种重要的清洁能源,在工业生产和日常生活中都离不开天然气。在天然气的集输系统中,气站是一个非常关键的环节,它直接关系到整个系统的安全。由于车站内有大量的天然气设备,其控制流程复杂,管道和设备之间的密封点多,容易发生泄漏,一旦发生泄漏,将会影响到天然气的正常生产和供应,严重的话,会导致人身伤亡和环境污染,而一旦发生明火,将会引起爆炸,危及人员的生命和财产。尽管许多燃气公司都已做好了大量的安全工作,但泄漏事故时有发生,因此必须深入分析造成泄漏的原因,并采取相应的对策。
一、常见的泄漏类型
在天然气站,最常见的泄漏地点是法兰接头、螺纹接头和其他静密封部件,但管道也可能出现泄漏,主要是管道弯曲,特别是下水道弯曲和排水管;在此过程中,泄漏最常见的来源是第三方受损和管道穿孔。根据现场的具体情况,主要是法兰间的泄漏、管道泄漏、螺纹泄漏、阀门泄漏等等。
二、天然气站场漏气的成因分析
(一)法兰之间的泄漏
1、密封垫片压力不足,法兰连接面粗糙,密封垫片安装有偏差,螺栓密封性不一致,两法兰中心线偏转等。这种泄漏主要是由于施工质量和安装质量问题,主要是在压力测试生产过程中。2、由于脉冲电流的存在,工艺设计不合理,减振措施不完善,或受外部环境的影响,螺栓松动,导致法兰之间泄漏。3、由于管道变形和沉降造成法兰泄漏。4、由于螺栓的热胀冷缩等原因,导致法兰之间的泄漏,这种泄漏多见于季节变化。5、密封垫圈在长时间的使用中会产生塑性变形,回弹力降低,垫圈材质的老化,导致法兰之间的泄漏。6、天然气腐蚀,导致法兰泄漏,这种情况很少发生,但也有可能是因为密封圈和法兰的质量问题。
(二)管道的泄漏
1、焊缝缺陷导致管线泄漏;在焊接过程中,由于存在着夹渣、气孔、未焊透、裂纹等原因,在使用中,由于交变应力、振动等因素的影响,会导致管道的泄漏。2、腐蚀引起的泄漏;(1)环境造成的均匀腐蚀。由于大多数由腐蚀引起的泄漏都是在旧管道中发现的,由于长期的侵蚀,管道的内外壁都是一层一层地剥离的。最终导致大量的管道穿孔,从而导致管道泄漏;(2)应力引起的腐蚀。应力腐蚀是指应力和介质作用下应力集中位置的失效。这种类型的腐蚀是非常有害的,通常会迅速膨胀,并在没有任何预兆的情况下突然破裂,从而导致严重的泄漏事故。(3)由氧气和水造成的侵蚀。由于氧气和水的存在,导致了管线内的腐蚀。钢管中的铁质,会和水、氧发生化学反应,最终形成氧化铁,释放出氢气,腐蚀管子。3、冲刷导致的泄漏:当气体流动方向变化时,会对管壁产生很大的冲刷作用,从而导致管道内壁变薄,从而形成滴水穿石的现象。(1)在加工方面,冷弯和热弯弯头的弯曲半径最大的一侧将进行切割和减薄。(2)天然气流速比较快,当水流的方向变化时,对管壁产生较大的冲刷力,在冲刷力的作用下,管壁金属不断地被带走,壁的厚度变薄,并最终造成泄漏的管道。(3)压力控制阀本体也便于冲孔。4、振动引起的泄漏;(1)管路中的压力波动引起的管路振动;气体流动的脉动是造成天然气管道振动的重要因素,通常采用压缩机对天然气进行增压,压缩机周期性地、间歇性地进行进气和排气,使管道中的空气压力发生波动,而当脉冲电流通过管道时,遇到弯头、变径管、汇流管、盲板等,会产生周期性的激励力,从而使管道和辅助装置发生振动。(2)管道振动是由压缩机振动引起的;在压缩过程中,由于活塞惯性和扭矩不平衡、旋转惯性和扭矩不平衡、活杆的摆动惯性以及机器重心的周期性运动,压缩机工作时出现机械波动。(3)由风导致的振动;当管道暴露于空气中时,管道会发生卡曼涡流,从而使管道发生振动。(4)共振导致管线的强烈振动;如果激振力与管路、设备的自振频率一致,则会使管路、装置产生较大的振动。(5)因外力而导致的管线渗漏;由于外部静载荷或冲击载荷超出了管道容许极限,比如在路面下埋深的管线,在车辆冲击、振动载荷作用下会发生渗漏。在管道穿越道路、混凝土场地、围墙等地时,应增加套管。
(三)螺纹泄漏
天然气站场连接通常使用 API标准的圆锥螺纹,由于其结构设计,齿圈之间有间隙,从而为天然气泄漏提供了空间。这种螺纹不具有良好的密封性,它的作用是通过粘胶中的固体物质来限制缝隙,从而提高密封效果,而当外界温度发生变化时,会引起接触压力的增大,从而导致密封性能下降,从而导致螺纹的松动。
(四)阀门的泄漏
阀门泄漏的原因是外部振动、压力等,以及阀门制造时产生的质量问题,这加剧了阀门泄漏问题,主要集中在本体的弱点上。由于天然气温度、压力、稀释、振动、腐蚀等的影响,阀门泄漏主要是填料泄漏、阀体泄漏、焊接管道泄漏、排污管泄漏、注脂嘴泄漏、放空阀泄漏等。其主要原因是阀门的位置不对,对密封表面的损害。
三、天然气站场漏气的处理对策
(一)天然气法兰泄漏的处理对策
释放压力。对可停输管线,法兰泄漏时应先将泄漏点两侧的阀门关闭,再进行放空替换,再将新的密封垫替换,再将其紧固。2、卡具堵塞。对于非停运管线,法兰泄漏应采取及时的封堵技术。采用与对应的法兰尺寸相同的夹具,将其固定在法兰的泄漏位置,然后采用机械的方式,用特殊的密封工具将适当的密封液注入到泄漏点。在注水压力的作用下,密封胶填充堵塞卡具的孔洞,使其凝固,从而达到密封的目的。
(二)天然气管道泄漏防治对策
1、检查平台的技术管道。超声波探测技术使用管道腐蚀、抗腐蚀性检测、环境腐蚀控制、直流干扰和焊缝对接环。2、定期清管,降低铁粉含量。及时完成站内设备的排水,并控制流量,减少管道的冲刷。3、区域性阴极保护技术由于现场地下工艺管网密集、分支众多、接地设备结构复杂,因此与传统阴极保护技术相比,采用区域性阴极保护技术施工更加方便、防腐更加有效、成本更加经济。
(三)天然气管道螺纹泄漏的处理对策
在主干接头处,应以焊接代替螺纹接头。2、对于间隙大、密封材料不合适的情况,应选用四氟乙烯密封圈或用螺栓固定的橡胶密封圈。3、输气站现场发生螺纹泄漏,一般采用更换螺栓、加密封胶带等办法加以处理。
(四)天然气管道阀门泄漏的处理对策
连接法兰和压盖凸缘漏水,通常在减压时,用螺丝固定即可解决;2、焊缝泄漏:对焊接球阀来说,有可能是由于焊缝的原因导致泄漏,这种泄漏是非常罕见的。3、阀体泄漏的原因是阀门制造过程中铸件的缺陷,而天然气的侵蚀和冲刷会造成阀体泄漏。4、填料泄漏:阀杆使用填料进行密封时,由于填料长期老化、磨损、腐蚀等原因导致阀杆泄漏,可通过填料或螺钉进行更换。5、注脂嘴泄漏:通常是单向阀故障所致,在不高的处压入密封脂即可解决。6、排污管泄漏:发现后应立即进行替换。
四、减少泄漏的方法
天然气站场因泄漏而引发的安全事故时有发生,对其影响很大,要想有效地控制和减少泄漏,必须从设计、管理等方面着手,以达到良好的效果。1、变法兰、螺纹接头均采用焊接方式,以减小漏点和静密点,并与主干线相连的一端采用焊接方式。2、冗余的设计:对于污水管道和排水管道,可以使用两个或三个阀门,并增加管道的壁厚。3、加强日常的巡检、维护和管理,重点检查静密点。4、在站场设置易燃易爆气体报警器,当发生泄漏时,能立即发出警报。5采用先进的检测技术对站内设备和管道进行检测;对站内的管道、分离器、接收器和服务器进行无损检测和声学检测;工位的重要和薄弱部件,如弯头、压力调节阀本体等,定期检查和跟踪,以跟踪严重的减薄部件。6、在重要站点增加分析室,强化中心管理,降低管线的腐蚀。7、做好终端储气工作,防止水流过快造成水流冲蚀。8、定期清理管道,定期清理管道,定期更换过滤器滤芯,保证天然气的纯度。
结语:
综合以上分析,得出了导致输气站存在诸多问题的原因,必须根据现场实际情况进行分析,并对其进行有效地防范和处理,以确保其安全。
相关文献:
[1] 张哲元. 天然气站场常见泄漏原因分析与处理[J]. 2019.
[2] 刘根诚. 天然气站场常见泄漏原因分析与处理[J]. 全面腐蚀控制, 2019, 33(5):3.
[3] 田野, 潘诚, 陈海艳. 天然气站场露天区域可燃气体泄漏检测技术研究[J]. 油气田地面工程, 2022, 41(3):5.