天然气管道泄漏、爆炸原因分析
摘 要：天然气管道泄露、爆炸离不开管道的破裂损伤。我认为主要归于三类：一是管道的疲劳；二是施工缺憾；三是管道腐蚀。这三者之间既可以独立存在，也可能互相并存，甚至是互相关联。
关键词：管道疲劳；管道腐蚀；施工缺憾；焊接点开裂；焊接工艺参数；疲劳裂纹
随着西气东输、陕京输气管线、中卫-贵阳输气管线、中缅油气管道的建成，我国的天然气网络建设日渐成熟和完善，天然气的利用也得到了快速发展。随着城镇燃气网络规模的不断扩大和用户群的增加，燃气事故也愈加的频繁。事故除设计原因外、施工原因和腐蚀都与施工过程中的隐患密不可分。施工过程中的不合理因素为工程留下了安全隐患。这些隐患在一定的时间及环境下就会发生安全泄露或爆炸事故。
下面我们就施工过程中遇到的各种情况或事故进行探讨：天然气管道泄露、爆炸离不开管道的破裂损伤。导致管道破裂的原因很多，我认为主要归于三类：一是管道的疲劳；二是施工缺憾；三是管道腐蚀。这三者之间既可以独立存在，也可能互相并存，甚至是互相关联。疲劳破坏是造成燃气管道或设备事故的原因之一。疲劳是由于应力重复循环而造成的材料削弱，还有如管材的表面状况、几何形状、断裂韧性、温度以及焊接工艺等，均是影响疲劳的敏感因素。燃气管道受机械震动的冲击作用，使管材承受交变载荷产生疲劳裂纹，导致泄漏。管道悬空产生弯曲应力。产生这一情况的原因主要有两方面，一是地质原因：土壤承受荷载的能力是否到达要求，地下水流动情况，是否有动荷载等，这些不良条件都可能导致管道产生弯曲应力。另外，不良的地质条件还可能引起滑坡、地质沉降等现象，对管道造成较大的应力甚至严重的伤害。二是施工时沟槽处理不当或施工工艺不当引起的管道应力。施工时管道沟槽底部应平整，沟底最好是原土层，若土质不佳，不能承载管道压力时应采取换土、夯实、打混凝土垫层等措施，甚至采用砌筑管沟等方法。沟槽高低不平，使管道不能平整的铺设在槽底，回填时又不回填细土，造成管道局部受压力不均匀，日久天长就会造成管道疲劳。由于管工的技术水平及工作责任心，致使焊接完成后管子与沟底不能很好的接触，回填后造成管道局部受压力不均匀，产生管道的长期疲劳或管壁厚减薄直至破裂。管道对接时不是自由对接，而是强行用外力調整管道位置以便于施工操作，也会给管道造成疲劳或损坏。
天然气管道施工过程中最为关键的工序为焊接，焊接质量直接影响施工的质量，同时也影响着管道事故隐患的多少。
在施工过程中我们要控制好焊接质量，主要通过三个途径：一是合格的焊工；二是合适的焊接评定报告及焊接工艺规程；三是严格的焊口质量检查检验。合格的焊工是指持有焊工证且焊工证含有与施工采用的焊接工艺相对应的合格项目，合格项目在有效期内；合适的焊接评定报告及焊接工艺规程是指针对设计给出的管道设备材质、管径及壁厚、流通介质，选定合理的焊接工艺评定报告，制定焊接工艺规程，规程中包括焊条焊丝的材质及焊剂的选择、焊接参数的设定（焊接电流、电弧电压、焊接速度、电极正接或反接等）、坡口形式的确定等。焊口检查检验包括焊口表面质量检查和无损探伤检测。我们要控制焊口的焊接质量就要清楚焊口焊接中的各种缺陷及缺陷产生的原因和预防措施。下面我们把焊接缺陷进行分类并逐个分析。首先我们明确一下焊接缺陷的定义：焊接接头中产生的不符合设计或工艺文件要求的缺陷叫做焊接缺陷。焊接缺陷的分类按缺陷的性质可以分为六大类：裂纹、孔穴（气孔）、固体夹渣（夹渣与夹杂）、未熔合与未焊透、焊接形状缺陷、其它缺陷。气孔、夹渣和夹杂：这类缺陷是熔池中的气体或夹杂物在熔池凝固前来不及析出造成的。未焊透与未熔合：这类缺陷是焊接过程中基体金属或焊缝局部未熔化产生的缺陷，只是产生的位置不同而已。裂纹：裂纹是焊接接头中最危险的缺陷。主要分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹、层状撕裂。其中再热裂纹、冷裂纹主要表现在低合金钢和中合金钢管道中。
以上介绍了焊接过程中常见的焊接缺陷，针对这些缺陷的形成原因，我们在制定焊接工艺的时候针对母材的材质，选择合适的焊材、焊剂，选择合适的焊接电流、焊接电压，合适的坡口形式及合适的焊接方式可以尽量避免焊接缺陷的产生。
另外，作业时的外界环境对焊接质量有一定的影响。如空气湿度太大，风速太大等都会给焊接作业带来影响。
防腐方面，最主要的要求是：①绝缘性能：标准规定绝缘电阻一般不应小于10000ΩM2，检漏电压（击穿电压）也可以反映规定厚度防腐层的绝缘性能。②粘结性能和抗阴极剥离性能：粘结性能是指钢铁与防腐层的粘结能力。③抗机械损伤能力：通过对管道失效事故的风险评估，发现机械损伤占第一位，腐蚀占二位。因此外防腐层抵抗外来机械损伤的能力非常重要。④环境稳定性：环境稳定性是指防腐层对腐蚀环境、温度等的适应性。穿越方面，采用非开挖技术，虽然非常开挖较开挖成本高，但其不影响交通、不受季节影响、无需赔偿附作物、工效高、铺管质量好。常见的有手掘式顶管、气动矛铺管、水平定向钻（HDD）、泥水平衡式顶管。目前平原地区应用比较广泛的是定向钻。定向钻管道穿越前要进行焊口探伤、防腐检测，必要时要对穿越管道单独进行压力试验，合格后进行穿越，穿越管道上禁止焊接支管、接管、管头（嘴）等。
参考文献：
[1]关丽，刘德俊，周志强.天然气管道泄漏爆炸实验分析[J].中国安全生产科学技术，2014（12）：40-45.