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燃气管道泄漏原因分析及对策
   一、前言 
燃气管网是城市必不可少的基础设施之一，武汉市的燃气管道建设于上世纪80年代改革开放初期，20多年来，燃气管网不断延伸、拓展，尤其是2021年天然气进入我市以来，管网建设有了飞速发展。武汉市现有燃气管网长度约4000多公里，管网纵横交错，高、中、低压管道俱全，已覆盖武汉市主城区和6个远程区。城市燃气对净化城市空气环境、提升人民生活水平做出了很大的贡献。然而城市燃气易燃、易爆和有毒的特性，也决定其一旦发生泄漏，极易造成中毒、火灾、爆炸等恶性事故，造成人员及财产损失。 城市管网的安全如此重要，主要是由于：第一，城市是人类高度聚集的地方。一旦出现问题，传播速度之快，关联程度之强，是其他任何地方都不能比拟的。第二、城市是一个地区的中心。其影响力、辐射力、带动力都是庞大的。同时，城市是一个地区的神经中枢，一旦出现问题，其杀伤力、破坏力也是致命的。第三、现代城市对城市燃气的依赖度越来越强。一旦大面积和长时间停气，必定影响人们的正常生活和生产。现代科学技术的发展运用在造就城市的同时，也形成了城市的高风险。为了落实科学发展观，构建社会主义和谐社会，必必需高度重视城市燃气管网安全，努力做好防范与应对工作。
因此，对燃气管网泄漏原因进行定性分析，并采纳相应的对策来及时预防和控制事故发生，一直是燃气企业和燃气管理部门追求的目标。
 城市燃气管网的安全运行关于城市公共安全有着至关重要的地位，更是燃气运营企业的首要工作重心，管网运行的安全状况会直接影响企业的社会效益和经济效益。我国的管道燃气事业经过几十年的发展现已形成一定的规模，并随着现代城市建设而进入高速发展的时期。如何强化燃气管道安全性这个课题，巳越来越迫切地必需要破解。近年来，风险管理这一概念的引入，使众多企业从传统的安全管理正在向科学的风险管理方向过渡，从盲目被动的抢修理向有预知性的主动修理过渡。
 在燃气运营的风险管理中，燃气管道的风险评估是一项重要的核心管理技术。风险评估的目的是风险评价和决策，依据分析潜在危险发生的概率来确定风险的可接受度，进而决定是否采纳相关措施。关于合理调配有限的投入，最大限度的强化燃气管道的安全性有着重要的技术指导价值。
二、 燃气管网泄漏事故主要成因
据市燃气热力管理办公室对2021年全市燃气管网泄露数据统计说明，全市去年共发生各类管网泄漏事故2301起，其中〔高压管网4起、中压管网523起、低压管网1774起〕。泄露主要由以下原因造成。
1、外力因素
    ⑴、施工破坏
    ①地基勘探破坏管道。
    ②挖掘机挖断管道。
    ③推土机推断凝水缸放散管。
    ④路面打夯机震断管道。
    ⑤破坏管道地基，导致基础下沉，管道发生不均匀沉降断裂。
   〔2〕、重车碾压
    ①路口的中低压管线。交通路口的流动载荷经土体传递作用在燃气管道，使管道受力；同时流动载荷的作用也导致道路的回填土的不均匀沉降，致使管道基础不均匀沉降，在双向受力的作用下，使燃气管道承受不住诸载荷的组合应力而断裂泄漏。
    ②庭院管线。住宅小区内部的庭院管线在建设时传统上是不合计承受庞大的载荷的。但由于小区后期建设的必需要、垃圾等统一处理的要求，不少载重车也进入小区，造成部分便道上的庭院管线因载荷过重而被压断，发生泄漏。
    〔3〕、违章建筑物压占管线
    ①管线间安全距离不够。因垂直距离不够搭建在燃气管道上，使燃气管道承载，在长期向下作用力的作用下发生断裂，导致泄漏；要么行净距不够，对燃气管线形成侧向推力，发生位移造成管道焊口撕裂，发生泄漏。
    ②违章建筑物压占管线。市场门面房等违章建筑物、固定物长期压占管线，使燃气管道长期在载荷的作用下，因受力产生缓慢沉陷，引发断裂。
     2、管理因素
    ⑴、施工质量差，未严格执行规范要求，造成管道先天性缺陷，运行中发生腐蚀、断裂，形成漏气。
    ⑵、管材质量差，运行中因强度、厚度等不够而导致管道漏气发生。
 〔3〕、设施老化或维护不及时。设施老化或维护不及时造成泄漏事故，如接头漏气等。
 〔4〕、违章操作。作业现场管理不善，导致混合气形成，引发燃爆。
   三、管道事故概率分析
 20世纪70年代，美国率先开始借鉴经济学和其它工业领域中的风险分析技术来评价油气管道的风险性。美国PRCI针对美国和欧洲的输气管道事故数据进行了分析和分类，归纳总结出22种引起管道失效的“基本因素〞，其中只有1种因素的本质原因是“未知的〞，即不能确定它的本质特性。其余的21种失效因素则按照其本质和发展特性分为9种，进而又按照它们与时间的关系分为3类〔见表1〕。
表1 PRCI针对输气管道总结出的失效“基本因素〞

一、发生变化且与时间关系密切的因素

二、稳定存在的失效因素

焊缝缺陷
管材缺陷
5.与焊接、装配有关的缺陷
管道周向焊接缺陷
管道焊接装配有缺陷
起皱或翘曲
螺栓脱落/管道破裂/接头失效

衬垫或密封圈失效
控制/排放设备故障
密封/捆扎失效
装备混杂
三、发生变化但变化规律与时间无关的失效因素

由第一方，第二方，或第三方引起的破坏〔瞬间/随后失效〕
管道先前曾遭受破坏〔延时失效模式〕
蓄意破坏

错误的操作程序

严寒
闪电
暴雨或洪水
地层运动
半定量分析法是以风险的数量指标为基础，对识别到的事故就为事故损失后果分配一个指标和以事故发生频率分配另一个指标，然后用加和除将两个对应事故概率和严重程度的指标进行组合，从而形成一个相对风险指标。该方法将造成燃气管道事故的原因分成四个大类，即：第三方破坏、腐蚀因素、制定因素、误操作因素。这四类的总数最高为400分，每一种100分，指数和在0～400之间。泄漏冲击指数有两个方面，一是输送介质的特性；二是事故可能影响面及事故扩散和波及的特点。
各风险因素的评分标准：

第三方破坏
腐蚀原因
最小埋深〔非可变0～20分〕
活动水平〔非可变0～20分〕
管道地上设施〔非可变0～10分〕
公众教育〔可变0～30分〕
线路状况〔可变0～5分〕
巡线频率〔可变0～15分〕
内腐蚀：介质腐蚀〔非可变0～10分〕
内保护层及其它措施〔可变0～10分〕
外腐蚀：阴极保护〔可变0～20分〕
管道外涂层〔非可变0～30分〕
土壤的腐蚀性〔非可变0～12分〕
使用年限〔非可变0～3分〕
其它金属埋设物〔非可变0～3分〕
电流干扰〔非可变0～3分〕
应力腐蚀〔非可变0～4分〕
腐蚀防漏检测：外检测〔可变0～4分〕
内检测〔可变0～1分〕
制定原因
误操作原因
钢管安全因素〔非可变0～25分〕
系统安全因素〔可变0～20分〕
疲惫因素〔可变0～15分〕
水击可能性〔可变0～10分〕
水压实验状况〔可变0～25分〕
土壤移动状况〔非可变0～5分〕
制定误操作〔可变0～30分〕
施工误操作〔可变0～20分〕
运营误操作〔可变0～35分〕
维护误操作〔可变0～15分〕

从燃气管道事故的原因分析和管道的实际运行状况来看，管道运行期一般可分为3个阶段：投产初期、稳定工作期和老龄期。在管道投产初期首先暴露的是管道系统的内在问题，如制定、施工、管材、设备等方面的问题，事故率较高，随着时间的延续，工程的不断完善和调整，事故率会逐渐下降至较低的水平，这一阶段的时间通常为0.5～3 年；以后就进入一般可持续20年的稳定工作期，事故率一直保持在低水平，主要为第三方责任事故；之后由于设施老化、系统腐蚀及磨损加剧等原因，会进入管道的老龄期，事故率逐渐增加，呈上升态势；也就是说管道随运行年代的推移，事故发生概率呈浴盆状分布，但假设在稳定工作期强化管道的检测和维护，就可以适当延长管道的使用寿命。