非均匀沉降下埋地天然气管道应力分析及对策

非均匀沉降下埋地天然气管道应力分析及对策

刘刚

中国石油天然气管道工程有限公司 河北 廊坊 065000

摘要；在我国的发展过程中，天然气扮演了十分重要的角色，天然气管道运输也逐渐得到了快速的发展，但是在对天然气管道进行建设的过程中受到较多地形因素的影响，其中软地基对于天然气管道的运输能够产生重要的影响，在这种地基上建设的天然气管道具有较低的承载能力，最常出现的一个问题就是非均匀的沉降问题，对于天然气管道的运输产生了十分重要的影响，而天然气本身又具有较高的易燃易爆性质，如果管道出现问题特别容易产生巨大的安全事故。因此，本文针对非均匀沉降下埋地天然气管道的应力进行研究分析，并提出一些有效的对策来提升天然气管道的安全性。

关键词：非均匀沉降；天然气管道；应力分析；对策

前言

天然气作为国家发展和人们生产生活必需的一项资源，在众多资源类型中占有较高的地位，其自身所具有的经济效益和社会效益，成为国家能源管理过程中始终关注的重要对象。从目前天然气运输的形式来看，最为主要的就是采取管道运输，此种运输方式具有明显的优点，但是由于天然气本身具有较高的危险性，即使在具有较高安全性的管道运输下，也会存在较多的安全风险。如果天然气在进行运输的过程中发生安全事故，将会对人们的生命财产安全产生巨大的影响。因此，本文通过对非沉降下的埋地天然气管道的应力进行分析，具有较高的必要性。

1 埋地天然气应力分析的意义

天然气作为一种气体，在进行运输的时候往往都是采取管道运输的方式，使其能够大量的运输并且能够具有较高的便捷性，天然气的开发和使用为人们的生产生活带来了巨大的便捷性[1]。但是天然气一旦发生安全事故就会造成严重的生命财产损失，例如某地一企业的天然气发生爆炸，造成12人死亡，57人受伤，经济损失严重。天然气安全事故频现，主要就是在进行运输的过程中出现了问题。天然气管道在进行运输的时候，尤其是在非均匀沉降下埋地天然气管道应力的分析具有较高的意义。对其影响因素进行分析，能够有效降低安全事故发生的频率，为相关工作的开展提供理论依据，同时能够将天然气管道应力产生的危害降到最低，提高天然气管道在进行运输的过程中所具有的安全性。

2 非均匀沉降下埋地天然气管道应力分析

在对非均匀沉降下埋地天然气管道应力进行分析的时候常常借助的软件就是CAESARⅡ，在采用此应力分析软件的时候，对天然气管道应力的分析内容主要包括以下几个方面。

2.1 建立天然气的管道模型

在对天然气管道进行应力分析的时候首先就需要根据天然气管道的实际情况建立起相应的管道模型，在对天然气管道建立模型的时候需要相关的设备和一些专用的建模软件以及管道的相关信息，在建模软件的支持下完成建模工作，在利用软件进行建模分析的时候需要管道的节点和编号进行提前制定，将一些节点的信息和数据及时的输入，建立完善的天然气管道模型。

2.2 对管道应力的分析计算

在对天然气管道模型进行建立之后，就可以进行应力的分析计算，在具体执行的过程中需要对天然气管道的相关数据进行检查，在进行检查的基础上对天然气的工况进行计算，数据的检查能够避免出现致命性错误数据影响计算的结果，一旦数据出现了错误就需要对其进行及时的修改，如果在检查数据的时候发现一些警告性的错误就需要对其进行谨慎的处理，确保在对应力进行分析的时候具有较高的准确性.在对工况组合计算的过程中，具有固定的计算公式。例如在对操作工况、一次应力工况、二次应力工况进行计算的过程中需要注意对公式的运用，其计算的公式主要表现在以下为以下几个，操作工况为L1=W+T+P+F；一次应力工况为L2=W+P+F；二次应力工况为L3=L1-L2[2]。

3 非均匀沉降下埋地天然气管道应力防护的对策

在非均匀沉降发生一段时间之后，天然气管道的安全受到巨大的威胁，需要采取一定的防护措施来应对天然气管道的应力，通常境况下采取的防护措施主要从以下几个方面进行。

3.1 天然气管道设计控制

一些天然气管道比较长，天然气的源头和用户分布都比较广，在对其进行建设的时候往往需要花费大量的资金。在进行具体建设的时候需要做好设计工作。对线路需要进行实地的考察，制定多套设计方案，从中选择出最为合适的设计方案，通过良好的线路设计，减少后续施工过程中的问题，并且能够在后期使用的过程中有效应对天然气管道的应力问题。同时要想拥有较好的设计质量就需要在前期做好勘察工作，只有将勘察和设计两个进行密切的结合才能够保障其具有较高的建设质量，在对天然气管道建设路线进行勘察的时候往往会将社会、交通以及自然条件进行充分的考虑进去。在进行勘查的过程中对相关信息进行充分的记录和评价，使其在进行设计的时候能够得到有效利用，而一些设计方案需要符合国家的相关政策，需要对其可行性进行严格的分析。

3.2 管道施工过程中的防护措施

相关天然气管道施工的人员需要对管线施工的原则进行熟练掌握，对于一些复杂的管道施工类型需要进行综合的考虑，防止出现施工错误的情况。如果必要的时候可以邀请一些第三方的公司加入到对周围环境的监测过程中，针对不同的天然气管线需要借助到不同的施工方法，在具体施工的过程中需要采取一些有效的天然气管道保护措施，提高其施工的安全性

[3]。天然气管道的施工具有难度大、程序比较复杂的情况，在具体的施工过程中需要不断增强保护力度，减少天然气管道的破坏频率，进而能够有效提升天然气管道的工作效率。

3.3 加强对管道的运行维护

天然气管道在进行工作的时候往往会出现不同的问题，在对其进行管理的时候需要根据天然气管道的实际情况设置监控[4]。对天然气管道进行运输时候的气质进行实时的监控，天然气管道在进行使用的过程中往往存在一定的安全隐患，对其进行维护的过程中不仅需要对当地的自然地貌进行考虑，同时对于一些管线需要定期的进行巡查，同时还需要对天然气管线的防洪和越冬做好充分的处理，管线在进行检查的时候往往会对天然气管道的绝缘层进行检查，除此之外还需要重视对管道位移情况的检查，天然气在进行运输的时候，往往需要根据上下游的实际情况对上游下游和中游的情况进行协调，使其能够达到一致的状态，进而保障管道在进行运输的时候具有较高的安全性，使其能够安全、高效的完成运输工作。同时，在进行管道运输的时候需要注意遵循相关的原则，例如计划性、统一性等，促使管道运输具有较高的效率。加强对运输管道的运行维护能够降低应力的危害性，使天然气管道能够处于一种安全的状态下进行运行，提高天然气运输的质量和效率。

4 结语

综上所述，非均匀沉降下埋地天然气管道应力的存在对于天然气运输的效率和质量产生了重要的影响，在对应力进行具体的分析过程中，采用了CAESARⅡ软件，在对天然气管道进行设计前需要进行全面的勘察工作，进而根据工程的需要设定合适的设计方案，建立天然气管道模型并对方案的可行性进行分析，确保天然气管道能够在高效且安全的环境下进行运输。

参考文献

[1]伊晓冬.非均匀沉降下埋地天然气管道应力分析及对策[J].化工管理,2021(08):134-135.

[2]周启超. 非均匀沉降下埋地天然气管道应力分析及对策措施研究[D].华南理工大学,2018.

[3]杨晓辉,赵梦晨,晋新林,赵子龙.不均匀沉降时埋地输气管道应力及许可沉降值研究[J].太原科技大学学报,2018,39(02):145-149.

[4]马小明,周启超.非均匀沉降下高压天然气管道失效概率分析[J].化工机械,2018,45(01):77-81.