截至2019年,全球在役油气管道总里程约200万千米,可以绕赤道50圈。暂且不谈管道埋在地下的好处,试想一下,如果把这些管道敷设在地面,我们赖以生活的地球,会是怎样一番糟糕的景象?所以,就像我们家里装修要把水电管路掩埋在地板或地砖下面一样,将管道埋在地下,是人类追求美好生活的必然选择。
将管道埋于地下,自古有之。最早的埋地管道产生于排水领域,人们在距今约5000年的河南龙山时代遗址发现了陶制地下排水管道,由众多一端粗、一端细的陶管层层相套连接而成,且有一定坡度,用以将城内污水排出城外。明朝建都北京,采用大量砖和条石砌筑地下排水管道。
在地质、地貌条件允许的情况下,石油天然气管道基本上采用埋地敷设方式进行建设。事实上,管道埋在地下的好处还真不少呢!
节省地面空间,有助于保持地面环境的整洁和美观。人们在地面生活,感觉不到地下管道的存在,各种日常活动不会受到干扰和影响,甚至可以正常耕种农田,汽车、火车正常通行,河流、渠道正常流动。石油天然气管道一般埋设在距离地面1.0~1.5米深度及以下,不会妨碍我们的正常生活,但为了确保管道安全,管道附近不允许违法占压,不允许取土、挖塘及种植深根植物,对于第三方施工等也有具体要求。
可以减少自然和人为造成的管道破坏,安全性更有保障。管道暴露在地面以上,受到风、雨、冰雹、雷电、日晒、冰霜等自然因素影响,将不可避免的发生防腐层破损失效及管体腐蚀、变形等损坏。而人们在日常生产、生活过程中,也会有意识或无意识地对管道安全造成威胁,如车辆和其他设备的撞击、碾压等。相对而言,地下环境条件要比地面以上简单得多,管道埋于地下并使之受到腐蚀防护系统的保护,可以免受地面自然气候条件的影响及人为损坏,大大提升了管道服役的安全性。
管道可以获得更好的保温性能和受力条件,稳定性更好。相对地面,地下温度变化小,因此,管道埋在地下,基本不受气候温度变化影响,因温度变化引起的变形小,热应力也就小,可以避免热应力集中区域管体金属疲劳破坏或滋生裂纹。特别是在中国东北、西北地区,冬季寒冷,管道埋在地下,上面的覆土就像厚厚的棉被,显示出优异的保暖性能,保护管道抵御严寒。与此同时,管道埋在地下,有如躺在密实而连续的软床上,周围土壤的嵌固,不但使管道受力均匀,而且变形量也会受到限制,因而有利于保持管道的长期稳定性。
建设成本低,经济性更好。当不具备地下敷设条件时,比如位于北极圈内的美国阿拉斯加原油管道,受多年冻土层限制,基本采用地面架空敷设。但是,这种敷设方式的建设成本要比埋地敷设的建设成本高很多。