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隨著社會發(fā)展，天然氣作為清潔能源逐漸取代了煤氣、煤炭等在城市中被人們廣泛應用。近年來，作為輸送天然氣的工具，PE（聚乙烯）管道憑借穩(wěn)定性高、耐磨耐腐蝕、使用壽命長等優(yōu)點越來越被各大燃氣公司所追捧，相較金屬管材，PE（聚乙烯）也存在耐壓、耐高溫性能差等缺點，天然氣作為易燃易爆介質，保證管道安全運行就變得尤為重要。近年來，國家出臺了一系列城鎮(zhèn)燃燃氣管道全面檢驗的法規(guī)和標準，本文針對城鎮(zhèn)PE燃氣管道的全面檢驗工作進行了深度探析，為燃氣管道安全運行提供參考。

現(xiàn)如今，PE管道在城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)中廣泛應用，但仍存在設計偏差、施工不規(guī)范、管道資料遺失、第三方施工破壞、自然災害等一系列風險。根據(jù)《中華人民共和國特種設備安全法》，在役壓力超過0.1MPa的PE燃氣管道需要進行全面檢驗。檢驗規(guī)則可根據(jù)可根據(jù)TSG D7004-2010《壓力管道定期檢驗規(guī)則——公用管道》實施，同時可參照上海市地方標準DB31/T 1162-2019《燃氣聚乙烯管道定期檢驗技術規(guī)則》進行全面檢驗工作。

2 PE燃氣管道全面檢驗難點分析

因PE管道特性，除檢驗所遇到的一般性難點外，PE管道還存在一些的技術難點:

根據(jù)CJJ 63-2018《聚乙烯燃氣管道工程技術標準》鋪設管道時應隨行鋪設管道示蹤系統(tǒng)，因部分地區(qū)地下水位低，管道周圍黃沙擠壓等使管道之中系統(tǒng)偏離或者施工不規(guī)范等原因導致示蹤系統(tǒng)失效，部分管道地面標識殘缺，管道缺少相關資料等，導致管道位置和埋深探測困難。

當前PE管道的泄漏檢查主要針對閥門、管道沿線、鋼塑轉換位置和一些附屬設施進行泄漏檢查，但氣體具有流動性，管道本身和焊接接口位置的泄漏可能會沿著土壤疏松位置擴散到地溝、窖井或其他建筑物，對管道泄漏位置的判定非常困難。

PE管道焊接過程中容易受天氣、現(xiàn)場環(huán)境、人員操作等影響，焊接接口容易出現(xiàn)夾渣、冷焊、過焊等缺陷，現(xiàn)場驗收主要以宏觀檢查為主，內(nèi)部缺陷容易被忽略，隨著管道使用或者升壓，缺陷點就成了管道泄漏的風險點，現(xiàn)場檢驗對此難以識別。

PE管道雖然諸多優(yōu)點，但對管材質量把控要求較高。其耐有機溶劑性能差，有機溶劑若滲入其中易發(fā)生溶脹現(xiàn)象，物理性能下降；耐壓和耐高溫性能差，受沖擊時容易脆裂；管道長期暴露在空氣中容易被氧化、粉化。即使采用合格的材料，也難以保障在運輸、安裝以及后期管理過程中達到預期的使用結果，這也對檢驗過程中管道的評價帶來一定困難。

3 全面檢驗要求及流程

根據(jù)相關標準和管道自身的性質和特點，PE燃氣管道全面檢驗現(xiàn)場實施作業(yè)程序見下圖：

針對被檢管道的原始資料審查內(nèi)容主要包括：規(guī)章制度、安全操作規(guī)則、作業(yè)人員持證上崗情況、安全宣傳情況等安全管理資料；管道設計單位、壓力、溫度、設計圖等設計資料；竣工報告、氣密性試驗、質量證明、施焊記錄、安裝監(jiān)督檢驗報告、驗收報告、竣工圖等竣工驗收資料；管道的運行記錄、巡線記錄、維修改造資料、安全裝置校驗記錄等運行資料以及運行周期內(nèi)的歷次檢驗報告等。

根據(jù)收集的管道基礎數(shù)據(jù)、建設數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)和以往的檢測報告進行分類、匯總、分析，根據(jù)《燃氣聚乙烯管道定期檢驗技術規(guī)則》對被檢管道進行風險預評估。

主要對沿線管道進行位置走向和深度檢查、地面標識檢查、閥門井和其他附屬設施的泄漏檢查、管道周圍占壓物檢查、管道示蹤系統(tǒng)檢查、穿跨越檢查、鉆孔泄漏檢查。敷設環(huán)境調查主要包括管道周圍占壓情況、是否存在第三方施工、管道裸露、生物侵蝕和可能發(fā)生災害的不良地質條件的檢查。

根據(jù)規(guī)定要對管道選取可能存在風險位置進行開挖檢測，一般選取數(shù)量為0.3處/公里,開挖檢測主要包括管道敷設質量檢查、管體狀況檢測和管道性能試驗三部分。其中敷設質量檢查包含管道埋深檢查、示蹤系統(tǒng)和警示帶的敷設質量檢查、管基質量檢查。其檢查結應滿足其深度應滿足CJJ63-2018《聚乙烯燃氣管道工程技術標準》的相關規(guī)定。管體狀況檢測包含管道表面質量檢查、接頭宏觀檢查、法蘭連接接頭檢查、鋼塑轉換連接接頭檢查和熔接接頭相控陣超聲檢測。管道性能試驗包含管道材料抗氧化能力檢測、管道材料力學性能檢測。

根據(jù)現(xiàn)場檢驗結果，綜合甲方對已發(fā)現(xiàn)問題的整改情況，重新對管道的安全狀況進行評估。主要從資料審查、宏觀檢查、直接檢驗、管道本質安全、運行參數(shù)得分、安全管理六個方面對管道的失效可能性進行評分。從介質燃燒性、介質反應性、管道壓力、泄漏量、介質擴散性、風速、人口密度、沿途環(huán)境（財產(chǎn)密度）、泄漏原因、搶修時間、供應中斷影響范圍、用戶對管道所輸送介質的依賴性等十二個方面對管道的失效后果進行評分。評估標準參照上海市地方標準DB31/T 1162-2019《燃氣聚乙烯管道定期檢驗技術規(guī)則》。

4 采取的技術措施

根據(jù)管線敷設特點，有示蹤線且連接狀況良好時,采用PCM或RD8000對示蹤線進行探測。無示蹤線或示蹤線連接不良時采用IDS雷達和BY-YKRL2017-B1型系列管道探測儀進行探測。

探測原理：當在示蹤線上施加電流，示蹤線周圍會產(chǎn)生磁場，如果是交流電，就會產(chǎn)生交變磁場。當交變磁力線切割一個線圈時,線圈就會產(chǎn)生感應電信號（如圖所示）。

系統(tǒng)由專用信號發(fā)射機和便攜式接收機所組成。發(fā)射機將一特殊交流的電信號施加于示蹤線上，接收機將通過感應線圈或高靈敏的磁力儀檢測出示蹤線上這一特殊信號電流的強度和方向，從而進行管道定位。接收機中有兩個水平放置的線圈，在管道正上方按下“深度”按紐，接收機內(nèi)置系統(tǒng)通過兩個水平線圈的信號差計算出示蹤線埋深。

探地雷達是利用介質中電性差異（電導率、介電常數(shù)等）分界面對高頻電磁波（主頻數(shù)十到數(shù)百兆赫）的反射來探測目的體。然后根據(jù)周邊情況調查，判斷哪一個具體的目的體是管線管道信號。如下圖所示：

用一個天線發(fā)射高頻電磁波，另一個天線接收來自地下介質界面（如非金屬地下管線與土壤的界面）的反射波，在介質中一定深度范圍內(nèi)如果存在有異常物體，并且異常物體與周圍介質存在有電性差異時，探地雷達天線在地表發(fā)射高頻電磁波時，在介質中傳播的電磁波遇到異常物體與周圍介質分界面，電磁波反射回地表，被地表的接收天線所接收，根據(jù)所接收的反射信號的雙程走時，通過對接收到的反射波的分析處理，便可確定異常物體的位置，從而達到探測地下非金屬管線的目的。

現(xiàn)代科學技術研究表明一切物質都具有磁性，在無外磁場情況下，分子呈不規(guī)則狀態(tài)，磁性甚微。BY-YKRL2017-B1弱磁感應儀采用核磁共振的原理，不同物質核磁共振的頻率不同，根據(jù)被測物的特性，選擇其相應的頻率，可將被探物的弱磁場放大。檢測中，設備發(fā)射與燃氣相匹配的頻率信號，檢測人員手持兩金屬桿的管道附近運動，通過人體靜電、大地磁場和弱磁場的相互作用下，兩金屬桿產(chǎn)生靜電，當通過管道上方時出現(xiàn)信號，兩金屬桿出現(xiàn)閉合現(xiàn)象。通過該方法可以探測管道的位置和埋深。

泄漏檢查,主要包括閥門、閥井、法蘭、補償器、調壓器、熔接接頭和鋼塑轉換接頭的泄漏情況，檢查采用泄漏檢查儀進行，必要時還需對燃氣可能擴散到的地溝、窨井、地下構筑物內(nèi)進行檢查。市面上常見的氣體泄漏檢查儀種類較多，常用的帶氣體分析的檢漏儀，可有效對泄漏氣體甲烷濃度進行檢測，例如GS700燃氣泄漏檢測儀，如下圖所示：

泄漏檢查還應結合資料點、沿線地表環(huán)境調查和地面泄漏檢查中情況，重點選擇法蘭、熔接接頭和鋼塑轉換接頭等進行鉆孔泄漏檢測，檢查數(shù)量可參照表1：

對熱熔和電熔接頭采用相控陣檢測技術，檢測接頭內(nèi)有無影響性能的夾雜、氣孔、冷焊、過焊、裂紋等缺陷。常見的相控陣超聲技術類似醫(yī)學上的“B超”，將探頭沿著焊接方向掃查，探頭上的壓電晶片組產(chǎn)生并發(fā)射超聲波束，再通過接收單元將反射回的超聲波分析處理，最終成像在屏幕上，可以對存在的缺陷進行判別，測量。

聚乙烯熱熔接頭常見缺陷有未熔合、冷焊、過焊、孔洞 、夾雜等。

通過對焊接接頭缺陷的檢測分析，最終對缺陷進行缺陷評級，評級標準可參照DB31T1058-2017《燃氣用聚乙烯(PE) 管道焊接接頭相控陣超聲檢測》相關規(guī)定。

5 檢測結果分析及建議

現(xiàn)場檢測結束后應對檢測數(shù)據(jù)進行匯總，對發(fā)現(xiàn)的問題整理，以書面形式呈交并給出合理化整改建議。常見問題有：技術檔案資料不完整、遺失或存在明顯錯誤；閥門井泄漏、被埋、井體破損、井蓋非燃氣專用、閥門壞死井內(nèi)少沙或無沙等；管道缺少或無地面標識、地面標識偏離、無穿越標識、標識樁（牌）損壞等；存在占壓、管道裸露、生物侵害、地質條件不良、第三方施工等；管道無示蹤線或示蹤系統(tǒng)失效、無警示帶或警示帶偏離；焊接接頭相控陣超聲檢測存在較大缺陷等。

全面檢驗還應針對檢測中發(fā)現(xiàn)的問題提出合理化建議，例如：建議對技術檔案資料不完整的管道進行完善或根據(jù)檢驗成果進行修正；修復存在問題的閥門井和其他附屬設施；增設地面標識和穿越標識；對管道占壓、露管等問題進行整改；接頭相控陣檢測大于Ⅱ級的缺陷進行切除重焊或監(jiān)控使用，建議對管道風險較高段加強日常巡線和應急搶險隊伍及裝備的投入工作。

6 結論

本文基于PE燃氣管道全面檢驗中難點的分析和檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題，以降低管道運行風險為目的，對解決檢驗情況展開分析，最終通過PCM或RD8000、IDS探地雷達、BY-YKRL2017-B1型系列管道探測儀、燃氣管道泄漏檢測儀、相控陣超聲檢測等對管道管位、埋深、泄漏以及焊接接頭檢測技術的應用，分析管道可能損傷部位，針對性地對易產(chǎn)生缺陷的部位實施有效檢測，對發(fā)現(xiàn)的缺陷提出處理意見等，進行管道檢驗時安全狀況的符合性驗證和評價活動，從而為管道安全運行提供依據(jù)。