{首页主词},&

城市PE燃氣管道全面檢驗技術探析

2022-05-07 15:09:19 作者：腐蝕與防護來源：腐蝕與防護分享至：

隨著社會發展，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）管道憑借穩定性高、耐磨耐腐蝕、使用壽命長等優點越來越被各大燃氣公司所追捧，相較金屬管材，PE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燃燃氣管道全面檢驗的法規和標準，本文針對城鎮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。

城鎮PE燃氣檢驗概況

現如今，PE管道在城鎮燃氣管網中廣泛應用，但仍存在設計偏差、施工不規范、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《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。檢驗規則可根據可根據TSG D7004-2010《壓力管道定期檢驗規則——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則》進行全面檢驗工作。

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管道還存在一些特有的技術難點：

1 管道的定位和埋深探測困難

根據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，因部分地區地下水位低，管道周圍黃沙擠壓等使管道之中系統偏離或者施工不規范等原因導致示蹤系統失效，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。

2 漏點難以確定

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。

3 焊接質量難以把控

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

4 失效機理難以確定

PE管道雖然諸多優點，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生溶脹現象，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。即使采用完全合格的材料，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。

全面檢驗要求及流程

根據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場實施作業程序見下圖：

1 資料審查

針對被檢管道的原始資料審查內容主要包括：規章制度、安全操作規則、作業人員持證上崗情況、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的歷次檢驗報告等。

2 風險預評估

根據收集的管道基礎數據、建設數據、管理數據、環境數據、運行數據和以往的檢測報告進行分類、匯總、分析，根據《燃氣聚乙烯管道定期檢驗技術規則》對被檢管道進行風險預評估。

3 宏觀檢驗和敷設環境調查

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、管道示蹤系統檢查、穿跨越檢查、鉆孔泄漏檢查。敷設環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、生物侵蝕和可能發生災害的不良地質條件的檢查。

4 開挖檢測

根據規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CJJ 63-2018《聚乙烯燃氣管道工程技術標準》的相關規定。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。

5 管道測試及風險再評估

根據現場檢驗結果，綜合甲方對已發現問題的整改情況，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、最大泄漏量、介質擴散性、風速、人口密度、沿途環境（財產密度）、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12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則》。

采取的技術措施

1 管道定位技術

根據管線敷設特點，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。

采用PCM或RD8000對示蹤線進行探測

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

系統由專用信號發射機和便攜式接收機所組成。發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，接收機內置系統通過兩個水平線圈的信號差計算出示蹤線埋深。

采用IDS雷達檢測

探地雷達是利用介質中電性差異（電導率、介電常數等）分界面對高頻電磁波（主頻數十到數百兆赫）的反射來探測目的體。然后根據周邊情況調查，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。

采用BY-YKRL2017-B1型系列管道探測儀檢測

現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，分子呈不規則狀態，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，兩金屬桿產生靜電，當通過管道上方時出現信號最強，兩金屬桿出現閉合現象。通過該方法可以探測管道的位置和埋深。

2 泄漏檢查

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、沿線地表環境調查和地面泄漏檢查中的情況，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，檢查數量可參照表1。

表1 鉆孔泄漏檢查數量推薦表

3 PE燃氣管道焊接接頭無損檢測

對熱熔和電熔接頭采用相控陣檢測技術，檢測接頭內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生并發射超聲波束，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。

電熔接頭相控陣超聲檢測

掃查結束后，重點關注三條線，一是代表熔融區域邊界的特征線，將特征線與電阻絲的垂直距離與正常接頭對比來判斷是否過焊和冷焊；二是觀察電阻絲是否排列整齊，有無上下偏差；三是觀察底面回波是否顯示清晰，有無缺失。如果有局部底面回波缺失，則可能有氣泡存在，若底面回波不清晰，一般是由于管材與管件之間存在間隙造成的。如下圖：

電熔接頭相控陣超聲檢測圖

聚乙烯電熔接頭常見缺陷有過焊、冷焊、孔洞、電阻絲錯位等，如圖所示：

熱熔接頭相控陣超聲檢測

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》相關規定。

檢測結果分析及建議

現場檢測結束后應對檢測數據進行匯總，對發現的問題整理，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現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。

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現的問題，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，針對性地對易產生缺陷的部位實施有效檢測，對發現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。

免責聲明：本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有，如果涉及侵權，請第一時間聯系本網刪除。