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城鎮(zhèn)燃?xì)鈮毫艿廊鏅z驗的研究與實踐
——以聚乙烯燃?xì)夤艿罏槔?/h1>
2023-08-23 11:22:06林行素黃瀚萍官媛媛陳曉軍劉丹丹
裝備制造技術(shù) 2023年6期
關(guān)鍵詞:鋼質(zhì)燃?xì)夤?/a>聚乙烯

林行素,黃瀚萍,官媛媛,袁 婷,陳曉軍,劉丹丹

(廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備檢驗研究院,廣西 南寧 530299)

0 引言

天然氣是一種優(yōu)質(zhì)清潔低碳的化石能源,在改善人民生活、支持國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用,是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和“美麗中國”的重要力量?!笆濉睍r期,新增天然氣消費(fèi)量同等量熱值的煤炭相比,實現(xiàn)減排二氧化碳5.7 億噸,二氧化硫630 萬噸。2020 年,中國天然氣消費(fèi)量3280 億立方米,增量約220 億立方米,同比增長6.9%,占一次能源消費(fèi)總量的8.4%,城市天然氣用氣人口達(dá)到4.13億人。由于聚乙烯燃?xì)夤艿谰哂惺褂脡勖L、耐腐蝕、柔韌性好、低摩擦阻力、重量輕、連接方便等特點,被廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)天然氣管道運(yùn)輸系統(tǒng)中,并成為城市不可缺少的生命線之一。

隨著新型城鎮(zhèn)化、新型工業(yè)化速度加快,我國城市規(guī)模越來越大,流動人口多、高層建筑密集,一旦城市燃?xì)夤芫W(wǎng)發(fā)生泄漏,不僅會對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞,也會對人民群眾生命財產(chǎn)安全構(gòu)成巨大的威脅,嚴(yán)重影響城市正常有序運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著聚乙烯管道使用量的迅速增加和使用年限逐漸增大,管道系統(tǒng)的安全性和可靠性受到越來越多的關(guān)注。積極開展燃?xì)鈮毫艿廊鏅z驗不僅能有效的發(fā)現(xiàn)隱患,消除隱患,還能延長管道的使用壽命,節(jié)約改造維修成本。然而城鎮(zhèn)聚乙烯燃?xì)夤艿郎盥竦叵?,各種管網(wǎng)縱橫交錯,檢驗技術(shù)和檢測設(shè)備相對匱乏,給現(xiàn)場檢驗人員帶來很大的困惑。本研究結(jié)合全面檢驗工作,對檢驗發(fā)現(xiàn)的問題及相關(guān)檢測技術(shù)進(jìn)行分析并提出相關(guān)建議。

1 城鎮(zhèn)燃?xì)鈮毫艿廊鏅z驗存在的問題

根據(jù)《壓力管道定期檢驗規(guī)則—公用管道》TSG D7004-2010[1]的相關(guān)要求,城鎮(zhèn)聚乙烯燃?xì)夤艿廊鏅z驗主要包括資料審查分析、風(fēng)險評估、宏觀檢查(包含泄漏檢查、位置與走向檢查地面標(biāo)志檢查等)、開挖直接檢驗等。在全面檢驗過程中,城鎮(zhèn)聚乙烯燃?xì)鈮毫艿溃ê龅劁撡|(zhì)管道部分)普遍存在以下問題:

1.1 資料審查問題

部分燃?xì)夤艿拦镜墓艿琅_賬及壓力管道技術(shù)檔案管理混亂、缺失嚴(yán)重,主要涉及資料包括設(shè)計圖紙文件、竣工資料、監(jiān)督檢驗報告、管道運(yùn)行記錄、年度檢查報告等。特別是早期投用的燃?xì)夤艿榔毡闊o竣工驗收資料、監(jiān)督檢驗報告。此外,公用燃?xì)夤艿莱R虺鞘械缆犯臄U(kuò)建的需求發(fā)生維修改造,使用單位在施工時,無法履行相應(yīng)的報檢程序,也未進(jìn)行竣工驗收、保存改造維修資料。全面檢驗時,提供的往往是改造前的竣工資料,與現(xiàn)場實際情況不一致。多數(shù)工程僅能提供工程名稱,其余數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重,甚至連管道起止點、管道材料、管道長度都無法提供,大大的限制了檢驗效率。

1.2 宏觀檢查問題

宏觀檢查主要包括泄漏檢查、位置與走向檢查、地面標(biāo)志檢查、管道沿線地表環(huán)境調(diào)查、穿、跨越管段檢查、凝水缸檢查、閥門、法蘭等管道元件檢查。現(xiàn)場檢驗發(fā)現(xiàn)的主要問題為:管道泄漏、管道占壓、聚乙烯管道明設(shè)、建(構(gòu))筑物與管道的凈距、出地鋼質(zhì)管道元件銹蝕、地面標(biāo)志缺失、地面塌陷、潛在危害管道(例如車輛碰撞、埋深不足等第三方破壞情況)等。具體如下:

1.2.1 管道泄漏問題

市政道路上的聚乙烯燃?xì)夤艿劳ǔB裨诰嚯x地表一定深度的土壤中,以車行道、人行道和景觀帶敷設(shè)為主。因天然氣具有流動性,管道本體和焊接接頭位置的損壞泄漏可能會沿著土壤疏松位置擴(kuò)散到地溝、窖井或其他建筑物中?,F(xiàn)有檢測手段無法迅速、準(zhǔn)確的定位管道泄漏的具體位置。

全面檢驗中發(fā)現(xiàn)的泄漏情況主要以商業(yè)用戶、小區(qū)居民用戶調(diào)壓箱前的鋼質(zhì)管道焊縫穿孔泄漏、管道元件腐蝕泄漏、閥門閥體泄漏、閥門閥芯泄漏、閥門墊片泄漏、管道連接密封帶老化泄漏等為主。一旦天然氣發(fā)生泄漏并達(dá)到爆炸下限,遇到明火或者撞擊,將會引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸,嚴(yán)重威脅人民群眾生命財產(chǎn)安全。如圖1 所示,存在焊縫穿孔泄漏;如圖2 所示,管道連接密封帶老化泄漏。

圖1 焊縫穿孔泄漏圖

1.2.2 位置與走向檢查問題

聚乙烯燃?xì)夤艿牢恢门c走向在實際檢驗檢測過程中較難判定,存在檢測效率低、精度差等情況。由于聚乙烯燃?xì)夤艿罒o法導(dǎo)電或者導(dǎo)磁,常用的鋼質(zhì)管道檢測設(shè)備無法應(yīng)用,一旦埋入地下,將不易定位到管道位置與走向。目前,常用的聚乙烯燃?xì)夤艿蓝ㄎ患夹g(shù)有探地雷達(dá)法、電磁法、弱磁法和聲波法等。對于已敷設(shè)示蹤線的聚乙烯燃?xì)夤艿乐饕捎秒姶欧?,未敷設(shè)示蹤線的主要采用探地雷達(dá)法、聲波法[2]和弱磁法?,F(xiàn)行階段尚未存在一款能全面覆蓋聚乙烯燃?xì)夤艿蓝ㄎ坏膬x器,各儀器設(shè)備存在極大局限性。各項定位檢測技術(shù)的優(yōu)缺點對比見表1。

聚乙烯燃?xì)夤艿蓝ㄎ患奥裆顧z測是燃?xì)夤艿廊鏅z驗工作的難點,且聚乙烯燃?xì)夤艿蓝ㄎ粰z測比例要求未在相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)中明確。

1.2.3 管道占壓問題

公用燃?xì)夤艿勒級褐饕芯用竦淖≌?、臨時搭建的集裝箱、存放物品的倉庫、還有閥門、調(diào)壓箱和調(diào)壓柜經(jīng)常被搭建的簡易房或工棚遮擋等。如果建筑物、構(gòu)筑物、其他設(shè)施或雜物超過一定重量引起地面沉降時,將會對地下聚乙烯燃?xì)夤艿涝斐蓴D壓,使得管道受損(如管道接口松動、變形、斷裂等),繼而引起燃?xì)庑孤⒈ǖ仁鹿?。此外,占壓管道不利于燃?xì)夤鹃_展日常維護(hù)及搶修工作,存在較大的安全隱患。

1.2.4 管道明設(shè)裸露問題

根據(jù)GB55009-2021《燃?xì)夤こ添椖恳?guī)范》第5.1.12 條的要求,“聚乙烯等不耐受高溫或紫外線的高分子材料管道不得用于室外明設(shè)的輸配管道”[3]。這主要是由于聚乙烯燃?xì)夤艿廊菀资軠囟?、紫外線和氧氣等因素影響造成管道老化,縮短其使用壽命。此外明設(shè)裸露的聚乙烯管道容易受到第三方破壞,造成管道損傷。全面檢驗中發(fā)現(xiàn)部分燃?xì)夤疽蛘鞯?,?jié)約成本、工期等方面的問題,直接將聚乙烯管道明設(shè),存在較大的安全隱患。具體如圖3 所示。

圖3 聚乙烯管道裸露

1.2.5 城市綠化樹木與管道的凈距不足問題

聚乙烯燃?xì)夤艿来蠖嚯S道路鋪設(shè),道路周圍通常種植景觀喬木或綠化灌木,二者之間的沖突極為常見。對于聚乙烯燃?xì)夤艿?,城市綠化植物的影響主要有兩方面:一是發(fā)達(dá)的植物根系將管道包裹或者纏繞起來,威脅管道運(yùn)行安全。對于聚乙烯管道,尤其是小口徑管道,存在臺風(fēng)吹倒大樹時根莖拉傷管道的風(fēng)險。二是植物的外形(包括根系粗細(xì)、分布面積等),粗壯、高大植物的樹干和根莖可能影響燃?xì)夤艿姥矙z及搶維修作業(yè)。

1.2.6 出地鋼質(zhì)管道元件銹蝕問題

該部分主要包含與聚乙烯燃?xì)夤艿肋B接的出地鋼質(zhì)管道、管件(彎頭、三通、大小頭)以及閥門等,材料銹蝕的主要原因是管道在環(huán)境潮濕中(例如垃圾堆放、廚房、空調(diào)排水口等地方),防腐層損壞、脫落未能及時修復(fù),造成管體存在局部腐蝕減薄或全面腐蝕的情況。

1.2.7 潛在危害管道問題

例如車輛碰撞、位置不明、埋深不足等易造成的第三方破壞情況。

部分出地鋼質(zhì)管道位于車行道路邊,或者停車位等,該部分管道未添加相應(yīng)的防護(hù)措施,易存在車輛碰撞的風(fēng)險,造成管道損壞泄漏。如圖4 所示。

圖4 管道存在車輛碰撞風(fēng)險

1.3 開挖直接檢查問題

開挖檢驗過程中,聚乙烯燃?xì)夤艿来嬖趧澓?、凹痕等情況時,無相關(guān)的評價標(biāo)準(zhǔn)對存在的缺陷進(jìn)行安全狀況等級評定。熱熔焊接與電熔焊接經(jīng)過無損檢測發(fā)現(xiàn)缺陷時,未能提供檢測評級。此外,當(dāng)存在埋深不足,地下燃?xì)夤艿琅c建筑物構(gòu)筑物或相鄰管道之間的水平和垂直凈距無法滿足設(shè)計要求時,也不能提供相關(guān)檢驗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全狀況等級評定。上述情況給檢驗工作人員帶來了極大的困擾。

2 對全面檢驗情況的整改建議

2.1 資料問題整改建議

燃?xì)馄髽I(yè)可根據(jù)管道起點至用氣終端,如市政管道、小區(qū)用戶、商業(yè)用戶、工業(yè)用戶等,逐條理清管道數(shù)量,建立完善管道臺賬信息,掌握管道運(yùn)行時間、管道材質(zhì)、運(yùn)行參數(shù)和檢驗情況等,積極利用信息化平臺管理檔案資料,建立公用燃?xì)夤艿兰夹g(shù)檔案信息化平臺。

對資料缺失的相關(guān)工程項目,使用單位約請原設(shè)計單位、安裝單位補(bǔ)充完善相關(guān)資料;對已經(jīng)不存在或者不能補(bǔ)齊相關(guān)資料的,可由使用單位委托具有公用管道定期檢驗資質(zhì)的機(jī)構(gòu),通過檢驗、安全評估或者合于使用評價等技術(shù)手段,確定管道的安全狀況。在檢驗等過程中,針對無資料情況的管道,應(yīng)在定期檢驗規(guī)則要求的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的檢測比例及檢測手段。

2.2 宏觀檢查問題整改建議

針對宏觀檢查存在的問題,燃?xì)馄髽I(yè)應(yīng)嚴(yán)格落實主體責(zé)任,針對檢驗發(fā)現(xiàn)的安全隱患包括但不限于泄漏、占壓、聚乙烯管道明設(shè)、出地鋼質(zhì)管道元件銹蝕、潛在危害管道情況(例如車輛碰撞、埋深不足等第三方破壞情況)等應(yīng)及時按照相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行整改,并加強(qiáng)巡檢。燃?xì)馄髽I(yè)應(yīng)針對檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)提高巡檢質(zhì)量,做好維護(hù)工作。通過增加安全管理人員,提高巡檢人員能力水平,引進(jìn)相關(guān)檢驗檢測設(shè)備,加大燃?xì)庥脩舻陌踩逃麄鞯裙ぷ?,降低管道運(yùn)行風(fēng)險。

此外,燃?xì)馄髽I(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照法律、規(guī)范等要求,對管道進(jìn)行年度檢查,落實相關(guān)檢驗人員,審核人員,批準(zhǔn)人員簽字確認(rèn),出具年度檢查報告。

2.3 開挖直接檢查問題整改意見

城鎮(zhèn)聚乙烯燃?xì)夤艿拦荏w損傷和焊縫安全狀況等級評定,至今仍沒有形成一套健全的評價體系。相關(guān)部門應(yīng)盡快出具評價標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)聚乙烯燃?xì)夤艿廊鏅z驗工作。

3 結(jié)語

開展城鎮(zhèn)聚乙烯燃?xì)夤艿廊鏅z驗工作,不僅可以保證燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行,有效防范遏制燃?xì)馐鹿实陌l(fā)生,還可以延長聚乙烯燃?xì)夤艿赖氖褂脡勖?,降低企業(yè)的運(yùn)行成本。檢驗機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)全面檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題,進(jìn)一步優(yōu)化檢驗檢測手段,突出檢驗重點,制定更加合理、科學(xué)的檢驗策略,提高聚乙烯燃?xì)夤艿廊鏅z驗工作的準(zhǔn)確性。

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