周 超

（馬鞍山港華燃氣有限公司，安徽馬鞍山 243000）

根據(jù)國家應急管理部門公布的數(shù)據(jù)，2022年全國城鎮(zhèn)燃氣用戶數(shù)量超過6.67億人，燃氣普及率達到97.87%，燃氣使用在降低公眾生活成本，提升生活便捷程度的同時，燃氣管道泄漏、爆炸等問題日益凸顯。為增強燃氣使用的安全性，應對潛在的安全風險，相關團隊應當調(diào)整工作流程，完善工作體系，圍繞PE燃氣管道突發(fā)泄漏事故，提出可行性檢修方案，營造安全高效的燃氣使用氛圍。

1 PE燃氣管道突發(fā)泄漏原因分析

全面探討PE 燃氣管道突發(fā)泄漏事故誘發(fā)原因，實現(xiàn)經(jīng)驗總結和規(guī)律歸納，引導工作團隊形成正確認知，為后續(xù)PE 燃氣管道突發(fā)泄漏檢修體系的健全完善提供方向性引導。

1.1 PE燃氣管道基本屬性

PE 燃氣管道作為目前較為成熟的運輸管道，與其他管道相比，有著較強的經(jīng)濟性、抗開裂性、耐老化性、耐腐蝕性、抗沖擊性諸多優(yōu)點，滿足不同場景下燃氣運輸要求。為確保PE 燃氣管道具備上述基本屬性，管道加工、試驗環(huán)節(jié)，需要做好性能評估，如表1所示。

表1 PE燃氣管道主要性能要求

通過合理的材料性能控制，PE 燃氣管道實用性得到充分發(fā)揮，PE 燃氣管道中含有2%～2.5%的炭黑物質(zhì)，使得管道使用年限可以長達50 a。PE 燃氣管道耐磨性更為突出，根據(jù)相關研究機構公布的試驗數(shù)據(jù)，PE 燃氣管道耐磨性可以達到鋼制管道的4倍，在實踐中往往可以有著更長的使用壽命和經(jīng)濟屬性。

1.2 PE燃氣管道突發(fā)泄漏原因

結合以往經(jīng)驗，PE 燃氣管道盡管實用性能突出，但在管道設計、管道施工、人為破壞等因素影響下，容易引發(fā)突發(fā)泄漏問題。應對上述泄漏問題影響因素的精準把握，為檢修活動高質(zhì)量開展提供方向性引導。具體來看，PE 燃氣管道設計方案對于燃氣建設效果有著深遠影響，工作團隊通過設計方案整合與調(diào)整，完成供氣方案與管材選擇及設備類型篩選，以確保PE 燃氣管道設計方案可以滿足實際使用需求。但從掌握的實際情況來看，部分設計團隊沒有嚴格遵循設計要求，做好供氣方案設計、管材選擇和設備選型等系列工作，使得設計方案缺乏可行性，容易引發(fā)施工質(zhì)量問題。

1.3 PE燃氣管道泄漏特點

PE 燃氣管道突發(fā)泄漏后，管道內(nèi)壓力波動幅度較小，工作人員在進行泄漏點檢測時，難以沿用石油管道、給排水管道泄漏問題檢測規(guī)律，完成PE 燃氣管道泄漏區(qū)域定位。這種情況如果沒有得到妥善處理，無形之中，提高了PE 燃氣管道泄漏檢修難度，導致檢測時間過長，燃氣擴散風險增加的情況出現(xiàn)。燃氣泄漏存在著巨大安全隱患，如果沒有對泄漏區(qū)域進行及時處理，準確識別泄漏點，采取相應檢修舉措，當燃氣泄漏濃度超過閾值時，極易產(chǎn)生火災、爆炸，對公眾經(jīng)濟財產(chǎn)和生命安全帶來巨大威脅。

2 PE燃氣管道突發(fā)泄漏檢測主要方法

為快速判定PE 燃氣管道泄漏位置，要針對突發(fā)泄漏誘發(fā)原因，遵循科學性原則和實用性原則，提出切實可行的燃氣突發(fā)泄漏檢測方法，實現(xiàn)燃氣泄漏位置準確判定，增強突發(fā)泄漏事件應對能力。

2.1 硬件泄漏檢測法的應用

為最大程度地提升PE 燃氣管道泄漏檢測能力，提升總體檢測效能，壓縮檢測成本。長期實踐過程中，工作人員借助相關技術手段，逐步摸索出切實可行的人工觀察法、超聲波檢測法、示蹤劑檢測法、分布式光纖傳感器檢測法等PE 燃氣管道泄漏檢測方法，通過對不同檢測方法的合理化運用，準確定位管道破損區(qū)域位置。

2.1.1 人工觀察法

在PE 燃氣管道泄漏檢測中，可以使用人工觀察法，作為早期的檢測方法，主要借助肉眼觀察、氣味鑒別和工作經(jīng)驗，對PE 燃氣管道進行評估，判定是否存在泄漏的情況。為便于人工觀察，往往需要燃氣公司在燃氣內(nèi)添加臭劑，以更好地激發(fā)視覺、嗅覺感官，增強PE 燃氣管道泄漏檢測效率。與其他檢測手段相比，人工觀察法操作簡單，實現(xiàn)難度較低，但檢測效率較低，需要耗費大量的人力資源，并且無法進行連續(xù)性檢測。

2.1.2 超聲波檢測法

為提升PE 燃氣管道泄漏檢測精度，技術團隊引入了超聲波檢測法，通過垂直向PE 燃氣管道發(fā)射超聲波，持續(xù)追蹤超聲波反射時長，如果管道沒有發(fā)生損壞，超聲波發(fā)射時長變化幅度較為規(guī)律；如果管道發(fā)生損壞，超聲波發(fā)射時常出現(xiàn)異常。如圖1所示。

圖1 超聲波檢測法原理示意圖

借助這種方式，監(jiān)測人員能夠準確判定故障發(fā)生位置，實現(xiàn)PE 燃氣管道泄漏檢測的連續(xù)性，但超聲波檢測無法實現(xiàn)實時檢測的目標，同時對管道介質(zhì)較為敏感，在某些因素影響下，容易出現(xiàn)檢測誤差。

2.1.3 示蹤劑檢測法

示蹤劑檢測法應用過程中，需要工作人員向PE燃氣管道內(nèi)加入放射性示蹤劑，當PE 燃氣管道發(fā)生破損，出現(xiàn)燃氣泄漏的情況時，示蹤劑會隨著燃氣泄漏出來并附著到泄漏點周邊區(qū)域的泥土之中。工作人員通過操作示劑追蹤儀，獲取、標記、反饋標記位置，進而確定PE 燃氣管道泄漏位置。與其他檢測方法相比，示蹤劑檢測法定位更為精準，靈敏度更強，但泄漏檢測周期較長，監(jiān)測效率相對較低。

2.1.4 分布式光纖傳感器檢測法

分布式光纖傳感器檢測法充分運用了光纖傳感質(zhì)量輕、體積小、靈敏度高、化學穩(wěn)定性強、易于遠距離控制等特點。通過在PE 燃氣管道相關區(qū)域布設傳感器，實時獲取管道周邊區(qū)域燃氣濃度變化情況，將燃氣濃度數(shù)據(jù)通過光纖傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺，系統(tǒng)自主完成信息比對，并發(fā)出預警信息，輔助工作人員開展PE 燃氣管道檢修工作。分布式光纖傳感器監(jiān)測法靈敏度高、實時性強，但總體投入成本偏高。

2.2 軟件泄漏檢測法的應用

除了使用硬件泄漏檢測法對PE 燃氣管道進行檢測外，還可以轉(zhuǎn)換思路，借助質(zhì)量/流量平衡法、壓力梯度法、負壓波法、實時模型法和人工智能法，綜合評估PE 燃氣管道泄漏情況，輔助燃氣泄漏檢測活動穩(wěn)步有序開展。

2.2.1 質(zhì)量/流量平衡法

質(zhì)量/流量平衡法主要借助數(shù)學邏輯，對PE 燃氣管道是否發(fā)生燃氣泄漏情況進行判定。根據(jù)以往經(jīng)驗，正常狀態(tài)下，PE 燃氣管道進口質(zhì)量流量=PE 燃氣管道出口質(zhì)量流量。管道如果存在泄漏的情況，則PE 燃氣管道進口質(zhì)量流量–PE 燃氣管道出口質(zhì)量流量=燃氣泄漏量。工作人員通過快速的數(shù)據(jù)運算，可以判定PE 燃氣管道是否存在泄漏情況，但這種檢測方法容易遭受外界因素干擾，產(chǎn)生檢測誤差，對于后續(xù)PE 燃氣管道檢修活動開展產(chǎn)生一定程度的干擾。

2.2.2 壓力梯度法

對于PE 燃氣管道延程降壓線性分布的管道，檢測過程中，可以采取壓力梯度法，開展PE 燃氣管道燃氣泄漏檢測工作。具體檢測過程中，需要延PE 燃氣管道布設一定數(shù)量的傳感器，由傳感器對管道進行監(jiān)測，監(jiān)測過程中如果出現(xiàn)燃氣濃度異常的情況，傳感器迅速進入到工作狀態(tài)，對燃氣濃度區(qū)域上游、下游區(qū)域的壓力進行追蹤，根據(jù)追蹤數(shù)據(jù)繪制PE 燃氣管道上下游壓力梯度，梯度交點位置可以判定泄漏點。壓力梯度法操作難度較低，但對應用對象的壓力分布有要求，檢測方法的實用性受限。

2.2.3 負壓波法

PE 燃氣管道發(fā)生燃氣泄漏后，管道內(nèi)部壓力會出現(xiàn)下降的情況，燃氣泄漏時產(chǎn)生負壓波。根據(jù)這一物理屬性，借助壓力傳感器持續(xù)監(jiān)測負壓波出現(xiàn)時間，結合負壓波傳播速度，可以準確判定燃氣管道泄漏點空間位置。負壓波法操作難度較低，實用性較強，PE 燃氣管道泄漏檢測中，不需要創(chuàng)建復雜的數(shù)學模型，但也存在燃氣泄漏誤報率較高、定位精度較低、受環(huán)境因素影響較大的情況。目前在PE 燃氣管道突發(fā)性大型燃氣泄漏的檢測中，負壓波法有著較好實踐應用效果。

2.2.4 實時模型法

在進行PE 燃氣管道泄漏檢測過程中，可以利用數(shù)學邏輯，立足物理規(guī)律，建立起檢測模型，用于完成燃氣泄漏檢測工作。結合以往經(jīng)驗，PE 燃氣管道泄漏檢測模型構建過程中，可以充分運用狀態(tài)評估器法、瞬態(tài)模型法、Kalma 濾波器法。借助實時模型法合理化、高效化應用，工作人員能夠在較短時間內(nèi)，快速判定泄漏位置和泄漏量。但實時模型法對工作人員的技術能力和專業(yè)素養(yǎng)要求較高，難以在短時間內(nèi)進行有效推廣和應用。

2.2.5 人工智能法

人工智能作為PE 燃氣管道泄漏檢測的重要發(fā)展趨勢，通過對推理過程、算法過程有機統(tǒng)一，在故障樹分析法、模糊邏輯法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡法、遺傳算法等路徑輔助支持下，人工智能技術可以很好地融入PE 燃氣管道泄漏檢測活動中。但是人工智能技術目前尚不成熟，技術實現(xiàn)難度相對較高。

3 PE燃氣管道突發(fā)泄漏應對措施

PE 燃氣管道突發(fā)泄漏問題應對環(huán)節(jié)，工作團隊充分運用泄漏檢測結果，從多個維度出發(fā)，提出可行性燃氣管道突發(fā)泄漏事件應對舉措，保證燃氣運輸、存儲的安全性與有效性，滿足新時期PE 燃氣管道運維管理要求。

3.1 做好PE燃氣管道泄漏定位

PE 燃氣管道在突發(fā)泄漏事件后，工作團隊要切實采取有效方法對泄漏位置進行定位，通過硬件泄漏檢測和軟件泄漏檢測綜合化運用，最大程度地提升PE 燃氣管道泄漏區(qū)域定位能力，為后續(xù)管道搶修提供便利。

3.2 加強PE燃氣管道泄漏修復

PE 燃氣管道泄漏修復過程中，考慮到管道材質(zhì)屬性、區(qū)域面積等實際情況，可以選擇馬鞍修復法、帶氣換管法、封堵裝置帶氣接管法等多種方式，有序組織開展PE 燃氣管道修復工作。實際修復環(huán)節(jié)，要嚴格遵循系列施工規(guī)范，按照既定施工技術標準，有序調(diào)動設備、材料、人員入場開展PE 燃氣管道修復。以封堵裝置帶氣接管為例，要靈活運用閥箱、鉆孔機、封堵機等裝置，在上述設備支持下，順利完成修復，同時注重細節(jié)處理，嚴格把控過渡接頭、焊接鞍形管件，避免細節(jié)處理不到位而影響PE 燃氣管道修復質(zhì)量。

4 結語

PE 燃氣運行過程中，為防范、應對突發(fā)泄漏問題，提升燃氣使用的安全性與實用性。在總結PE 燃氣管道突發(fā)泄漏問題誘發(fā)原因的前提下，結合現(xiàn)有技術手段，提出切實可行的PE 燃氣管道突發(fā)泄漏問題檢修方案，通過技術資源整合，快速確定泄漏范圍，制定最優(yōu)化的泄漏應對舉措，形成完備的PE 燃氣管道施工模式。