燃气管道风险评价,如何全面检验

标准天然气 2020-11-20 16:26:10

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文|符建安等


引言


随着我国城市燃气行业的迅猛发展,城市燃气管道化已比较普及,据《中国燃气行业年鉴2013》统计数据,截止2012年底,我国城市地下燃气管网总长度超过37.6万公里,伴随燃气管道的大量敷设和运行时间的延长,燃气管道泄漏引发的火灾、爆炸等恶性事故时有发生,给燃气用户和广大人民群众的生命财产造成巨大损失,也给社会的安全稳定带来负面影响。为此,对城市燃气管道开展风险评价和定期检验,及时掌握在用管道的安全运行状况是确保燃气管道安全稳定运行的一项重要工作。

2010年,国家质量监督检验检疫总局颁布TSGD7004—2010《压力管道定期检验规则———公用管道》,提出了公用管道年度检查、全面检验和合于使用评价的基本要求,指导和规范了公用管道的定期检验工作。城市燃气管道的定期检验项目包括年度检查和全面检验。年度检查是指在运行过程中的常规性检查;全面检验是指按一定的检验周期对在用管道基于风险的检验。以下结合在海口市在用燃气管道开展的全面检验工程实践,就有关城市燃气管道全面检验的实施过程和结果进行阐述,提出在用城市燃气管道全面检验的重点和注意事项。


1管道潜在危险识别与检验内容

海口市南沙路埋地中压燃气管道于2006年8月竣工投入使用,总长4057m,管道规格159mm×6mm,108mm×5mm,材质牌号为20#无缝钢管,介质为天然气,采用冷缠聚乙烯粘胶带加牺牲阳极联合保护措施。根据TSGD7004—2010《压力管道定期检验规则———公用管道》对该条中压燃气管道进行了全面检验工程实践。

1.1管道潜在危险识别

根据全国燃气管道统计数字,城市燃气管道事故原因主要为第三方破坏、管道腐蚀、管线缺陷、焊缝缺陷、操作失误、附属设备故障等。综合检验前,通过对业主提供的安装及竣工验收资料、管道的运行记录等资料审查分析,确定该条管道主要存在以下几种潜在危险。

(1)外腐蚀。

管道处于热带海洋性气候区,常年炎热潮湿,相对湿度大,沿线土质变化多样,大气及土壤均属较强腐蚀区。

(2)固有的危险。

安装过程中可能存在焊接质量差、回填不规范、防腐补口不到位等施工缺陷。

(3)第三方破坏。管道敷设环境复杂,沿线人员活动频繁,存在其他施工开挖、违章构筑占压、地面标志严重缺失等风险。

1.2检验内容

根据TSGD7004—2010《压力管道定期检验规则———公用管道》及风险评价结果,确定本次检测工作主要内容有:资料审查、一般性宏观检验、管线敷设环境调查、外防腐层状况不开挖检测、阴极保护有效性检测、开挖直接检验等。


2检验检测结果

2.1一般性宏观检查

2.1.1检测内容

一般性宏观检查主要开展以下工作:对管道沿线环境进行调查;对附属设施进行宏观检查;采用PCM+对管道埋深进行定位探测。

2.1.2检测结果

经检查检测发现:管道全线存在103处地面标志桩缺失,大部分位于三通、拐点处;存在占压49处,主要为绿化树木、围墙及其他管线设施;有4处埋深不足0.6m。表1列出部分管段附属设施外观检查数据(位于南沙路(YH-1~建设银行段))。

2.2 管线腐蚀环境调查

2.2.1检测内容

依据埋地管道电化学腐蚀的基本原理、当前埋地管道腐蚀防护手段及腐蚀缺陷的检测水平,本次检测使用英国雷迪公司的MI-2088土壤电阻测试仪,沿线选取了6处有代表性的土壤进行电阻率测试及理化分析;利用杂散电流测试仪(SCM),选择了5处可能有干扰源的地方进行杂散电流测试。

2.2.2检测结果

土壤电阻率测试值均大于50Ω·m,依据GB/T21447—2008《钢质管道外腐蚀控制规范》,土壤电阻率测试整体评价土壤腐蚀性为“弱”。采用接地-绝缘电阻测试仪CL010进行测试,表2列出土壤电阻率测试数据。

根据海南省农垦中心测试站对土壤样品出具的理化检验结果,该段土壤整体偏微酸性,同时土壤含水量高,易形成微酸性电解质,对钢质管道具有较强腐蚀性。检验项目结果见表3。

依据SY/T0087.1—2006《钢质管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》对采集的杂散电流测试数据进行评价,检测结果为:干扰程度强性1处,中等1处,弱性3处。已知干扰源主要为电力变压器、并行电力电缆以及过往车辆,全线杂散电流干扰轻微。图1示出杂散电流测试结果

2.3 外防腐层状况不开挖检测

2.3.1检测内容

外防腐层状况不开挖检测主要开展以下两方面工作:(1)采用管道外防腐层检测仪交流电流衰减法(PCM)对管道外防腐层整体质量状况进行非开挖检测;(2)采用交流电位梯度法(ACVG)对该条管道的防腐层破损点进行检测和定位。

2.3.2检测结果

依据驰骋地下管道腐蚀检测评价系统FE-PCMV2.0对全线管道防腐层整体质量状况评估结果如下:质量为1级的防腐层长度3127m,占88.69%;质量为2级的防腐层长度48m,占1.36%;质量为3级的防腐层长度108m,占3.06%;质量为4级的防腐层长度115m,占3.26%;质量为5级的防腐层长度128m,占3.63%。共检测出防腐层破损点13处,平均破损为0.32个/100m。

结合防腐层整体质量状况测试评价和防腐层破损点检测,参照GB/T19285—2014《埋地钢质管道腐蚀防护工程检验》,该路段管道防腐层质量状况综合评级为3级,防腐层综合质量状况为差。

2.4 阴极保护有效性检测

2.4.1检测内容及结果

通过管线阀井共采集测试阴极保护电位12处,表4列出管地电位测试结果。测试得到的管地参比电位最大值(绝对值)-0.84V,最小值(绝对值)-0.59V;地表参比电位正于-0.85V的有12处,负于-0.85V的有0处。根据GB/T19285—2014《埋地钢质管道腐蚀防护工程检验》有关评价标准评价,该条管位电位均不合格,整体阴保情况差。

3开挖直接检验

3.1 开挖检验内容

根据外防腐层非开挖检测结果、管道敷设环境调查以及阴极保护有效性结果,选取1处有代表性的管线转角点进行开挖检测。主要检测验证以下内容:验证防腐层破损情况;检查防腐层情况;检查管体腐蚀情况及壁厚检测;焊缝无损检测及硬度测试。

3.2 检验结果

开挖检查发现:管道弯头处存在环向125mm(长)×35mm(宽)的防腐层缺口(见图2),管体未发现腐蚀及机械损伤痕迹。分析认为,防腐层缺口应为施工阶段防腐层补口未处理到位所致;对破损点以外的防腐层进行厚度测试及涂层电火花检测,测试值满足SY/T4014—2007《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》特加强级的要求;管道壁厚测试未发现管体壁厚减薄;采用THL-300便携式硬度计对焊缝、热影响区、母材等区域进行硬度测试,未发现异常硬度值;采用射线探伤对探坑处2道焊缝进行无损检测,2道焊缝质量评级为Ⅲ级,符合CJJ33—2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》要求。


4检验结论

4.1 风险评估

基于检验结果以及业主的整改情况,参照GB/T27512—2011《埋地钢质管道风险评估方法》,对该条管道进行风险评价。

(1)从总体上看,所评价管道的各种相对风险等级以低风险和中等风险为主,失效可能性为Ⅰ级,总体为低风险等级。

(2)失效可能性方面:沿线人口密度、建设活动繁忙、管道占压的严重程度是第三方破坏的主要因素;失效后果方面:管线失效后经济损失较大,为等级E,失效后果分值主要源于人员伤亡、财产损失及停产损失。

(3)通过风险的分析,建议采取拆除占压物、对检出的防腐层破损修复、增设牺牲阳极、加强管线巡检、加强管线安全保护宣传等措施来减小失效可能性,进一步降低管道风险等级。

4.2 结论

根据TSGD7004—2010《压力管道定期检验规则———公用管道》,依据检验检测及安全评价结果,确定本次该条管道的全面检验结论为:在原许用参数条件下,允许使用,下次检验周期为3年,但对存在问题提出以下处理意见。

(1)对存在的49处占压情况应予以清理,同时加强管理,避免出现新的占压情况。使用单位应对无法清理的管段加强巡查和监控,并加大宣传力度。

(2)尽快对其余12处检测出防腐层破损点进行开挖确认并予以修复。

(3)应尽快按GB/T21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》有关规定,增设牺牲阳极,以提高管道阴极保护电位,使管道全线处于有效的阴极保护中。


5结语

实践证明,对在用燃气管道开展定期检验是及时发现并消除管道运行安全隐患的重要手段。虽然在较早的国家相关法规中已明确要求对燃气管道进行专业性检验,但相关配套的检验技术规范出台较晚,目前大部分城市的燃气管道尚未开展定期检验工作。此外,城市燃气管道的敷设环境复杂,存在占压、并行或交叉的各类管道电缆等缺陷,检测难度大,也是制约城市燃气管道定期检验推广的因素之一,城市燃气管道的定期检验工作任重道远。

为此,要求检验人员在开展工作时应注意以下事项:一是要充分认识基于风险的检验是在用管道定期检验的科学有效方法,要依据“合于使用”原则,判定管道在现行工况条件下,尤其是含缺陷压力管道,在不需要对缺陷进行修复情况下能否安全运行,这要求检验人员必须针对管道运行环境,采取适当的检验手段和合理的评判标准,综合分析评判[11];二是埋地管道的检验是一项技术含量比较高的工作,要求检验人员具备综合应用各种检验技术和设备的能力以及丰富的检验经验,掌握相关检验规范和标准,故检验人员应加强学习,努力提高个人综合素质和能力,以更好为燃气管道定期检验的开展和推广发挥积极作用。(作者:符建安,陈加钦,曾锐,周学斌)



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