本文選自核心期刊《城市發(fā)展研究》，《城市發(fā)展研究》是中國科學技術協(xié)會主管，中國城市科學研究會主辦的刊發(fā)探討如何應對我國城市發(fā)展面臨的一系列挑戰(zhàn)的研究成果的學術性刊物，刊載城市規(guī)劃、城市地理、城市經(jīng)濟、生態(tài)學以及相關學科的文章。
　　摘要：隨著聚乙烯(PE)燃氣管道在城鎮(zhèn)燃氣配氣系統(tǒng)中被廣泛采用以及相關標準規(guī)范的不斷完善，從業(yè)的技術、管理和決策人員對聚乙烯制品的認識以及應用水平都有了較大提高。相比于鋼質(zhì)管道，PF管道材料特殊，檢測、監(jiān)測和維修難度大，一旦發(fā)生失效，將造成巨大的經(jīng)濟損失和環(huán)境污染，因此開展聚乙烯(PE)燃氣管道檢驗與評價技術研究十分必要。

　　關鍵詞：聚乙烯燃氣管道,風險分析,檢驗,評價,研究重點

　　引言

　　隨著建設事業(yè)的高速發(fā)展，人們的環(huán)保意識越來越強，可以預見，在不久的將來，城鎮(zhèn)對作為清潔能源燃料一天然氣的需求必將迅猛增長，燃氣輸送管道必將快速興建。聚乙烯(PE)燃氣管道因具有使用壽命長、耐腐蝕、安全、質(zhì)輕、焊接性能好、工程造價低等優(yōu)點，使其在城市燃氣輸配系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。PE燃氣管道長期承受著復雜的環(huán)境載荷、工作載荷和意外風險載荷，因此PE燃氣管道由于埋深不足造成PE管體變形、位置標明不清導致的第三方破壞、焊接質(zhì)量不高造成的泄漏等事故頻頻出現(xiàn)。PE燃氣管道長期輸送天然氣、石油氣以及其它介質(zhì)，一旦發(fā)生事故，不但很難維修和更換，而且污染環(huán)境、影響正常生產(chǎn)運輸，給國家經(jīng)濟造成巨大損失。因此，開展PE燃氣管道檢驗與評價具有重要意義。

　　1.PE管道檢驗與評價的體系框架

　　PE燃氣管道檢驗與評價包括資料審查、宏觀檢查、開挖檢測和安全評價四個重要環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都需要文件體系、標準規(guī)范、軟件平臺、支撐技術與人員控制五個層次的支持與應用。PE燃氣管道檢驗與評價整個體系框架如圖1所示。

　　圖1PE燃氣管道檢驗與評價突襲框架

　　2.PE管道評價依據(jù)及方法

　　2.1PE管道系統(tǒng)質(zhì)量缺陷

　　PE管道系統(tǒng)在施工過程中可能存在的質(zhì)量缺陷有：

　　影響管道設計使用壽命，如使用色母料；可能產(chǎn)生應力開裂的缺陷，如管道劃深超過壁厚的10%；降低管網(wǎng)安全系數(shù)和抗災害能力(主要指抗沉降、抗震性能)的缺陷，如使用焊制管件；連接不可靠，如不同PE等級的管材對焊，電熔連接前未去除氧化皮，加熱板不潔凈，管件受到污染，焊接參數(shù)選擇不當；施工過程可追溯性得不到保證，如焊機不具備打印功能，焊接參數(shù)記錄不全，竣工資料不全；無可靠的示蹤及防破壞措施。

　　2.2評價依據(jù)

　　PE管道施工質(zhì)量評價依據(jù)為：CJJ63—2008《聚乙烯燃氣管道工程技術規(guī)程》[5]，特種安全技術規(guī)范TSGD2002—2006《燃氣用聚乙烯管道焊接技術規(guī)則》[6]、GB15558.1—2003《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第1部分：管材》[7]、GB15558.2—2005《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第2部分：管件》[8]、港華投資有限公司《地下管網(wǎng)設計、施工、運行管理指引》，港華培訓學院編制的《聚乙烯管熱熔對接手冊》和《聚乙烯管電熔焊接手冊》等。

　　2.3評價方法

　　應用質(zhì)量控制工具——檢查清單，按層次結(jié)構組織評價。模型的層次結(jié)構中，選取影響PE管道工程質(zhì)量的關鍵要素作為評價模塊，每個模塊代表一類或一個評價項目，其造成的管道質(zhì)量缺陷可能是單一的，也可能是多方面的，而每一個變量(評價項目)又被劃分為若干子變量(項目)，每個子變量對應若干條評判標準，評價人員對照評判標準，對每個模塊按符合程度進行評分。之所以稱其為變量，是考慮可根據(jù)實際情況，參照可能產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷，調(diào)整項目內(nèi)容及數(shù)量；并且其評分權重也不固定，可根據(jù)所帶來的缺陷程度作適度調(diào)整，以便評分更能反映客觀實際。PE管道質(zhì)量評價層次結(jié)構模型見圖2。

　　圖2PE管道質(zhì)量評價層次結(jié)構模型

　　3.PE燃氣管道檢驗與評價的內(nèi)容

　　3.1PE管道檢驗與評價的軟件平臺

　　軟件平臺是IT技術在PE管道檢驗與評價中的應用。基于數(shù)據(jù)庫技術構建PE管道信息數(shù)據(jù)庫，有效管理PE管道數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)管道信息共享，并利用信息數(shù)據(jù)庫編制PE管道風險評估系統(tǒng)，構建以風險檢驗為核心的PE燃氣管道安全評價軟件應用平臺。

　　PE管道檢驗與評價軟件平臺是通過檢測或監(jiān)測方法獲PE燃氣管道信息，包括PE管道的技術資料、環(huán)境載荷信息、運行數(shù)據(jù)信息、檢測信息和開挖信息等數(shù)據(jù)，整理、加工處理收集到的各種數(shù)據(jù)信息，利用Access、Sql、Oracle等數(shù)據(jù)庫技術建立PE管道信息數(shù)據(jù)庫進行儲存，借助VisualBasic工具開發(fā)PE管道檢驗與評價軟件，進而開展PE管道危險識別、風險評價、適用性評估、可靠性評價等，有效地保障PE管道的安全運行。

　　3.2PE管道檢驗與評價的核心技術

　　PE管道檢驗與評價的各個環(huán)節(jié)涉及許多配套的支撐技術，如PE燃氣管道定位技術、泄漏檢測技術、焊接質(zhì)量檢測技術、風險管理技術等，這些支持技術的發(fā)展水平將直接影響PE管道檢驗與評價的順利開展。

　　3.2.1PE管道定位技術

　　PE燃氣管道的施工須隨著管道走向敷設金屬示蹤線。國際上常用的示蹤線主要包括裸露金屬線和帶有塑料絕緣層的金屬導線兩種，聚乙烯燃氣管道敷設示蹤線主要是為了PE燃氣管道測位方便和精確描繪PE管道的走向與準確位置。然而相當大一部分PE燃氣管道程并未敷設金屬示蹤線或是由于施工不規(guī)范導致示蹤線未連接或斷開，這給檢驗帶來了極大的困難。目前，PE管道的探測方法包括電磁、震動波和探地雷達檢測等。電磁檢測通常運用于存有示蹤線的管道上，而震動波和探地雷達檢測一般是探測不含示蹤線的PE管道和復雜交叉的管道。

　　3.2.2PE管道泄漏檢測技術

　　PE燃氣管道常常會由于外力損傷、密封不嚴、焊接缺陷而造成燃氣泄漏。PE管道燃氣泄漏檢測有許多方法，但最實用的是采用泄漏檢測儀進行檢測。泄漏檢測儀的精度可以達到1ppm。在PE天然氣管道檢測中，一般采用埋地管道泄漏檢測儀SL—808A探測甲烷含量，進而判斷是否存在泄漏。在PE液化石油氣管道檢測中，一般采用便攜式可燃氣體探測儀SSS—318進行探測判斷是否泄漏。

　　3.2.3PE管道焊接質(zhì)量檢測技術

　　PE管道的連接是整個安裝過程中最關鍵的環(huán)節(jié)，接頭質(zhì)量的好壞直接影響PF管道結(jié)構完整性和安全運行，因此，保障可靠的接口質(zhì)量對PE管道工程尤為重要。

　　PE管道連接通常采用熔化連接。熔化連接分為電熔連接和熱熔連接�，F(xiàn)有電熔接頭的檢測方法主要有破壞性檢驗和非破壞性檢驗兩類。破壞性試驗是一種抽檢性質(zhì)的檢測方法，不能完全解決工地現(xiàn)場電熔焊接質(zhì)量的檢測問題，主要有拉伸剝離試驗、擠壓剝離試驗、爆破試驗、長期靜壓試驗及拉伸試驗等。電熔接頭的非破壞性檢驗主要是對電熔接頭的外觀進行檢查，該方法目前尚未形成國家或行業(yè)標準，主要是根據(jù)工程經(jīng)驗形成的，其可靠性有所欠缺。采用超聲相控陣動態(tài)聚焦并結(jié)合B掃查成像技術，能夠?qū)﹄娙酆附咏宇^的質(zhì)量進行檢測，實現(xiàn)缺陷定位。這是由于超聲相控陣技術是利用多個探頭聚焦的方法使聲波有足夠的能量反射并被接受器接收，從而解決聲波衰減過多導致回波太弱這一問題。此外，一般通過觀察接頭沿軸向的縱剖面的形態(tài)開展電熔接頭的缺陷判別，B掃描能夠顯示缺陷在接頭縱截面的二維特征，使缺陷變更直觀。

　　3.2.4PE管道風險管理技術

　　PE管道風險管理由風險識別、風險評價、風險控制、風險信息反饋四個環(huán)節(jié)組成。

　　風險識別是開展PE管道風險管理的第一環(huán)節(jié)，其目的是為了分析PE燃氣管道風險的關鍵影響因素，了解PE管道存在的風險狀況。

　　風險評價方法主要有故障類型及影響分析、模糊綜合評判法、風險矩陣法、概率評價法等。風險評價主要工作是計算PE管道風險值、參照PE管道相關法律法規(guī)和評價標準確定各PE管段的風險等級、結(jié)合風險可接受準則評判PE管段風險的可接受水平、根據(jù)可靠性理論計算PE管道失效可能性、開展PE管道失效后果分析等。

　　風險控制是進行風險管理的主要目的。利用管道風險評價等級制定風險控制方案，優(yōu)選最優(yōu)方案對高風險PE管段開展維修與維護。風險信息反饋是整合反饋風險識別、風險評價和風險控制三個環(huán)節(jié)的信息，促使PE管道風險管理整個過程形成循環(huán)。進行風險控制后，PE管道的風險水平處于管理者要求的范圍之內(nèi)。倘若PE管道的某個參數(shù)在一段時間后發(fā)生改變，則需要對其進行重新評估，風險管理進入新一輪的循環(huán)。

　　3.3PE管道檢驗與評價的人員控制

　　PE管道檢驗與評價的人員包括PE管道現(xiàn)場檢驗人員和PE管道評價人員�，F(xiàn)場檢驗人員主要負責收集PE管道資料，制定現(xiàn)場檢驗方案，執(zhí)行現(xiàn)場壁厚測量、泄漏檢測、超聲波檢測、開挖檢測、編寫檢驗報告等工作。PF管道評價人員主要負責編寫PE管道評價標準、開發(fā)風險評價軟件、進行PE管道安全評價等任務。

　　4.結(jié)論

　　本次進行的質(zhì)量評價并不是最終目的，而是通過量化評價這種方式，更好地認識到目前PE管道施工中尚存的問題，以便制定改進方案，從而促進PE管道施工質(zhì)量的整體提高。

　　參考文獻

　　[1]謝麗婉．基于模糊綜合評價的聚乙烯(PE)管道安全預警程序．壓力容器，2012．

　　[2]李長纓.城鎮(zhèn)燃氣聚乙烯管應用中相關問題研究[J].煤氣與熱力，2008，28．

　　[3]中華人民共和國行業(yè)標準TSGD7003-2010，壓力管道定期檢驗規(guī)則一公用管道．

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