城市燃气管道安全评估中的腐蚀评价(新版)

城市燃气管道安全评估中的腐

蚀评价(新版)

Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.

( 安全管理 )

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编号：AQ-SN-0402

城市燃气管道安全评估中的腐蚀评价(新

版)

0引言

由于燃气的易燃易爆特性，管道燃气泄漏往往会导致重大人身伤亡和财产损失，近年来国内外发生过多起恶性事故，教训深刻。为此，要开展城市燃气管道的可靠性分析和风险评估研究，建立综合安全管理体制，保证在役管道运行的安全可靠。我们对深圳在役的200km埋地钢质燃气管道进行了系统的安全评估，通过实践检验和修正，进一步完善了埋地管道安全评估手段和评价标准，使其更符合生产实际的需求。下面根据我国城市燃气管道的特点，探讨燃气管道的腐蚀评价问题。

1城市燃气管道的特点

对于管道的安全评估手段，目前国内外比较权威的资料是美国

uhlbauer所著的《管道风险管理手册》一书，该书介绍了美国埋地长输管道安全评估的经典方法，利用大量完整可靠的管道建设运行数据库，归纳出各影响因素的分值。对于城市燃气管道的安全评估，由于该方法不与具体的管道运行工况相联系，使用结果往往与实际情况有较大偏差。究其原因，在于长输管道与城市燃气管道有以下明显差别：

(1)长输管道通常为单管，阀门和变径管很少。

城市燃气管道多为环状、枝状，阀门、三通及凝液缸等管件密布，管道变径较普遍。

(2)长输管道通常为一次同期建成，有完备的勘察设计、施工监理、竣工验收程序，质量相对均衡且缺陷较少。城市燃气管道则随着城市建设的进展逐步形成，且不断拓展。由于投资来源复杂，设计、施工和验收标准往往参差不齐，质量缺陷相对较多。

(3)长输管道通常铺设在野外，周边环境的改变通常为平滑过渡，容易把握，且杂散电流影响较小。城市燃气管道周边环境复杂，环境的改变有时为突变，另外，城市杂散电流干扰很普遍且严重。

(4)长输管道和国外燃气管道有完备的管理体系，其日常管理侧重于阴极保护，发现电位异常时即开始整改。国内城市燃气管道管理相对薄弱，日常管理侧重于巡线检漏，即使发现问题，由于涉及市政管理诸多方面，处理手续较为繁杂，隐患往往无法及时消除。

2管道腐蚀评价的关键点

分析城市燃气管道的建设和运行管理与长输管道间的差异可知，《管道风险管理手册》中的腐蚀模型不适用于城市燃气管道。要完整、科学而精确地对城市燃气管道进行腐蚀评价，就必须建立新的评估模型。根据国内外安全评估的经验，针对城市燃气管道的特性，采用样本调查表确定初值、实测数据迭代修正、制定检测评价标准的方法，建立了适合于国内城市燃气管道的腐蚀评价体系。

(1)管道腐蚀与环境结合评估腐蚀预期

地下燃气管道处在土壤环境中，其腐蚀预期既取决于管道本身，也取决于环境，具体地说，环境的腐蚀性。由于城市燃气管道与环境的交互作用相当复杂，土壤理化性能会影响防腐层的老化破损进程，土壤腐蚀性和杂散电流情况又直接决定破损处的腐蚀速度。对

于防腐结构良好的长输管道，腐蚀电流通道几乎被防腐层完全隔断，少量破损受到阴极保护电流的作用，也不会受到腐蚀，因而环境腐蚀性的影响很小。需注意的是，现有一些评估系统都侧重于管道本身，对环境的影响重视不够。对于城市燃气管道，防腐层缺陷很多，阴极保护又不正常，环境腐蚀性的影响就非常显著。如果环境腐蚀性较强，管道很快就会发生穿孔泄漏，而环境腐蚀性较弱，则可以在很长时问内维持正常运行。因此，城市燃气管道的腐蚀预期评估，必须将管道腐蚀与环境腐蚀性综合考虑。

(2)主要腐蚀因素分级的确定

腐蚀预期取决于防腐层现状、阴极保护有效性、土壤理化性能、杂散电流分布等诸多方面，凡是影响上述方面的因素都有可能直接或间接地影响管道的腐蚀预期。许多因素对腐蚀预期的影响是非线性的，各因素之间有着不同的相关程度。这些因素多达40余个，完全测取需要很长时间和巨大投资，且各数据间存在大量的信息重复，使模型变量维数加大，因而有必要根据城市燃气管道的具体情况，进行降维预处理。

我们首先通过聚类分析，依据12个样本管段检测数据和开挖情况，对影响腐蚀预期的因素进行相关分析和聚类分析。结果表明，影响腐蚀预期的44个因素在相关系数大于0．5的条件下，明显地聚为8类。为了从同类因素中选取有代表性的特征因素，对同类因素进行主成分分析，以贡献率作为选择特征因素的依据，同时也对44个因素直接进行主成分分析，以避免聚类分析可能产生的漏项。最后通过社会科学统计软件包(SSPS)软件分析可知，整合出的8个主要因素的特征贡献率已达到92．1%。

从而既保证了数据的科学完整，又避免了不必要的工作量。8个主要因素包括防腐层种类、钢管壁厚、建设监理力度、运行时间、土壤腐蚀性、管地电位、防腐层电阻率和缺陷线密度。

借鉴国内外相关标准的原理，我国制订出了适合于安全评估需要的8个主要因素的分级体系(见表1)。

表1中的建设监理力度意在体现管道建设原始质量的参差不齐，取决于建设单位的实际资质、对其所建工程的普遍评价、建设时期监理制度的总体情况、管道竣工资料的完善程度、管道首次腐蚀泄

漏时运行时间等。对防腐层电阻率分级则消化吸取国外检测技术，并实现了与国内判据的有机衔接。

我们还通过逾2130km的实际检测数据，用神经网络模型确定了各影响因素对腐蚀预期的贡献，得到较为符合实际情况的结果。在此基础上，形成完整的测试体系和分级标准，制定了企业标准《地下钢质燃气管道防腐检测与验收技术规程》，并实际应用于新建燃气管道的竣工验收和在役管道的周期检测。同时，在生产调度管理系统平台上建立起适合城市燃气管道的资料数据库和外挂评估模块，为今后动态评估奠定了坚实的基础。

(3)防腐层电阻率测定与数据制定埋地钢管的腐蚀绝大多数为电化学腐蚀，防腐层是切断电流通道的主要手段，因而防腐层电阻率是反映防腐层性能的最重要指标，也是阴极保护的基本依据，但是该指标的测定迄今尚无公认的现场无损检测手段。

国内长输管道推荐采用选频变频法，开发了专用的仪器，有相应的行业标准和判据，并有大量实际应用案例，国内部分燃气企业的评估都采用此法。另一种方法为在英国雷迪探管仪的基础上，开