在役低压燃气管网绝缘改造方法及应用

尹志彪 褚大军 颜丹平 段 蔚 张 辉

（1.北京永逸舒克防腐蚀技术有限公司 北京 100029; 2.北京市燃气集团有限责任公司 高压管网分公司 北京 100011）

在役低压燃气管网绝缘改造方法及应用

尹志彪1,2 褚大军1,2 颜丹平2 段 蔚1,2 张 辉1,2

（1.北京永逸舒克防腐蚀技术有限公司 北京 100029; 2.北京市燃气集团有限责任公司 高压管网分公司 北京 100011）

结合北京燃气低压管网实际情况，提出了将引入管加装带法兰绝缘接头的绝缘改造方法，加工制作了带法兰绝缘接头，并在某小区进行了实际应用。

低压燃气管网 绝缘改造 阴极保护

0 引言

CJJ95-2003《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》规定新建的高压、次高压、公称直径大于或等于100mm的中压管道和公称直径大于或等于200mm的低压管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统[1]。由于阴极保护增大了管线建设成本，致使大部分在役低压管道公称直径均小于200mm，且无阴极保护。近年来，据北京燃气抢修数据统计，未施加阴极保护的低压管线发生腐蚀漏气事故的比例占整个管网腐蚀漏气事故的70%以上，成为了管网腐蚀漏气的重灾区。CJJ95-2013《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》规定新建管道应采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统，仅有防腐层保护的在役管道宜追加阴极保护系统[2]。

若需对在役燃气管线追加阴极保护，首先必须对燃气引入管进行绝缘改造。而在役燃气引入管多采用直接焊接、法兰连接或者螺纹连接，埋地燃气管道和户内管道电导通，限制了对低压燃气管网追加阴极保护措施。

1 燃气引入管的连接方式

燃气管道连接方式一般有焊接、螺纹连接和法兰连接。管道公称直径大于DN50或使用压力大于10KPa的燃气管道宜采用焊接连接；当设计无明确规定时，管道公称直径小于或等于DN50的燃气管道宜采用螺纹连接；阀门、仪器仪表等连接一般采用法兰连接。

1.1 焊接

焊接是将管段连接处和焊条进行加热，使焊接金属处于融化状态，待冷却后两段被焊管段连接成一整段管道。焊接具有焊口强度高、工艺简单、长久耐用、严密性好等特点，管段之间可直接焊接，无需其他管件，管路美观，使用可靠，成本较低，无需维修。焊接是管道连接方法中应用最为广泛的方法之一，主要包括手工电弧焊、氩弧焊和氧/乙炔气焊等。

1.2 螺纹连接

螺纹连接又称丝扣连接，是将管段连接处外部加工出外螺纹，螺纹应光滑端正，无斜丝、断丝、破丝或乱丝等现象，再在外螺纹上安装带内螺纹的管件（如三通、弯头、阀件等），管道与管件连接时应同心，不应使用管接头进行强力对口，同时采用聚四氟乙烯作为密封材料，不得将密封材料挤入连接管内，通过管件把两根管段连接起来，形成一条完整的管路。

1.3 法兰连接

法兰连接主要由法兰、垫片与螺栓螺母组成，通过拧紧法兰之间的连接螺栓，压迫法兰中间的垫片，使其能产生足够的弹塑性变形，将两个法兰压紧面间达到密封效果。法兰连接具有拆卸安装方便、接合强度高、严密性好等特点，主要用于连接管道与管件及附属设备（如阀门、波形伸缩节、调压器等）。在法兰连接时应注意法兰中心与管道同轴，管道与法兰端面应平行，不得用螺栓强力对口，螺栓规格统一，螺孔应一一对正，紧固力度均匀对称，螺栓上应涂抹机油或黄油防锈蚀。

2 燃气引入管绝缘改造方法

由于焊接、螺纹连接和法兰连接的引入管把埋地管道与户内管道形成了一个整体，均不具有绝缘功能，不能在原有管道上进行绝缘改造，必须将原引入管废除，加装带有绝缘接头或绝缘法兰的引入管[3]。

2.1 绝缘法兰

绝缘法兰是对同时具有埋地钢质管道要求的密封性能和电化学保护工程所要求的电绝缘性能的管道法兰的统称。它包括一对刚法兰、两法兰间的绝缘密封件、法兰紧固件和紧固件绝缘零件以及与两片法兰已分别相焊的一对钢质短管。若加装绝缘法兰，则需在绝缘法兰两侧加装避雷器或等电位连接器等避雷装置，由于雷电的不可预见性，经常使得避雷装置损坏，而引入管一般裸露在空气中，其绝缘垫片容易老化，需定期检查和更换，且绝缘法兰存在因装配受力不均或运输损坏而造成法兰漏电或漏气等问题。

2.2 绝缘接头

绝缘接头是同时具有埋地钢质管道要求的密封性能、强度性能和电防腐蚀所要求的绝缘性能的管道接头的统称。它包含组合件、绝缘板、填料、密封环、短管等。绝缘接头是绝缘法兰的升级换代产品，是埋地钢质管道阴极保护系统中不可缺少的重要管件。20世纪90年代，开始使用绝缘接头代替绝缘法兰，绝缘接头具有强度高、整体性好、绝缘性能优、现场安装简便等特点，广泛应用于城镇燃气管网。

3 带法兰绝缘接头试制

引入管连接埋地管道和户内管道，一般从地上引入，距地面800mm处穿墙进入户内。在引入管上安装有截止阀，方便户内在燃气改造或者发生燃气泄露时能将气源切断。若对引入管进行绝缘改造，引入管下方的地下管线多涉及到开挖赔偿等问题，所以只能在引入管露出地面处实施。而引入管露出地面的长度为800mm左右，其中截止阀长度为300mm，而允许安装绝缘接头的长度只有不到500mm，

若在安装现场将绝缘接头焊接在入户管上，则焊接热量会导致接头内的绝缘垫片受热变形。基于截止阀为法兰连接，设计带法兰的绝缘接头，在接头加工车间里用水浴焊接，能快速消除焊接热量，避免焊接法兰盘过程中致使绝缘垫片受热变形，而带法兰的绝缘接头方便现场安装，达到能在有限长度的引入管上进行绝缘改造的目的[4]。

采用北京永逸舒克防腐蚀技术有限公司生产的ZHJ整体型绝缘接头，试制了两个DN80/1.6MPa带法兰绝缘接头，并对该接头进行型式试验，检测结果如下。

由表1中检测数据可知，该带法兰绝缘接头符合北京燃气检验标准。

4 绝缘改造技术实际应用

北京燃气某小区低压管线，管线管径为DN50-DN200，总长度10076m，外防腐层为塑化沥青，启用年限9年，未施加阴极保护。2009～2014年发生腐蚀漏气事故8起，2014年对管道进行外腐蚀检测发现管道涂层平均绝缘面电阻率为2484Ω•m2，共检测出26处涂层破损点，平均每公里2.6个，管壁均有不同程度减薄迹象，亟需给管道追加阴极保护。

表1 DN80/1.6MPa带法兰绝缘接头检测数据

据调查发现，由于小区早期由不同施工单位分期施工，小区引入管共73处，其中焊接23处、螺纹连接24处和法兰连接26处。依据现场需要改造的引入管状况，选择相应规格尺寸的带法兰绝缘接头和短接管。按照带气切接线的要求准备相应的设备、人员、作业方案和应急预案，首先预制带法兰绝缘接头的引入管，将该新引入管连接埋地管道和户内管，再切除旧引入管，并封堵旧管线接口，最后，对新接的引入管进行气密性试验、打压试验和置换放散。图1为该小区引入管改造后现场照片。

图1 引入管绝缘改造现场照片

对该小区追加阴极保护后，用电位差法测试绝缘接头前后的电位（相对于Cu/CuSO4），获得的数据如图2所示，由此证明，该阴极保护系统末端电位良好，绝缘接头绝缘效果较好，为在役燃气引入管绝缘改造起到了示范效应。

图2 引入管绝缘接头前后电位

5 结论

（1）结合在役燃气引入管现场实际情况，将ZHJ整体式绝缘接头加工成带法兰绝缘接头，通过型式试验证明该接头完全符合北京燃气企业标准，为后期的绝缘改造提供了技术支持；

（2）基于在役燃气低压管网引入口无绝缘装置，无法直接追加阴极保护，首次提出利用带法兰绝缘接头改造低压燃气引入管，该绝缘改造技术操作简单，经济可行，免后期维护，使得低压燃气管网绝缘改造成为了可能，为在役燃气低压管网追加阴极保护奠定了基础；

（3）通过现场实际应用证明，利用带法兰绝缘接头绝缘改造引入管技术，改造后的低压燃气管网绝缘效果良好，为在役燃气引入管绝缘改造起到了示范效应。

[1]CJJ95-2003.城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程.

[2] CJJ95-2013.城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程.

[3]韩永清, 崔连明. 燃气管道入户处的绝缘作法[J]．煤气与热力，2000，20（2）:139-141.

[4]王宏伟, 孙锐, 毛亮, 张颖博. 燃气引入管的敷设与应力分析[J]．煤气与热力，2005，25（8）:49-53.

表4 不同存放的容器试验数据

4 结果与讨论

（1）环境温度设置在（20-24）℃，标定EDTA标准溶液的重复性临界极差符合国标规定值，以消除环境温度的影响；

（2）将配置金属指示剂溶液中加入三乙醇胺试剂，滴定终点判断敏锐。减少金属指示剂的误差影响；

（3）将EDTA标准溶液放置塑料容器中的浓度稳定性更好，减少玻璃容器的误差影响；

（4)通过对影响EDTA标准溶液标定因素有效控制，提高标定结果的准确性。

参考文献

[1] 刘珍. 化验员读本（上册）[M] .北京:化学工业出版社，2004 :225， 234

[2]国家质量监督检验检疫总局. JJG 196-2006，常用玻璃量器检定规程[s] .北京:中国计量出版社，2007.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫局. GB/T 601-2002，化学试剂 滴定分析（容量分析）用标准溶液的制备[s] .北京:中国标准出版社，2002

The Method and Application of Insulation Reconstruction for low Pressure Gas Pipe Network in Service

YIN Zhi-biao1,2CHU Da-jun1,2YAN Dan-ping2DUAN Wei1,2ZHANG Hui1,2
(1.Beijing Yong Yi Shu Ke Corrosion-resistant Technology Co., Ltd. Beijing 100029, China; 2. Beijing Gas Group High Pressure Pipe Branch Company, Beijing 100011, China)

Based on the actual situationofow-pressure gas pipeline in Beijing Gas, it' s proposed a kind of method that the insulation joint with flange is installed on introduction pipe, the insulating joints with fangeis manufactured and applicated in a district.

low pressure gas pipe; insulation transformation; cathodic protection

TB304

A

10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2016.11.010.04

尹志彪（1987-），男，湖南桃江人，硕士，工程师，主要研究天然气管网腐蚀控制。