埋地钢质燃气管道全面检验的工程实践

李永祥黄奕昶

（上海卷烟厂）（上海市特种设备监督检验技术研究院）

埋地钢质燃气管道全面检验的工程实践

李永祥*黄奕昶

（上海卷烟厂）（上海市特种设备监督检验技术研究院）

对城市埋地钢质燃气管道实施定期检验，既是国家法律、法规的要求，也是保证管道安全运行的必要且有效的手段。通过对某埋地钢质燃气管道全面检验的工作实践，介绍了实施检验的工作流程，分析了检验中发现的问题，并提出了针对性的建议。

埋地管道燃气管道全面检验腐蚀防护系统

管道输送被认为是与公路、铁路、水运、航运并列的五大输送行业之一[1]，这种输送方式越来越广泛应用于石化、冶金、制造、电力等工业领域的各个行业，以及上百万个企事业单位的燃气和供热系统中，管道运输在我国经济发展中已起到命脉作用[2-3]。城市埋地钢质燃气管道是城市建设的一项重要基础设施，但它也具有一定的危险性，甚至会导致次生灾害的发生。因此，对埋地钢质燃气管道进行全面检验，是一项确保其安全有效运行的重要工作。

1 方案制定

根据《压力管道定期检验规则——公用管道》（TSG D7004—2010）[4]的规范要求，制定与本次受检压力管道相适应的全面检验方案，检验流程如图1所示。

1.1 外部宏观检查

主要检查标志桩、测试桩、里程桩、标志牌（简称三桩一牌）以及锚固礅、围栏等外观完好情况、丢失情况等。

1.1.1 管道环境调查

主要调查管道沿线下列情况：

（1）管道是否存在覆土塌陷、裸露、施工开挖、滑坡、下沉、人工取土等情况，是否存在搭建打谷场、蔬菜大棚、饲养场、温床等建（构）筑物等现象。

（2）管道防护带内地面的活跃程度情况（包括地面建设及管道周围铁路、公路情况等）调查，包括管道与其他建（构）筑物净距和占压状况。

（3）在管道安全防护带内有无种植果树（林）及其他根深作物、打桩、堆放大宗物质及其他影响管道巡线和管道维护的物体。

图1 埋地燃气管道检验流程

（4）管道与其他管道、通信电缆、高压电线的距离以及与公路、铁路的距离调查。

（5）在进行上述关于管道沿线环境调查的基础上，确认管道沿线的走向图。对所发现的占压、并行管线、动土现象等，在走向图中做出详细描述。

（6）若有架空部分的管道，其宏观检验参照《在用工业管道定期检验规程》执行。

1．1．2管道方位检测

通过非开挖手段对埋地管道位置与走向进行检测，主要检查管道位置、埋深和走向。

1．1．3跨越检查

跨越管道的检查可分为管道与钢结构的检查。（1）管道部分检查

管道部分检查主要内容：目测检查跨越段管道防护层是否完好。同时，对于跨越两端的出土与入土端的管道情况应进行管体腐蚀状况的宏观检查。

（2）钢结构

由于钢结构主要是简支梁跨越，因此，钢结构的检查以宏观检查为主。检查的内容主要是钢结构本身的锈蚀情况，可达部位的节点构造、变形与锈蚀情况，重要构件的变形情况，钢结构的垂直度与管道本身的水平度，以及支(墩)架、吊架、垫块、卡箍等构件的完好情况、腐蚀损坏及变形等。

1.2 腐蚀防护系统检测

1.2.1 管道腐蚀环境调查

管道腐蚀环境调查主要包括环境腐蚀性检测和大气腐蚀性调查。

环境腐蚀性检测主要包括土壤腐蚀性测试和杂散电流检测，乙方现场检验人员根据实际情况进行抽查。当地地貌环境和土壤无较大变化时，土壤腐蚀性数据将采用工程勘察或者上次全面检验报告的数据。对管道沿线中有轨道交通、并行电缆线以及其他易产生杂散电流的地方，进行杂散电流的抽样测试。

对可能存在大气腐蚀环境的跨越段与露管段，按照相应的国家标准进行大气腐蚀性调查。

1.2.2 外防护层状况检测

对埋地部分管道的防护层进行非开挖检测，主要检测方法有直流（交流）电位梯度法和直流电位（交流电流）衰减法。按照现场的实际敷设情况选择最合适的检测手段。本部分检测分为防护层整体状况检测评级以及防护层破损点检测两项。

根据NACE RP0502及SY/T 0087.1—2006所提原则划分出相应的检测段，然后进行相关不开挖检测，并以电流衰减率Y值（dB/m）、破损点分布密度对外防护层的整体性能进行评估。检测时，采用一定间距（局部管段加密）进行防护层电流衰减测试，防护层破损点采用ACVG方法进行检测。

1.3 阴极保护效果检测

对采用外加电流阴极保护或者牺牲阳极阴极保护的管道，采用相应的设备进行保护电位测试；对阴极保护效果较差的管道，如果条件具备，可采用密间隔电位测试技术进行检测。

1.4 开挖直接检验

根据上述非开挖的检测结果，进行后续的开挖直接检测。开挖直接检测主要包括开挖处的土壤腐蚀性检测、外防护层性能检查、管地电位测试、管体腐蚀状况检测以及无损检测等。

2 工程实践

2.1 外部宏观检查发现的问题

埋深不足或管道裸露在外（如图2所示），存在第三方破坏的安全隐患。2.2腐蚀防护系统检测发现的问题

图2 管道裸露位置

（1）地铁段管道存在较强的杂散（直流）电流干扰影响，管地正向偏移≥200 mV。杂散电流测试共抽检5条公路，共计8处。数据处理时，以管地电位为纵坐标，以时间为横坐标，绘制管地电位-时间分布曲线。管地电位-时间曲线详见图3。

图3 管地电位-时间的关系

（2）埋地管线经非开挖防护层检测后共发现250处防护层破损点。图4所示为开挖后的防护层破损点外观图，经现场检测人员测量，该防护层破损处长度约为45 cm。

2.3 阴极保护系统检测发现的问题

受检管道共有32个测试井。本次检验发现8处测试桩存在不同程度的损坏或失效（测试接线被盗或损坏等），已无法进行管地电位测试，另有较多的牺牲阳极测试桩被绿化或道路掩埋，详见图5。

2.4 开挖检验发现的问题

本次从250处外防护层信号异常点共选取了21处进行开挖直接检验，发现共有13处管道保护点位不符合国家标准要求。由于上述几处牺牲阳极刚刚失效，因此未在开挖处管道上发现可见的管道本体的腐蚀现象。

图4 外防护层破损点

图5 被损坏的测试井

3 分析和结论

从上述的全面检验结果来看，本次受检的埋地钢质燃气管道所存在的缺陷和安全隐患主要体现在以下几个方面：（1）部分埋地管道的敷设深度不满足现行的国家标准要求；（2）桥管防护层修补工艺不到位，导致原缺陷位置又发生防护层剥离；（3）受检管道的腐蚀防护系统的总体质量较差，部分位置存在较强的外部杂散电流干扰影响，将近四分之一的测试井存在不同程度的损坏或失效；另外经非开挖外防护层检测发现250处外防护层信号异常点，并且在后续21处开挖点中共发现13处管道保护点位不符合国家标准要求。对上述所发现的缺陷和安全隐患进行总结和剖析，我们对使用单位给出如下建议：

（1）制定并落实燃气管道全面检验和年度检查工作计划，依法依规进行压力管道使用登记工作；

（2）加强本单位巡检人员和年度检查人员的相关技术培训，落实巡检岗位责任制和奖惩机制；

（3）根据本单位的实际情况，制定合理的巡检规章制度，对检验中发现的隐患和缺陷位置进行重点监控和检查；

（4）每年至少进行1次牺牲阳极的测试，并记录相关测试数据，发现问题及时上报；

（5）定期进行阀门井和跨越管等相关设施的维护保养工作；

（6）定期对埋地燃气管道周边单位和居民进行燃气相关知识的宣讲，告知其如果发现异常情况应如何采取紧急措施、如何上报、上报哪些信息等。

随着城镇范围内地下燃气管道投入使用时间的不断增加，这些埋地钢质燃气管道所存在的安全隐患和本体缺陷的暴露每年也呈递增趋势。为了更好地保障埋地燃气管道的安全、更好地保障城镇范围内人民的生命和财产安全，各燃气管道管理单位应积极地贯彻和落实《中华人民共和国特种设备安全法》，制定适宜于本单位的燃气管道全面检验和年度检查计划，将埋地燃气管道的安全放在首位。

[1]王疆戈.世界油气管道现状[J].中国石化，2004(7)：18-19.

[2]李影，李国义，马文鑫.我国油气管道建设现状及发展趋势[J].中国西部科技，2009，8(14)：6-8.

[3]李世荣.我国油气管道现状与发展趋势[J].油气田地面工程，2006(6)：7-9.

[4]压力管道定期检验规则——公用管道[M].北京：新华出版社，2010.

低压合成氨自主技术步入国际先进行列

我国合成氨技术正向着国产化、大型化、低压化、洁净化、高效化方向调整，低压节能已经成为合成氨技术主流。目前大型低压氨合成装置有了新突破，国内自主设计的单套60万t/a氨合成示范装置在沧州正元、山东瑞星运行良好，预示着我国化肥生产技术开始步入国际先进行列。从引进国外大型合成氨技术及设备以来，低压的合成氨成套技术及设备一直被国外主宰。这一现象直至本世纪初才有所改观，在部分运用国外技术和设备基础上，国内进行了18万～30万t/a合成氨系统的国产化攻关。

据介绍，我国合成氨发展经历了从低压到中压再到高压的过程。最早开发的是12.5 MPa，接着是15 MPa、20 MPa，化四院最后做到32MPa。在学习国外氨合成先进技术的基础上，我国合成氨压力又从高压32 MPa开始往下降到25 MPa。国内不少科技单位研发创新了各种低压氨合成工艺技术，有一些大型装置下降到了22 MPa、20 MPa以下，有的大型装置甚至下降到了15 MPa以下。目前业内运行的15 MPa系统，有山东洪达15万t/a氨合成系统、新疆鸿基焦化12万t/a氨合成系统、四川金象化工24万t/a氨合成系统和安徽中能（临泉）30万t/a氨合成系统，低压化发展趋势明显。

在15 MPa的基础上，华鲁恒升与南京国昌共同研发了更为节能的11.5 MPa低压节能氨合成成套技术，并在华鲁恒升建设30万t/a生产装置。该装置通过了由中国石油和化学工业联合会组织的现场考核，各项经济技术指标均达到或优于设计指标。日平均产量在1000 t以上，在11.4 MPa低压下实现16.53%的氨净值，吨氨副产4.0 MPa过热蒸汽0.97 t，综合能耗低，吨氨的水、电、汽综合能耗为73.04 MJ。

据南京国昌公司介绍，与原来的低压合成工艺相比，这套系统采用三段全径向合成塔结构，并采用鱼鳞筒径向分布器、大型反应器小口径中心换热器套装结构和催化剂自卸等多项新技术，从而使氨合成塔具有低阻力、高净值、设备预套装、检修方便、内件可靠性高、催化剂全自卸等优越的性能。

结构更科学、压力更低、更为节能的国产化低压合成技术相继应用于30万～45万t/a合成氨装置，60万t/a以上的低压合成成套装置也已实现产业化。据悉，由南京聚拓化工科技有限公司自主研发的60万t/a低压氨合成工艺技术软件包产业化工程在山东瑞星集团润银生物化工股份有限公司成功投运，为我国合成氨工艺技术大型化、国产化开辟了一条新路径。这是国内首套完全自主知识产权技术的特大型合成氨项目，该项目按照系统基本无惰性气体工艺、合成氨产量90万t/a配套进行工程设计，日产合成氨超过2400 t。其中，由该公司自主研发、设计、制造的DN3200氨合成反应器、莲花状直连式余热回收器、组合式氨冷却器等关键设备，在一次性联动开车中运行平稳，工艺指标先进，比设计指标更为理想。该装置的运行标志着我国氨合成系统关键设备大型化技术获得重大突破。（禾火）

Engineering Practice of the Full Inspection of Civil Buried Steel Gas Pipeline

Li YongxiangHuang Yichang

According to the requirements of national laws and codes,the periodical inspection on the civil underground steel gas pipelines need to be implemented,and the inspection is a necessary and effective mean to ensure the safety of pipelines.Based on the full inspection of a buried steel gas pipeline,the working process of inspection was introduced,the problems of pipelines were analyzed and correlated suggestions were put forward.

Underground pipeline;Gas pipe;Full inspection;Corrosion;Protection system

TQ 055.8

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2017.02.014

2016-10-10）

*李永祥，男，1965年生，工程师。上海市，200082。