燃气管道气密性试验中的问题及对策

上海奉贤申龙燃气工程有限公司 陆桂君

0 前言

为确保城市燃气管网的安全运行《城市煤气、天然气管道工程技术规程》(DGJ 08—10—2004)中提高了管网严密性试验的要求(要求以不泄漏为合格，以前规程要求实际压降小于规定压降即为合格)，这对提高城市管网投入运行前的门槛，确保城市观网的安全运行都具有重大意义，但在规程实际使用中，由于对管道内介质温度的采集缺乏手段，采集到的温度数据失真，使管道验收存在误判和漏判的重大问题。能否改善和解决该问题对提高新规程的适应性，提高其权威性有重要作用。

1 问题及其表现特征

现行规程要求的“以不泄漏为合格”，具体判定方法使用《城镇燃气输配工程施工及验收规范》(CJJ 33—2005)气密性试验公式：

式中：Δp——修正压力降，Pa；

H1、H2——试验开始和结束时的压力计读数，Pa；

B1、B2——试验开始和结束时的气压计读数，Pa；

T1、T2——试验开始和结束时的管内介质温度，℃。

当Δp≯0时，即为合格。

该公式中的理论基础为理想气体定律：即存封闭条件下，一定量气体的温度、压力、体积3位参数符合pV/T为一定值。

1.1 问题表现

(1)管道验收中，管道内气体体积V为定值，即变量只有p、T两个。因此，可先假设管道气密性试验合格(即 Δp=0)。则有p1/T1=p2/T2，即有p1/T1-p2/T2=0，但我们在实际试验中发现，在管道气密性试验合格的情况下，绝大多数Δp计算值为负值，即我们所谓的压力升高。这说明我们对p、T的数据采集存在问题。

(2)对于p、T两数据，理论分析认为：气体中分子运动相当活跃，而压力就是单位时间内分子运动撞击所表现出来的物理特性。即在一段管网内，即使管道长度较大,但因分子运动的特性,其压力表现是相当一致的；另一方面，空气因其导热系数小，是良好的绝热层，其温度传递相当慢。

综上分析同时结合大量实际试验表明：p的数据采集较准确，而同样一段管网，因为我们采集数据的位置特征不一，温度T就有可能出现较大的误差造成截然不同的判断结果，即合格的变为不合格，不合格的变为合格，从而使我们的管网安全最重要检测手段之一气密性试验流于形式，甚至靠天吃饭(主要受T1、T2的差异影响)。管网验收时就曾出现初验不合格但未查出任何漏点，连续验收时又为合格的情况。

1.2 试验规律

经过我们在日常验收工作中的大量统计表明，气密性试验工作表现出如下明显特征：

(1)当开始验收时的外界温度T1，24 h后的外界温度为T2：

当T2>T1时，管道不合格的比率大幅上升。

当T2

(2)当埋地管道在整个验收管道中的比例较大时，管网的合格率大幅提高。

原因分析：假设一段设计压力为0.4 MPa管道内气体在标准状态下温度上升1℃，即大气压B及体积V一定，根据气密性试验公式可计算出其压降Δp′为2 kPa左右；而同样情况下，设计压力为5 kPa的低压管道压降为400 Pa左右。这样的压降足以影响判断结果，这就证明温度是管道压降的较敏感因素。

2 现行温度采集方法的优缺点分析

现奉贤燃气公司由于缺少相应的管道内测温装置，仍采用测量管道外温度的方式，其中埋地管道为测量近管道处地下温度。

优点：取样容易、经济，易于设置，保证管网设施施工的连续性。

缺点：温度数据采集失真，无法真实测定管道内气体温度，易受外界干扰，带来漏判的安全隐患和误判的不必要资源浪费。

面临的问题：气密性试验作为天然气管网施工质量的主要措施，寻找一种经济、简捷、有效的方法来解决该问题成为气密性试验的主要困难。

3 现阶段的改善措施

(1)由于埋地管道埋于地下，而土壤传递温度也较慢，所以管道温度相对较稳定而架空管道完全暴露于空气中温度易受外界影响，如果管网中的埋地与架空管道同时进行气密性试验，埋地部分与架空部分在不同位置所测温度势必会有较大误差，基于以上原因同一管网中埋地管道部分和架空管道部分须分别单独进行气密性试验。

(2)在雨雪天气下，空气及土壤水分不断蒸发吸热造成温度的不断变化，燃气管道势必受到影响(尤其是架空管道)，所以在雨雪天中不宜进行气密性试验。

(3)架空管道气密性试验中，如管道完全架设于室外，则温度计可放置于室外但须有相应的挡风装置；如管道架设于室内，则温度计应相应的放置于室内，避开室内温度较高热源及低温的冷热源。

(4)埋地管道气密性试验中，温度计应尽可能设置于接近管道埋深处并使其与外界空气隔绝避免受外界温度影响。

4 结语

以上措施虽不能从根本上解决燃气管道气密性试验中温度采集的问题，但从一定程度上降低了漏判和误判的概率，减少了不必要的资源消耗和安全隐患，对提高燃气公司的企业信誉度有较大的实际意义。