聚乙烯埋地燃气管道示踪线安装与检验

曹福想 郭少宏 黄良发

（广东省特种设备检测研究院佛山检测院 佛山 528000)

近年来，聚乙烯管道由于柔韧性好、耐腐蚀、易焊接、施工方便、质轻价廉、使用寿命长等优点，在城镇燃气管网建设中被广泛应用。但其最大的弱点是材质强度低、易被破坏，尤其是在一些第三方施工作业过程中，聚乙烯管道相较于钢管更易遭受破坏导致燃气泄漏或爆炸事故的发生。作为一种非金属材料，聚乙烯材料既不导电也不导磁的特性使得埋地聚乙烯管道的定位探测最直接有效的方法还是借助随管敷设的金属示踪线传输信号进行燃气管道的探测、追踪及定位，但是一旦示踪线失效，则只能考虑其他的检测方法。因此对于设计使用年限为50年的埋地聚乙烯燃气管道来说，如何规范示踪线的安装和检测检验才能保证其长期有效性就显得非常重要。本文通过梳理我国标准规范对于聚乙烯埋地燃气管道示踪线安装和检验的相关规定，论述了加强聚乙烯埋地管道示踪线检验检测的必要性，并对燃气管道施工时示踪线安装存在的常见问题进行了总结，提出了加强示踪线安装质量的措施，同时建议在聚乙烯燃气管道安装监检时增加示踪线的检验项目，尤其是增加示踪线的可探性检测项目，从而在源头上保证示踪线的安装敷设质量和长期有效性。

1 我国标准规范对于示踪线安装和检验的相关规定

目前聚乙烯埋地燃气管道安装监检的依据主要有TSG D7006—2020《压力管道监督检验规则》（以下简称《管道监检规》）、GB／T 38942—2020《压力管道规范 公用管道》、T／CASEI 009—2022《压力管道施工监督检验实施导则——公用管道》、GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》（2020年版）、GB 55009—2021《燃气工程项目规范》、CJJ 63—2018《聚乙烯燃气管道工程技术标准》、CJJ 33—2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》等，通过对上述标准规范进行梳理和比较，可以看到标准规范中对聚乙烯埋地燃气管道示踪线安装和检验的要求越来越明确和具体。

1.1 《管道监检规》对聚乙烯埋地燃气管道施工监检的相关规定

2020年9月1日实施的《管道监检规》中对聚乙烯埋地燃气管道施工监检的相关规定较少，仅在附件C公用管道施工监督检验专项要求中的C2.4.1材料验收和C2.7焊接2个条款对聚乙烯管道施工监检有相关规定[1]，但对随管敷设的示踪线装置的检验没有明确规定。

2022年5月16日实施的团体标准T／CASEI 009—2022亦没有对聚乙烯埋地管道的示踪线的安装和检验提出要求。

1.2 行业标准关于聚乙烯管道示踪线安装的相关规定

GB 50028—2006只在6.3.1条提出中压和低压燃气管道宜采用符合国家标准GB 15558.1和GB 15558.2的聚乙烯管，该规范未对PE管道须敷设示踪线提出要求。

CJJ 63—95《聚乙烯燃气管道工程技术规程》是国内最早对聚乙烯燃气管道示踪线提出要求的行业标准，其在5.2.4条中规定聚乙烯燃气管道敷设时，宜随管走向埋设金属示综线，但该标准没有强制要求必须埋设。CJJ 33—2005中7.2.9条则对示踪线的安装提出具体要求，不但要求聚乙烯燃气管道敷设时应在管顶同时随管道走向敷设示踪线，还同时要求示踪线接头应具有良好的导电性[2]。在该标准颁布后聚乙烯燃气管道示踪线的安装才有了明确的依据。所以在1995—2005年间安装的聚乙烯埋地燃气管道工程存在很多未敷设示踪线的燃气管道，也导致后期的聚乙烯管道探测定位存在较大困难。

CJJ 63—2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》则对示踪线的施工和验收提出了更具体的规定，其6.2.6条规定聚乙烯管道敷设时，除要求随管走向埋设金属示踪线、警示带或其他标识外，还对示踪线安装提出更高要求，增加了示踪线的有效电气连接和设置信号源井的要求。其7.5.2条还要求工程竣工资料中增加示踪线（带）导电性检查记录。

CJJ 63—2018对聚乙烯管道示踪线的敷设要求更具有可执行性。其4.1.3条不但要求聚乙烯燃气管道应沿管道走向设置有效的示踪、警示装置，还要求地面标志的设置应符合现行行业标准CJJ／T 153—2010《城镇燃气标志标准》的有关规定。6.1.6条还对水平定向钻法和插入管法敷设时进行规定，当采用水平定向钻法敷设时宜将示踪线牢固绑在管道上一起敷设，可不敷设警示带；当采用插入管法敷设时可不敷设警示带和示踪线，但应采用地面标志等方法进行标识。6.3.4条则对示踪线的检测和信号源井的设置提出更明确的要求：示踪线应在聚乙烯管道的正上方敷设并应有良好的导电性和有效的电气连接；示踪线上应设置信号源井（该条标准释义：示踪线上的信号源井可以利用邻近聚乙烯管道的燃气阀井做信号源井。示踪线不但要求导电性还必须进行导通性试验，防止施工过程中被拉断）。7.5.2条还对聚乙烯燃气工程的竣工验收资料增加示踪线竣工验收检查记录[3]。

从上述行业标准的修订更新中可以看出，示踪线在聚乙烯埋地燃气管道安装工程中的重要性不断提升，加强示踪线安装质量的验收和检测也越来越有必要。但遗憾的是，目前聚乙烯燃气管道的示踪线安装质量验收和检验并没有具体的相关技术规范或行业标准。

2 燃气管道施工时示踪线安装存在的常见问题

在安装聚乙烯埋地燃气管道示踪线时，为保证以后能准确检测管道位置和埋深，CJJ 63—2018中6.3.4条要求，对于新装的示踪线验收时不仅要进行导电性试验，还需进行导通和可探性检测，并设置足够的信号源井，只有这样才能保证其起到长期有效的示踪作用。但在聚乙烯燃气管道安装工程中却发现示踪线安装时存在较多问题，主要有以下几个方面。

2.1 聚乙烯管道监督检验工艺中示踪线检验项目缺失

由于《管道监检规》并没有涉及示踪线的检验工艺，体系文件《公用管道安装监督检验工艺》和《工业管道安装监督检验工艺》监检重点也主要侧重于聚乙烯管道本身的安装质量，并未涉及管道示踪线的检验，未对示踪线的敷设质量进行竣工资料审查和现场安装质量监督，也未进行导通可探性检测，使得该项成为一个遗漏的项目，未能体现示踪线装置的完整性和有效性检验。

2.2 示踪线安装技术要求不统一

由于目前聚乙烯燃气管道示踪线的安装和检验并没有相关的技术规范或行业标准规定，各地对示踪线的材料选择和安装技术要求均有所不同，这也导致安装的示踪线的有效性存在较大差别。目前常用的示踪线包括示踪带、铜芯电缆示踪线、铜包钢示踪线等，这些示踪线的导电性、接头稳定性、抗拉性、抗老化性、经济性指标各不相同，示踪线接头的连接要求亦不一样。有的示踪线接头采用缠绕法连接后外用电工绝缘胶布缠紧，有的使用专用接头连接器，接头的抗拉性和防腐效果有很大差异。

2.3 示踪线信号源井设置不足

从CJJ 63—2008标准开始规定敷设示踪线的聚乙烯管道应设置信号源井，现场检测时，通过信号源井内的示踪线端头施加外加电流信号，通过电磁感应原理根据示踪线中施加电流产生的电磁场来探测管道的具体位置及埋深[4]（如图1所示）。但标准并未规定信号源井的设置要求，实际工程设计时以设置足够的信号源井为原则，一般不超过500 m设置1个信号源井，也可利用邻近聚乙烯管道的燃气阀井或凝水井做信号源井，若500 m内没有阀井或其他可以检测示踪线的位置时，应单独设置示踪线信号源井。但在埋地管道实际检测时，经常会发现信号源井数量设置不足，导致无法找到示踪线端头或示踪线加载电流信号传输距离不够，致使主动源直连法探测管位的效果不佳甚至无法采用。

图1 示踪线主动源直连法探测管位示意图

2.4 管道竣工验收时未进行示踪线的可探性检测

新装聚乙烯管道在整体耐压试验完成，管沟回填后，规范要求须进行示踪线的导电性试验和导通可探性验收，但目前大部分的示踪线安装工程只进行了导电性检测，示踪线联网后并未进行可探性检测和竣工验收检查，这也导致很多示踪线在后期的检测或维护中并不能起到真正有效的示踪作用。

2.5 示踪线安装质量不良

由于在聚乙烯管道示踪线施工过程中无法进行有效的监控，部分现场施工人员对示踪线的重要性认知不足，在施工过程中未严格按照施工要求而随意敷设示踪线，有些示踪线接头未连接好或未做好接头处的防腐处理，有些示踪线在敷设过程中就已被拉断，或者后期被破坏拉断，导致示踪线无效[5]。聚乙烯管道维护或检测定位时经常会发现，随管敷设的示踪线不具有导电性，或虽具有导电性但却不具有可探性，无法用主动源法探测管位。常见的示踪线安装质量问题有以下几种：

1）工程施工不规范造成示踪线未能有效连接，示踪线本身不合格或导线存在断点，导致断点后面的示踪线无电信号通过，极个别施工单位偷工减料，没有埋设示踪线或埋设不完整，导致示踪线导电性检测不合格；有些工程采用的金属示踪线过细，导电截面积不够，信号传输电阻大，信号衰减大，造成探测距离短。

2）主管或分支管末端示踪线未采取良好接地措施（通常需剥掉示踪线末端绝缘层50 cm后再掩埋），这样就会使该段管示踪线和大地之间的回路电阻过大，大于其他回路电阻，该回路没有电流或分流的电流值非常小，从而无检测信号，导致该部分管道无法探测和定位[6]。

3）示踪线首端和末端未引出接头，或接头被剪断掩埋无法找到露地端点（用于直接加信号端点），无法施加电流信号，造成无法实施探测。

4）示踪线接头或分支点连接未使用专用接头器，或虽使用了专用接头器但接头未牢固连接，或接头处未做好防腐绝缘导致示踪线在较短时间内腐蚀断线，导致安装的示踪线失效。

3 燃气管道施工中加强示踪线安装质量的措施

3.1 资料审查

在聚乙烯埋地燃气管道施工监检中，除了常规的受检单位资质、设计文件、施工组织设计、材料、阀门、管口加工、焊接、无损检测、穿跨越工程、安全附件、耐压试验、泄漏性试验、干燥与置换等常规的监检项目外，还需增加审查示踪线相关的设计和竣工验收文件，包括示踪线材料的选择、示踪线的敷设要求、信号源井的设置数量及位置、示踪线的导通性检测和可探性检测报告等，以便在现场检验时对上述内容进行确认和验证。

3.2 示踪线的材料选择

示踪线不仅要有良好的导电性能，还要有一定的耐腐性和抗拉强度。虽然从探测理论上讲示踪线只要电阻足够小，通过300 mA电流即可，但抗拉强度仍是要考虑的一个重要因素，否则在管道回填或地面不均匀沉降时容易被拉断而失效。目前示踪线的材料除了常规的铜芯电缆线外，在市政燃气管线施工中也开始推广应用铜包钢示踪线，非开挖施工中部分已采用铜合钢复合示踪线，实际施工中应根据设计要求选择合适的示踪线。

3.3 示踪线信号源井的设置

从CJJ 63—2008标准开始就规定敷设示踪线的聚乙烯管应设置信号源井，现场检测时，通过信号源井内的示踪线探测聚乙烯管道的管位及埋深，但标准并未规定信号源井设置要求和数量。

实际上为加强信号的传递，聚乙烯管道沿线必须设置足够的信号源井，也可利用邻近聚乙烯管道的阀井或凝水井做信号源井，示踪线在井内应预留出至少1 m的接头，以备今后探测施加信号所用。工程设计时一般不超过500 m设置1个信号源井，当管线长度超过1 km且中间无阀门井、引入管等设施供预留示踪线接头时，宜每千米一处引出示踪线并单独设置信号源井。若分支管长于20 m，在分支管末端可设置信号源井，预计短期内会接驳的也可做示踪桩。信号源井位置应在竣工图上标出，以方便以后查阅。

3.4 管道示踪线有效性检验

聚乙烯管道敷设完成后，在回填之前应对示踪线的完整性和有效性进行专项竣工验收，主要包含示踪线外观检查、接头严密性检查、整体导通性试验和可探性检测等项目。外观检查要求示踪线在管道正上方且已固定、无打结、外PVC绝缘层无破损，接头结合严密，无松脱、无金属线裸露等情况；导通性试验则需通过检测电流或电阻值确定，一般无断路、电流／电阻值无异常为合格[7]；管道安装工程完成后，还应使用管道探测仪对敷设示踪线进行可探性检验，对示踪线无法导通的管段，应立即找到断点并进行修复或重新敷设直至合格。

3.5 建议聚乙烯燃气管道安装监检增加示踪线检验项目

针对《管道监检规》和体系文件《公用管道安装监督检验工艺》中关于管道示踪线的检验项目和检验工艺的缺失，通过编制基于聚乙烯埋地燃气管道示踪线有效性的安装检验新工艺，并制定团体标准“聚乙烯埋地燃气管道示踪线安装及验收检测技术规范”，同时建议在聚乙烯埋地燃气管道安装监检时增加示踪线的示踪线装置的完整性和有效性检验，这对于规范和指导检验人员对埋地聚乙烯燃气管道安装监检中示踪线项目的检验具有指导意义。

4 结论

1）本文通过论述聚乙烯埋地燃气管道示踪线检验检测的必要性，总结了聚乙烯埋地管道示踪线的安装规范和探测要求，希望在聚乙烯燃气管道施工阶段加强示踪线的安装质量，从而在源头上保证示踪线的安装敷设质量和长期有效性。

2）建议在聚乙烯燃气管道安装监检时增加示踪线的检验项目，尤其是增加示踪线的可探性检测项目，以有效确保示踪线的安装质量，降低管道后期的维护成本，减少燃气事故的发生，这对于促进燃气管网的安全运行具有重要意义。