魏東

（上海派普諾管道檢測科技發(fā)展有限公司，上海 201800）

在用的城市埋地PE 燃?xì)夤艿朗呛袎毫Φ墓艿?，即為特種設(shè)備，需要定期進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)論決定使用情況，對(duì)檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題及處理結(jié)果給出下次的定期檢驗(yàn)日期。依據(jù)定期檢驗(yàn)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)埋地PE 燃?xì)夤艿肋M(jìn)行全面檢驗(yàn)，對(duì)受檢管道進(jìn)行資料審查和現(xiàn)場調(diào)查后采用合適的全面檢驗(yàn)方法，有效的對(duì)PE 燃?xì)夤艿肋M(jìn)行定位、熔接接頭的無損檢測、PE 管道的性能試驗(yàn)等。從而進(jìn)行隱患排查及時(shí)處理，保障PE 燃?xì)夤艿赖陌踩\(yùn)行。

1 PE 燃?xì)夤艿廊鏅z驗(yàn)綜述

1.1 漏點(diǎn)排查困難

城市埋地PE 燃?xì)夤艿酪话阌蒔E 管材、管件、閥門及附件組成。對(duì)埋地PE 管道進(jìn)行地面泄漏檢查時(shí)，由于燃?xì)獗旧碣|(zhì)量較輕，從漏點(diǎn)處噴出后會(huì)向上升起、竄出地面。但也會(huì)從管道回填土壤相對(duì)較疏松的縫隙中亂竄，有一定概率會(huì)流動(dòng)到附近的燃?xì)忾y井、地下存在的建筑物、地溝、綠化帶等。所以當(dāng)檢測出氣體泄漏時(shí)，較難準(zhǔn)確判斷泄漏點(diǎn)。

1.2 定位探測困難

對(duì)埋地PE 燃?xì)夤艿肋M(jìn)行管道位置與走向、埋深定位時(shí)，常見有使用電磁法接入示蹤線進(jìn)行定位，但由于示蹤線經(jīng)第三方施工、開挖檢測造成未有效電氣連接或部分管道埋地敷設(shè)時(shí)未設(shè)置示蹤線，對(duì)管道定位造成困難。使用弱磁感應(yīng)法、探地雷達(dá)法對(duì)無示蹤線埋地PE 燃?xì)夤艿肋M(jìn)行定位時(shí)，由于城市內(nèi)地下管網(wǎng)較復(fù)雜，受檢管道規(guī)格及埋深多樣化，污水管道內(nèi)沼氣干擾、通訊電纜磁場干擾、管道上方地面環(huán)境復(fù)雜等，同樣對(duì)管道定位造成困難。

1.3 失效機(jī)理不明

PE 燃?xì)夤艿离m然有不錯(cuò)的柔韌性、可焊接性和耐腐蝕性等性能，但是也會(huì)隨著溫度的變化而改變性能。市政熱力管道和PE 燃?xì)夤艿赖膬艟嗖粦?yīng)小于表1、表2 的規(guī)定。當(dāng)PE 管道與陽光中的紫外線接觸時(shí)，會(huì)對(duì)PE 管道產(chǎn)生氧化作用，造成老化現(xiàn)象。對(duì)于采用有合格出廠的質(zhì)量證明的PE 管件、閥門、管材及附屬設(shè)備，遇到不正確的操作施工、不完善的運(yùn)行保養(yǎng)、復(fù)雜的管道敷設(shè)環(huán)境等，也會(huì)造成失效。

表1 PE 燃?xì)夤艿琅c熱力管道之間的水平凈距

表2 PE 燃?xì)夤艿琅c熱力管道之間的垂直凈距

2 采取的技術(shù)措施

2.1 管道探測定位

采用弱磁感應(yīng)法通過使用非金屬埋地管道探測儀對(duì)管道位置與走向、埋深進(jìn)行檢驗(yàn)。弱磁感應(yīng)法技術(shù)原理：PE 燃?xì)夤艿乐械募淄?，其氫原子核中的質(zhì)子由于本身在不停的自旋，且?guī)в姓姾?，故產(chǎn)生微弱的磁性，采用弱磁感應(yīng)探測儀將這種微弱的磁性放大，使用者再通過兩只手持金屬天線的手柄，進(jìn)行單方向的移動(dòng)產(chǎn)生靜電，與大地磁場產(chǎn)生相互作用，金屬桿隨之?dāng)[動(dòng)，以此確定管道位置及走向。

2.2 泄漏檢查

采用氣體檢測儀對(duì)閥井內(nèi)進(jìn)行泄漏檢查。針對(duì)燃?xì)夤艿?、被土掩埋的閥井、熔接接口（含鋼塑轉(zhuǎn)換接口）的泄漏，在大致確定可能會(huì)發(fā)生泄漏的范圍內(nèi)進(jìn)行地面上的泄漏檢測和地面多次鉆孔泄漏檢測，對(duì)泄漏點(diǎn)周圍存在的其他井進(jìn)行氣體分析，觀察附近土壤地表面有無異樣，必要時(shí)進(jìn)行開挖驗(yàn)證，以此確定漏氣點(diǎn)。如表3 所示。

表3 泄漏檢測方法

2.3 PE 燃?xì)夤艿篮附咏宇^無損檢測

2.3.1 常見焊接接頭的種類

PE 管件在與閥門、管材相連接時(shí)常采用電熔或熱熔的焊接方式，鋼質(zhì)管道與PE 管道相連接時(shí)常采用法蘭連接和鋼塑轉(zhuǎn)換接頭連接方式。

2.3.2 常見焊接接頭缺陷類型

電熔接頭的缺陷一般有過焊、冷焊、夾雜、孔洞、管材承插不到位、電阻絲錯(cuò)位。進(jìn)行電熔接頭的宏觀檢查時(shí)，應(yīng)觀察外觀是否完整無缺、有無變形、熔接表面有無熔融物流出、承插口是否與管材同軸。

熱熔接頭的缺陷一般有裂紋、未熔合、夾雜、孔洞等。進(jìn)行熱熔接頭的宏觀檢查時(shí)，應(yīng)觀察熱熔接頭的外觀形狀是否符合要求、卷邊的中心高度K 值＞0 還是≤0、錯(cuò)邊量是否大于管道壁厚的10%、卷邊的寬度是否過寬和過窄、卷邊切除后背完試驗(yàn)是否開裂。圖1 為卷邊的中心高度K 值，圖2 為背彎試驗(yàn)開裂。

圖1 卷邊的中心高度K 值

圖2 背完試驗(yàn)開裂

2.3.3 焊接接頭相控陣檢測

使用超聲相控陣檢測電熔接頭時(shí)，觀察超聲圖像內(nèi)特征線、電阻絲、管材內(nèi)壁信號(hào)呈現(xiàn)的狀況進(jìn)行無損檢測。使用超聲相控陣檢測熱熔接頭時(shí)，觀察超聲圖像內(nèi)外表面信號(hào)呈現(xiàn)的狀況進(jìn)行無損檢測。

2.4 PE 燃?xì)夤芗昂附咏宇^理化性能檢測

對(duì)PE 管道性能進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，包含耐慢速裂紋裂紋增長、靜液壓強(qiáng)度、斷裂伸長率、氧化誘導(dǎo)時(shí)間，其中氧化誘導(dǎo)需要從管道外表面取樣，后三項(xiàng)需要截取合適長度的管道本體?，F(xiàn)場檢測一般很難取到合適長度的管道本體，主要以氧化誘導(dǎo)試驗(yàn)為主，根據(jù)差示掃描量熱議（DSC）儀器試驗(yàn)后顯示的氧化誘導(dǎo)時(shí)間曲線圖計(jì)算出氧化誘導(dǎo)時(shí)間是否大于20 分鐘，以此判斷管道是否存在老化現(xiàn)象。圖3 為氧化誘導(dǎo)時(shí)間曲線圖。

圖3 氧化誘導(dǎo)時(shí)間曲線圖

2.5 PE 燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

參照DB31/T 1162-2019《燃?xì)饩垡蚁┕艿蓝ㄆ跈z驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》中半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法對(duì)PE 燃?xì)夤艿肋M(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。首先對(duì)受檢管道的區(qū)段進(jìn)行劃分，然后對(duì)每一區(qū)段失效后果C、失效可能性S 進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)分，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算公式計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)值R，埋地PE 燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分按風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)等級(jí)進(jìn)行，風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)等級(jí)劃分按GB/T27512-2014《埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法》的規(guī)定評(píng)估PE 燃?xì)夤艿澜^對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)（低風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)、較高險(xiǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)）。

3 工程實(shí)踐

3.1 項(xiàng)目概述

2020 年在上海市張江片區(qū)進(jìn)行了上海燃?xì)馄謻|銷售有限公司中壓埋地PE 燃?xì)夤艿廊鏅z驗(yàn)項(xiàng)目，受檢PE 管道長度約46 公里，設(shè)計(jì)壓力為0.4Mpa，運(yùn)行壓力0.1Mpa，管道規(guī)格為DN250/200/160/110（SDR11），管道材質(zhì)為PE80。管道投用時(shí)間為2003 年至2012 年，管道一般在非機(jī)動(dòng)車道、綠化帶下。受檢管道為首次全面檢驗(yàn)，管道沿線無地面標(biāo)識(shí)，示蹤系統(tǒng)未進(jìn)行有效電氣連接。

3.2 檢驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用

采用上述檢驗(yàn)檢測方法，已完成該項(xiàng)目內(nèi)管道全線的走向及位置、埋深檢測，對(duì)管道的沿線地表環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，對(duì)受檢管道的地面標(biāo)志進(jìn)行檢查，對(duì)全線找到的閥門井進(jìn)行了泄漏檢測及閥井井蓋、鋼質(zhì)燃?xì)忾y門、法蘭、補(bǔ)償器完好性進(jìn)行了檢查。對(duì)選取合適的開挖點(diǎn)進(jìn)行了開挖檢測，包括管體狀況檢驗(yàn)、焊縫無損檢測、管道性能試驗(yàn)，對(duì)管道全線進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

具體：采用弱磁感應(yīng)法定位管道時(shí)，先對(duì)管道的位置進(jìn)行初步判斷，也可通過閥門井位置確定管道檢測時(shí)起點(diǎn)位置。打開非金屬埋地管道探測儀，兩只手持金屬天線的手柄垂直于管道方向行走探測，當(dāng)兩個(gè)金屬天線產(chǎn)生反應(yīng)并改變方向到交叉平行的狀態(tài)時(shí)，金屬天線的下面就是管道的位置，此時(shí)再通過原地踏步至天線恢復(fù)到張開狀態(tài)，記錄原地踏步的次數(shù)。以此方法定位管道直通、三通、彎頭及埋深檢測。采用氣體檢測儀和肥皂水噴涂進(jìn)行閥門井內(nèi)漏點(diǎn)排查，通過儀器初步檢測出氣體泄漏量、氣體組成成分，再對(duì)采用鋼質(zhì)閥門、法蘭、補(bǔ)償器、管道進(jìn)行肥皂水噴涂，產(chǎn)生氣泡處即為泄漏點(diǎn)。根據(jù)超聲波原理使用超聲相控陣對(duì)電熔接頭、熱熔接頭分別進(jìn)行了無損檢測。先使用探頭通過相控陣對(duì)含有金屬絲電熔套筒上方及熱熔接頭旁發(fā)射超聲波，再通過探頭接收反射波，最后在相控陣上顯示器上呈現(xiàn)具體參數(shù)及圖像，進(jìn)行缺陷判定。對(duì)管道外表面通過專用刮刀進(jìn)行定量取樣，進(jìn)行氧化誘導(dǎo)時(shí)間性能試驗(yàn)。通過資料審查、現(xiàn)場檢驗(yàn)收集到的數(shù)據(jù)對(duì)管道全線進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)確定，分別對(duì)管道失效后果、失效可能性進(jìn)行評(píng)分。

3.3 檢驗(yàn)結(jié)果分析

檢測過程中發(fā)現(xiàn)7 處閥門井存在泄漏，并已進(jìn)行修復(fù)。泄漏原因?yàn)榉派㈤y法蘭松動(dòng)、注油閥絲口有破損。對(duì)于可能存在泄漏的PE 管道焊接接頭或管道本體泄漏的問題，除了開挖驗(yàn)證或鉆孔測漏外暫時(shí)還沒有能準(zhǔn)確確認(rèn)位置的檢測手段。

檢測過程中發(fā)現(xiàn)1 處構(gòu)筑物占?jí)汗艿馈? 處管道裸漏，并給與移除構(gòu)筑物及對(duì)露管處進(jìn)行整改的建議。管道使用時(shí)間較長，管道無地面標(biāo)識(shí)，存在建筑物或構(gòu)筑物占?jí)汗艿垃F(xiàn)象比較常見。露管處為閥門末端，位于綠化帶，露管原因可能為第三方施工動(dòng)土活動(dòng)、土壤存在松動(dòng)及滑坡造成。

管道性能試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)1 處坑內(nèi)管道存在老化現(xiàn)象。原因可能為管道使用壽命較長、管道出廠時(shí)存在缺陷、管道敷設(shè)時(shí)施工過程中未做好保護(hù)措施。

本次選取9 處進(jìn)行開挖檢測，未發(fā)現(xiàn)明顯焊接接頭及管道本體缺陷，城市內(nèi)開挖選點(diǎn)較為困難，受檢管道多數(shù)位于交通比較繁忙路段。

4 結(jié)論

本文基于城市埋地PE 燃?xì)夤艿廊鏅z驗(yàn)過程中遇到的管道探測定位、漏點(diǎn)排查、失效機(jī)理等問題，根據(jù)現(xiàn)有全面檢驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程展開分析，采取上述的技術(shù)措施，解決遇到的技術(shù)難點(diǎn)，完成全面檢驗(yàn)的要求，準(zhǔn)確、有效的檢測出發(fā)現(xiàn)的隱患，并給與客觀、合理的建議及解決辦法，方便于日后對(duì)城市埋地PE 燃?xì)夤艿罊z驗(yàn)檢測的相關(guān)工作。近年來，隨著燃?xì)馐鹿拾l(fā)生造成的損失，人們開始重視燃?xì)夤艿赖臋z驗(yàn)檢測工作，PE 燃?xì)夤艿缽V泛運(yùn)用到城市建設(shè)中，如何更好的安全運(yùn)行，顯得尤為重要。