埋地燃气管网安全管理和腐蚀控制技术

埋地燃气管网安全管理和腐蚀控制技术设计1、埋地钢质燃气管道防腐系统；2、埋地钢质燃气管道必须设计安装阴极保护系统（市内埋地燃气管道宜采用牺牲阳极阴极保护系统，长输燃气管道采用牺牲阳极阴极保护或外加电流阴极保护均可）；3、阴极保护系统设计时，必须对管道通过区域土壤腐蚀性进行检测与调查（即土壤电阻率，自然腐蚀电位、氧化还原电位，土壤酸碱性、土壤类型、杂散电流）。设计4、阴极保护工程设计与安装应该由具有专业设计安装资质的公司，需报集团公司安全技术部审核批准；5、埋地PE燃气管道，必须设计安装示踪线（PE燃气管道的示踪线以1.5——2.5mm2的多股铜芯塑料绝缘层导线为宜（单芯线也可以），示踪线横截面不得低于1.5mm2

）。

1、埋地钢质管道回填土后路面恢复前，要请与建设单位无关的专业检测人员对管道存在的防腐层完整性、阴极保护系统保护状况、防腐层总体施工质量进行检测与评价，并出具检测报告，无检测合格报告，工程不能结算；2、埋地PE管道覆土后要对“示踪线”导通情况进行检测验收；3、发现有防腐层缺陷点、阴极保护不合格等，不符合规范要求的问题立即通知施工单位进行维修整改，整改完成后再复测，直至合格为止。新建设管道检测管理制度1、新建埋地燃气管道建设完成后1——2年内，要请专业检测技术人员对管道进行全面系统的检测与评价，查找管道与土壤环境不适应形成的防腐层缺陷，评价阴极保护系统是否达到了规范要求等，确保管道防腐系统完好。检测方面要求（1）检测埋地管道防腐层质量，是否存在缺陷点（2）检测阴极保护系统保护效果（3）检测管道埋深是否符合规范要求投入运行后管道检测管理制度投入运行后管道检测管理制度2、定期对管网的运行安全状况进行检测与评估，根据佛山集团公司燃气管网特点检测内容要求如下：（1）定期探测与调查燃气管道周围运行环境是否满足输气管道安全管理规范要求；（2）检测与评价埋地输气管道防腐层绝缘质量状况，根据检测结果对防腐层质量分级；（3）探测管道外防腐层是否存在的缺陷点，发现防腐层存在缺陷点时及时采取措施，确保防腐系统的完整性；（4）检测与评价燃气管网阴极保护状况，牺牲阳极运行消耗情况等；（5）检测管网中是否存在杂散电流腐蚀干扰情况。（6）根据各种检测结果，对管道的状况进行安全评估。投入运行后管道检测周期1、新建成的埋地燃气管道，投产运行1年——2年内完成管网全线首次防腐系统普查检测与评价；2、新建管道运行第5年全线普查一次，10年内阴极保护运行正常再完成一次普查，否则应该增加普查次数；3、运行超过10年的埋地燃气管道，每3年普查一次；4、特殊情况下，由主管部门确定普查。5、重点调查应每1-2年一次，但有交、直流干扰段和重要位置应每年进行一次调查、调整、评定管道的腐蚀性和安全性。6、管道的阴极保护系统，阴极保护电位每年做一次系统检测与保护状况评价。地表参比测量法地表参比测量法可以测量管道的自然电位、牺牲阳极开路电位和牺牲阳极闭路电位（埋地管道的保护电位），是最常用的检测方法（接线方法见下图）。地下燃气管道阴极保护电位检测1.地下燃气管道阴极保护系统，每年进行一次系统检测，评价管网的保护效果和牺牲阳极消耗情况。2.检测人员正在做管道保护电位数据采集。五、埋地钢质燃气管道杂散

电流干扰检测

直流杂散电流腐蚀是危害地下钢质管道燃气安全的一大问题，特别是没有安装牺牲阳极保护的管网，入户的钢质管道没有与地下钢质管道实施绝缘隔离（即没有安装绝缘法兰），居民家庭用电设施产生的杂散电流就会流入燃气管道，这种情况下，有些钢质管道往往安装一年不到就发生腐蚀穿孔泄漏事故，特别是近年来城市地铁系统越来越多，因此检测管网中的杂散电流是非常必要的。管道直流杂散电流检测管道直流杂散电流检测检测与评价管网的杂散电流，通常的检测项目有管道对地电位、管道中杂散电流强度、土壤杂散电流电位梯度三个项目。常用的检测仪器是英国雷迪公司生产的杂散电流检测系统（SCM），这种仪器能够连续长时间检测记录管道的电位和管道中的杂散电流强度，可在被检测管道上同时布设多台仪器进行检测，施加检测信号识别系统，方便查找杂散电流来源。管道杂散电流影响实例

佛山市禅城区一条埋地主干燃气管道，有约9公里位于地铁线路上方与地铁并行，其中绿景苑居民小区位于广佛地铁线路的一侧，与地铁运行线路垂直距离约100米左右，距离地铁整流汇流站（魁奇路地铁站）约五、六百米，小区面积约0.1平方公里左右（见位置示意图1）。绿景苑居民小区的供气管网为钢质燃气管道，安装有牺牲阳极阴保系统，总长度约5公里左右，到2012年通气运行时间约15年，未发生过任何腐蚀漏气问题。干扰时间出现在每日5:00点——24:00点地铁运行期间；地铁停运期间每日0:00点——5:00点之间，各检测点管道的电位比较稳定无波动，电位检测数据均在-0.95V——-1.41V之间杂散电流排流治理前后管道电位数据对比地铁运行期间绿景苑小区监测点管道电位分析对比表编号楼栋地址排流前管道电位（V）排流后管道电位（V）备注28002绿景苑一区16号-0.20—-2.1-1.53—-1.32电位有波动28006绿景苑二区25号-0.20—-2.1-1.50—-1.34电位有波动28010绿景苑一区10号-0.20—-3.3-1.42电位稳定28011绿景苑一区12号0.05—-2.5-1.52—-1.37电位有波动28013绿景苑四区10号0.00—-2.5-1.48电位稳定28015绿景苑一区7号-0.20—-3.5-1.47电位稳定28016绿景苑四区8号-0.60—-2.0-1.46电位稳定28017绿景苑二区24号-0.69—-2.9-1.46—-1.23电位有波动28022绿景苑一区9号-0.90—-2.1-1.37电位稳定28024绿景苑一区17号-0.90—-2.7-1.32电位稳定杂散电流干扰影响强度通过分析十年管道电位检测数据，在没有地铁杂散电流干扰情况下，燃气管网阴极保护电位每年平均升高约0.01V左右。受地铁杂散电流影响约1年时间，管网阴极保护电位每年平均升高0.11V,是原来正常年升高量的十多倍，说明杂散电流危害很严重，埋地燃气管网安装的牺牲阳极年损耗量也快很多。杂散电流对埋地PE管网户内管道引入钢质管道这段也有影响，杂散电流来源有居民用电设施、雷击等，这部分管道腐蚀穿孔的也很多，管理中应该引起重视。五、埋地燃气管道腐蚀风险评估埋地燃气管道运行腐蚀风险评估表管道名称防腐层缺陷防腐层质量（Ω·Ｍ2）土壤腐蚀性阴极保护管道运行年限杂散电流风险值降低风险措施缺陷类别风险值A质量等级风险值B腐蚀强度风险值C保护电位值（-V）风险值D埋地时间（年）风险值E电流强度（mv/m）风险值F

R（风险值）＜3030—6060—150150—500

＞500危险程度3年内无腐蚀穿孔1年内无腐蚀穿孔1年内可能有腐蚀穿孔1年腐蚀穿孔

随时腐蚀穿孔降低风险措施按规范正常管理，无需开挖定期监控定期监控、选择性维修1年内开挖维修立即开挖维修六、安全管理与检测应用效果佛山燃气集团股份从2001年开始对所有埋地钢质燃气管网防腐系统的完整性，按计划进行周期性系统检测，发现安全隐患问题及时维修整改。到目前已经过去10多年，整个集团约有埋地燃气管网（总长度超1200多公里），未发生过腐蚀穿孔泄漏问题。此前在2000年，有个别区域的埋地钢质燃气管道发现有腐蚀穿孔漏气现象（1993年铺设的管道且安装有阴极保护系统但阴极保护电位不达标），经系统整改后，到目前为止该区和其它区域未发生任何腐蚀漏气问题。目前全部管网阴极保护电位达标率100%。

六、安全管理与检测应用效果新建埋地燃气管网的防腐质量和资料的准确度也得到了显著提高，埋地PE燃气管道示踪线，全部导通合格，能够对管道起到示踪作用；通气运行的燃气管网受外界施工破坏导致漏气事故的发生，也明显的减少，目前平均每两年不超过一宗。通过多年来的检测实践证明，制订的检测方法和安全管理制度并认真执行，能够确保燃气管网长期安全运行。七、结论

城市地下燃气管网安全管理，确保管网的长期安全运行，制订周密的管理制度，辅以科学的检测方法必不可少的。地下管道防腐检测与管道位置探测是一项要求技术性高，检测工作经验丰富、涉及知识面广的技术工作，因此燃气企业需要培养专门的检测技术人员，并对检测人员经常进行技术更新培训，提高检测人员的技术水平。无检测技术人员的企业应把地下管网检测工作委托给检测经验丰富和检测技术好的专业检测公司去完成，与其建立长期的合作关系遇到需要能够随时派人检测。这样可以确保检测内容全面准确可靠。八、埋地PE燃气管道位置

探测方法与原理简介

近年来，在城市埋地管网建设中，由于PE材质的管道施工方便，小管道成本低（＜D300），不腐蚀等特点，被广泛地运用于城市地下管线的建设工程之中，尤其是给水、煤气和排水更是大量地采用PE塑料管道。PE塑料管道虽然有很多优点，一旦埋入地下后再应用非开挖方法探测查找其位置和埋深，非常困难。目前，应用探地雷达仪器与技术，是探测埋地PE管线常用的物探方法之一,也是最有效的方法。非金属管线探测方法原理简介常用仪器RIS-K2雷达MALA雷达雷达显示屏探地雷达系统的主要仪器设备部件是：主机发射天线频率有200MHz，250MHz400MHz，600MHz，900MHz.二、仪器设备构成主机（控制单元）200、600MHz天线

900MHz天线

探地雷达以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波(几MHz-几GHz)，当其遇到不均匀体(界面)时会反射部分电磁波，其反射系数由介质的相对介电常数决定，通过对雷达主机所接收的反射信号进行处理和图像解译，达到识别隐蔽目标物的目的。三、雷达探测仪器原理双曲线数据采集管线“抛物线”形成原理雷达图地下管线异常在雷达图像上的典型异常是一条双曲线同相轴，可根据这一特征来判定管线位置和深度。管顶深度h的计算公式是:H=VT/2(1)其中V为波速，T为电磁波在介质中的双程走时。

V=C/ε1/2

（2）公式中,ε是介电常数,c是电磁波在真空中的波速。反射系数R与周围介质介电常数ε1、管线或管线内介质介电常数ε2有关：R=(ε11/2-ε21/2)/=(ε11/2+ε21/2)（3）在任何的情况下，R的大小位于±1中。透射系数等于1-R，反射能量等于R2。目标管线反射系数|R|≧0.1，是满足探地雷达探测的必要物性前提条件。

雷达探测仪器原理探测图像与分析单埋地PE管道雷达探测埋地PE管道雷达探测结果图双埋地PE管道雷达探测雷达天线频率对探测灵敏度的影响不同管径PE管线现场图从左到右，管径分别是DN90、DN40、DN63，每2根管线的间隔是30cm，呈品字形分布，DN40（h=25cm）位于上方，DN90（h=35cm）、DN63（h=35cm）分别在左、右下方。

900MHz天线

600MHz天线200MHz天线（可分辨出三个管、勉强分辨出三个管、没有结果）

雷达天线频率对探测灵敏度的影响示意图900MHz:管线异常特征明显，有多次反射波；600MHz可勉强分别出左右两条管线的异常，但无法辨认中间的PE空管，而且0.5m处初次反射波不明显；200MHz:无法分辨这三条管线的反射波。另外图像的分辨率还与反射体的性质有关,其水平和垂直分辨率与公式(4)、(5)、(6)不完全相同。雷达天线频率越高分辨率越好，获得的灵敏度高，但探测深度越浅，适合于埋深浅（小于1米、最适合0.6米以内）的小管道探测。雷达天线频率越低分辨率越差，获得的灵敏度差，但探测深度越深，适合于埋深大（1米——3米、D150以上管径，最适合0.6米以内）的大管道探测。影响雷达探测PE管道灵敏度与准确度因素埋地土壤含水率高，检测灵敏度低，特别是对探测深度影响最大。埋地土壤疏松，检测灵敏度低，小管道难分辨。同样地质条件下，同种PE管道，如果管内充满水（或液体），比空管道（或有气体）获得的探测灵敏度要高很多。硬化路面介质比土壤介质，检测灵敏度高。大管径的管道(DE90以上），检测灵敏度和准确高。DE90以上管道埋深在1.5米左右时90%以上可以准确探测到。小管径的管道(DE90以下），检测灵敏度和准确低。DE90以下管道埋深在0.8米左右时，使用高频率天线，80%以上可以准确探测到。探测人员的技术水平、工作经验、雷达图像分析水平等，人员因素也是影响检测