城市燃氣管網安全性檢測與評價（二）
發布時間：2010-01-14 共1頁
3．2 土壤環境的腐蝕性
對二高壓線開挖5個探坑后測量土壤電阻率、土壤pH值、土壤含水率、土壤含鹽量、氧化還原電位、直流雜散電流等參數的結果，并依據cJJ95—2003(J273-2003)標準，對各參數進行了評價 5(受城市的客觀原因限制不能得到某些數據及其評價結果)。從表4可以看出，土壤電阻率的評價等級為較弱或中等，pH值的評價等級為較弱，含水率的差異比較大，分別為弱或強，含鹽量為弱或較弱等級，氧化還原電位為較弱或較強等級，直流雜散電流的評價等級為較弱。一般來說，在相同的條件下，土壤電阻率、直流雜散電流、氧化還原電位、土壤含水率對土壤的腐蝕性起主導作用，面土壤的含鹽量、pH值對土壤的腐蝕性相對影響較小。在評價過程中，優先考慮決定性因素。綜合表4的評價結果，圖1示出了二高壓線中所開挖5個坑土壤腐蝕性的評價結果。此地區土壤基本屬于中等腐蝕性土壤，但應考慮土壤含水率和微生物腐蝕對管道的影響。
3．3 管體的腐蝕狀況與評價
3．3．1 按照管道壁厚的安全評價
開挖探抗后，去除管體的防腐層，管體表面并沒觀察到明顯的腐蝕坑。表5給出了001和003號坑對應管頂、管底及“4”、“8”點鐘的位置測量管線的剩余壁厚的結果。從表5可以看出，管線的壁厚存在一定的不均勻性，其中003號坑最大壁厚與最小壁厚的差值接近平均壁厚的20％。然面管體外表面沒有觀察到明顯的點蝕存在，這表明管道內壁可能存在腐蝕。這是由于管道服役時間長，有運行腐蝕性較強的煤氣的服役記錄。管體腐蝕相對深度可以由式(1)來計算：
A= d/t*100％(1)
式中：A為管體腐蝕相對深度；d為管體腐蝕深度(最大壁厚一最小壁厚)；t為管體原始壁厚。
5個坑的管體腐蝕相對深度，其數值在6％ ～16％范圍內，根據標準Y／T6151—1995可知。幾處管道發生腐蝕的程度并不嚴重。能夠維持正常運行 6。但從管壁的厚度來看，根據GB50251-2003部分輸氣管道最小壁厚的規定值，003號探坑管道剩余的最小壁厚小于國標規定的最小壁厚，不符合最小壁厚要求，其他管段剩余壁厚符合國標要求，可以安全運行。
3．3．2 按照管道承壓能力計算安全評價結果
由于檢測過程中沒有發現明顯的蝕坑、腐蝕裂紋的存在，管道的設計壓力計算公式可以根據式(2)來計算，在評價中可以將其計算結果看作管道的最大安全操作壓力。其計算公式為
P=σsFt／D (2)
式中：P為設計壓力，MPa；F為安全運行系數，具體數值見表8； 為管道材料的最小屈服強度，MPa；D為管道外徑，mm；t為管道設計壁厚，mm．
列出了城市管道系統常用輸氣管道材料的最小屈服強度。在不清楚管道所用鋼號的情況下，為保守起見，取最小的屈服強度計算，此處將管道的設計壁厚也取為測量最小壁厚值。另外考慮到城市人口密集，取地區類型為四類，則安全系數F取0.4。
對于二高壓線的DN500管道，為了計算管道所能承受的最大安全操作壓力，取最小壁厚計算(003坑)，其參數取值為t=5．4 mm；F=0．4：D =500 mm；σs=206 MPa，根據式(2)計算出該管道可用的最大安全操作壓力為1．78 MPa，遠遠大于高壓管線目前的最高運行壓力0．8 MPa，可以得出管道承受內壓是安全的。
綜合以上的安全評價可以得出以下結果：二高壓地區的高壓管道，部分管體已遭到破壞，003號探坑處已經不符合強度安全要求，建議盡快更換。其他探坑處的管道在現在的服役條件下，剩余壁厚仍然可以提供足夠的強度，但是管體已經發生腐蝕，建議加強檢測或施加陰極保護。
4．結束語
(1)二高壓線所處地段未加陰極保護，直流雜散電流干擾程度中等；大部分地方土壤含水量偏高。土壤呈弱堿性，存在細菌腐蝕，土壤腐蝕綜合評價腐蝕性中等。
(2)管線防腐層老化嚴重，厚度較薄且有破損點，保護性能比較差，但尚可使用。
(3)管體中可能發生內腐蝕，尤其是003號探坑處的管道腐蝕較為嚴重，剩余壁厚低于國標要求；剩余壁厚不足，建議在該坑附近加密探坑，確定腐蝕嚴重管段長度后，進行更換管道或加固維修。其他管道的管體強度和剩余壁厚兩個方面都符合國標要求，可以繼續使用。考慮到防腐層整體性能不好，且土壤含水率偏高，存在微生物腐蝕，建議施加陰極保護，或加強對管道的定期檢查和打孔檢測。
（安全工程師）
對二高壓線開挖5個探坑后測量土壤電阻率、土壤pH值、土壤含水率、土壤含鹽量、氧化還原電位、直流雜散電流等參數的結果，并依據cJJ95—2003(J273-2003)標準，對各參數進行了評價 5(受城市的客觀原因限制不能得到某些數據及其評價結果)。從表4可以看出，土壤電阻率的評價等級為較弱或中等，pH值的評價等級為較弱，含水率的差異比較大，分別為弱或強，含鹽量為弱或較弱等級，氧化還原電位為較弱或較強等級，直流雜散電流的評價等級為較弱。一般來說，在相同的條件下，土壤電阻率、直流雜散電流、氧化還原電位、土壤含水率對土壤的腐蝕性起主導作用，面土壤的含鹽量、pH值對土壤的腐蝕性相對影響較小。在評價過程中，優先考慮決定性因素。綜合表4的評價結果，圖1示出了二高壓線中所開挖5個坑土壤腐蝕性的評價結果。此地區土壤基本屬于中等腐蝕性土壤，但應考慮土壤含水率和微生物腐蝕對管道的影響。
3．3 管體的腐蝕狀況與評價
3．3．1 按照管道壁厚的安全評價
開挖探抗后，去除管體的防腐層，管體表面并沒觀察到明顯的腐蝕坑。表5給出了001和003號坑對應管頂、管底及“4”、“8”點鐘的位置測量管線的剩余壁厚的結果。從表5可以看出，管線的壁厚存在一定的不均勻性，其中003號坑最大壁厚與最小壁厚的差值接近平均壁厚的20％。然面管體外表面沒有觀察到明顯的點蝕存在，這表明管道內壁可能存在腐蝕。這是由于管道服役時間長，有運行腐蝕性較強的煤氣的服役記錄。管體腐蝕相對深度可以由式(1)來計算：
A= d/t*100％(1)
式中：A為管體腐蝕相對深度；d為管體腐蝕深度(最大壁厚一最小壁厚)；t為管體原始壁厚。
5個坑的管體腐蝕相對深度，其數值在6％ ～16％范圍內，根據標準Y／T6151—1995可知。幾處管道發生腐蝕的程度并不嚴重。能夠維持正常運行 6。但從管壁的厚度來看，根據GB50251-2003部分輸氣管道最小壁厚的規定值，003號探坑管道剩余的最小壁厚小于國標規定的最小壁厚，不符合最小壁厚要求，其他管段剩余壁厚符合國標要求，可以安全運行。
3．3．2 按照管道承壓能力計算安全評價結果
由于檢測過程中沒有發現明顯的蝕坑、腐蝕裂紋的存在，管道的設計壓力計算公式可以根據式(2)來計算，在評價中可以將其計算結果看作管道的最大安全操作壓力。其計算公式為
P=σsFt／D (2)
式中：P為設計壓力，MPa；F為安全運行系數，具體數值見表8； 為管道材料的最小屈服強度，MPa；D為管道外徑，mm；t為管道設計壁厚，mm．
列出了城市管道系統常用輸氣管道材料的最小屈服強度。在不清楚管道所用鋼號的情況下，為保守起見，取最小的屈服強度計算，此處將管道的設計壁厚也取為測量最小壁厚值。另外考慮到城市人口密集，取地區類型為四類，則安全系數F取0.4。
對于二高壓線的DN500管道，為了計算管道所能承受的最大安全操作壓力，取最小壁厚計算(003坑)，其參數取值為t=5．4 mm；F=0．4：D =500 mm；σs=206 MPa，根據式(2)計算出該管道可用的最大安全操作壓力為1．78 MPa，遠遠大于高壓管線目前的最高運行壓力0．8 MPa，可以得出管道承受內壓是安全的。
綜合以上的安全評價可以得出以下結果：二高壓地區的高壓管道，部分管體已遭到破壞，003號探坑處已經不符合強度安全要求，建議盡快更換。其他探坑處的管道在現在的服役條件下，剩余壁厚仍然可以提供足夠的強度，但是管體已經發生腐蝕，建議加強檢測或施加陰極保護。
4．結束語
(1)二高壓線所處地段未加陰極保護，直流雜散電流干擾程度中等；大部分地方土壤含水量偏高。土壤呈弱堿性，存在細菌腐蝕，土壤腐蝕綜合評價腐蝕性中等。
(2)管線防腐層老化嚴重，厚度較薄且有破損點，保護性能比較差，但尚可使用。
(3)管體中可能發生內腐蝕，尤其是003號探坑處的管道腐蝕較為嚴重，剩余壁厚低于國標要求；剩余壁厚不足，建議在該坑附近加密探坑，確定腐蝕嚴重管段長度后，進行更換管道或加固維修。其他管道的管體強度和剩余壁厚兩個方面都符合國標要求，可以繼續使用。考慮到防腐層整體性能不好，且土壤含水率偏高，存在微生物腐蝕，建議施加陰極保護，或加強對管道的定期檢查和打孔檢測。
（安全工程師）
