城市PE燃气管道综合检测技术探讨

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随着社会的发展，天然气作为一种清洁能源，已逐渐取代天然气和煤炭，在城市中得到了广泛的应用。近年来，聚乙烯（PE）管道作为输送天然气的工具，因其稳定性高、耐磨、耐腐蚀、使用寿命长等优点，越来越受到各大天然气公司的青睐。与金属管相比，PE管的耐压性和耐高温性也较差。作为易燃易爆介质，确保管道的安全运行尤为重要。近年来，国家颁布了一系列城市燃气管道综合检测的法规和标准。以下是对城市PE燃气管道的综合检测分析，为燃气管道的安全运行提供参考。

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城镇聚乙烯气体检测综述

目前，PE管道在城市燃气管 中应用广泛，但仍存在设计偏差、施工不规范、管道数据丢失、第三方施工损坏、自然灾害等一系列风险。根据《中华人民共和国特种设备安全法》，在役压力超过0.1MPa的PE燃气管道需要进行全面检查。本检验规则可按tsgd7004-2010《压力管道定期检验规则-公用管道》执行，综合检验可按上海地方标准db31/t1162-2019《天然气聚乙烯管道定期检验技术规则》执行。

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PE输气管道全面检查的难点

由于PE管的特点，除了检查中遇到的一般困难外，PE管还有一些独特的技术困难：

一

管道埋深定位检测困难

根据《聚乙烯燃气管道工程技术标准》（cjj63-2018），管道敷设时，管道伴热系统应随管道敷设。由于部分地区地下水位较低，管道周围黄沙挤压造成管道系统偏差，或施工不规范，伴热系统无效，部分管道地面标志不完整，管道缺少相关数据，管道位置和埋深检测困难。

二

很难确定泄漏点

目前，PE管道的泄漏检测主要集中在阀门、管道沿线、钢塑转换部位和一些辅助设施上。然而，气体具有流动性，管道本身和焊接接口位置的泄漏可能沿着松散土壤位置扩散到沟槽、地窖或其他建筑物，因此很难确定管道的泄漏位置。

三

焊接质量难以控制

PE管易受天气、现场环境、人员操作等因素影响，在焊接过程中，焊接界面易出现夹渣、冷焊、过焊等缺陷。现场验收以宏观检查为主，内部缺陷容易被忽视。随着管道的使用或压力的升高，缺陷点成为管道泄漏的风险点，在现场检查中难以识别。

四

故障机理难以确定

虽然PE管有许多优点，但它对管道质量控制有很高的要求。其耐有机溶剂性差。如果有机溶剂渗入其中，很容易发生溶胀，从而降低其物理性能；耐压、耐高温性能差，受冲击易开裂；长时间暴露在空气中的管道容易被氧化和粉末化。即使使用完全合格的材料，在运输、安装和后期管理过程中也很难保证达到预期的使用效果，这也给管道在检验过程中的评价带来了一些困难。

一

数据审查

受检管道原始资料审查内容主要包括：规章制度、安全操作规程、操作人员持证上岗、安全宣传等安全管理资料；管道设计单位、压力、温度、设计图纸等设计资料；竣工 告、气密性试验、质量证明书、焊接记录、安装监督检查 告、验收 告、竣工图等竣工验收资料；管道运行记录、巡线检查记录、维护改造数据、安全装置校验记录等运行数据，以及运行周期内以往的检查 告。

二

风险预评估

根据收集的管道基础数据、施工数据、管理数据、环境数据、运行数据和以往的检测 告，按照《天然气聚乙烯管道定期检测技术规程》对检测管道进行分类、汇总和风险预评估。

三

宏观检查和铺设环境调查

主要对沿线管道进行位置、方向、深度检查、地面标志检查、阀井等附属设施泄漏检查、管道周围占压物检查、管道伴热系统检查、穿越及穿越检查、钻孔泄漏检查。铺设环境调查主要包括管道周围的压力占用情况、是否有第三方施工、管道、生物侵蚀和可能造成灾害的不良地质条件。

四

开挖检查

根据规定，管道开挖检测需选择可能的风险部位，一般为0.3处/公里。开挖检测主要包括三个部分：管道铺设质量检测、管道状态检测和管道性能测试。敷设质量检查包括管道埋深检查、伴热系统及警示带敷设质量检查、管道基础质量检查。检测深度应符合cjj63-2018《聚乙烯燃气管道工程技术标准》的相关规定。管体状态检查包括管道表面质量检查、接头宏观检查、法兰接头检查、钢塑转换接头检查和熔合接头相控阵超声波检查。管道性能试验包括管道材料抗氧化能力试验和管道材料力学性能试验。

五

管道测试和风险再评估

根据现场检查结果和甲方发现问题的整改情况，重新评估管道的安全状况。主要从数据审查、宏观检查、直接检查、管道本质安全、运行参数评分和安全管理六个方面对管道的失效可能性进行评分。从介质可燃性、介质反应性、管道压力、最大泄漏量、介质扩散、风速、人口密度、沿线环境（财产密度）、泄漏原因、抢修时间、供应中断影响范围、用户对管道输送介质的依赖性等12个方面对管道的失效后果进行评分。本评定标准参照上海市地方标准db31/t1162-2019《聚乙烯燃气管道定期检验技术规程》。

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采取的技术措施

一

管轨道定位技术

根据管道敷设的特点，当有示踪线且连接良好时，应采用PCM或rd8000检测示踪线。当无迹线或迹线连接不良时，应使用IDS雷达和by-ykrl2017-b1系列管道检测器进行检测。

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使用PCM或rd8000进行迹线检测

检测原理：当向示踪线施加电流时，将在示踪线周围产生磁场。如果是交流电，就会产生交变磁场。当交变磁力线切割线圈时，线圈将产生感应电信号，

该系统由专用信号发射器和便携式接收器组成。变送器向伴热带施加一个特殊的交流电信号，接收器通过感应线圈或高灵敏度磁强计检测该特殊信号电流在伴热带上的强度和方向，从而进行管道定位。接收器中有两个水平放置的线圈。按下管道正上方的“深度”按钮。接收器的内置系统通过两个水平线圈之间的信号差计算跟踪线的埋深。

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IDS雷达检测

探地雷达（GPR）利用高频电磁波（主频数十至数百MHz）在介质中电差异边界（电导率、介电常数等）的反射来探测目标。然后，根据周围的调查，确定哪个具体目标是管道信号。

一根天线用于发射高频电磁波，另一根天线用于接收地下介质界面（如非金属地下管道与土壤的界面）的反射波。当探地雷达天线在地表发射高频电磁波时，如果介质中有一定深度范围内的异常物体，并且异常物体与周围介质之间存在电差异，在介质中传播的电磁波遇到异常物体与周围介质之间的界面，电磁波被反射回表面，并被表面上的接收天线接收。根据接收到的反射信号的双向传播时间，通过对接收到的反射波的处理，可以确定异常物体的位置，从而达到探测地下非金属管道的目的。

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检测采用By-ykrl2017-b1系列管道检测器

现代科学技术研究表明，所有物质都具有磁性。在没有外部磁场的情况下，分子处于不规则状态，几乎没有磁性。By-ykrl2017-b1弱磁感应仪采用核磁共振原理。不同物质的核磁共振频率不同。根据被测物体的特性，选择相应的频率放大被测物体的弱磁场。在检测过程中，设备发出与气体匹配的频率信号。检测人员手持两根金属棒，在管道附近移动。在人体静电、地磁场和弱磁场的相互作用下，两根金属棒产生静电。当通过管道上方时，信号最强，两根金属棒闭合。该方法可以检测管道的位置和埋深。

二

泄漏检查

泄漏检查主要包括阀门、阀井、法兰、补偿器、调压器、熔合接头、钢塑接头的泄漏检查。应使用泄漏检测仪器。必要时，应对可能扩散气体的地下沟渠、检查井和地下构筑物进行检查。市场上常见的气体泄漏检测器有多种。常用的气体检漏仪可以有效检测泄漏气体中的甲烷浓度，如gs700气体检漏仪

泄漏检查还应结合数据点，重点选择用于钻孔泄漏检测的法兰、熔合接头和钢塑接头，调查沿线地表环境和地面泄漏检查情况

三

聚乙烯燃气管道焊接接头的无损检测

相控阵超声检测技术用于热熔和电熔接头检测是否存在夹杂物、气孔、冷焊、过焊、裂纹等影响接头性能的缺陷。常见的相控阵超声技术类似于医学上的“B超”。它将沿焊接方向扫描。上的压电芯片组将产生并发射超声波束，然后反射的超声波将由接收单元进行处理。最后，它将在屏幕上成像，可以识别和测量现有缺陷。

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电熔接头的相控阵超声检测

扫描后，聚焦于三行。一种是代表熔化区边界的特征线。将特征线与电阻丝的垂直距离与正常接头进行比较，以确定是否存在过焊或冷焊；其次，观察电阻丝排列是否整齐，上下偏差是否存在；第三，观察底部回波是否清晰、缺失。如果缺少局部底部回波，则可能存在气泡。如果底部回波不清晰，通常是由于管道和管件之间的间隙造成的。

聚乙烯电熔接头的常见缺陷有过焊、冷焊、孔洞、电阻丝错位等

热熔接头的相控阵超声检测

聚乙烯热熔接头的常见缺陷包括未熔合、冷焊、过焊、孔洞、夹杂物等

通过对焊接接头缺陷的检查，最终对缺陷进行评定。评级标准可参考db31/t1058-2017《聚乙烯（PE）管道气体焊接接头相控阵超声检测》的相关规定。

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测试结果和建议

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现场检查结束后，对检查数据进行汇总，对发现的问题进行整理并书面提交，并提出合理的整改建议。常见问题包括：技术档案不完整、缺失或明显错误；阀门井泄漏、被掩埋、井身损坏、井盖未专用于气体、阀门坏死、井内几乎无砂或无砂；管道无或无地面标志、地面标志偏差、无交叉标志、标识桩（标志牌）损坏等；有压力占用、管道、生物入侵、不良地质条件、第三方施工等；管道内无伴热线或伴热系统故障，无警示带或警示带偏差；焊接接头相控阵超声检测存在较大缺陷。

综合检查还应对检查中发现的问题提出合理化建议，如：建议对技术档案不全的管道进行改进或根据检查结果进行纠正；修复有缺陷的阀门井及其他辅助设施；增加地面标志和交叉标志；整改管道占压、管道外露问题；对接头进行相控阵超声波检查，发现缺陷大于二级，应清除缺陷，重新焊接或监测。建议在管道高风险地段加强日常巡线和应急救援队伍及设备的投入。