摘　要：提出燃氣管網(wǎng)潛能評估的概念，探討了燃氣管網(wǎng)潛能評估的必要性、理論、內(nèi)容、使用的儀器和依據(jù)的規(guī)范。

關(guān)鍵詞：燃氣管網(wǎng)??潛能評估??管體??防腐層??陰極保護??土壤腐蝕性

Abstract：The concept of gas pipe network potential evaluation is put forward．The necessity，theoty and content of gas pipe network potential evaluation，the used instruments and code are discussed．

Key words：gas pipe network；potential evaluation；pipe body；anticorrosive coating；cathodic protection；soil corrosivity

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中國經(jīng)濟快速發(fā)展對燃氣的需求量越來越大，多城市即將或已經(jīng)面臨現(xiàn)有燃氣設施輸氣能力無法滿足未來發(fā)展的問題。與此同時，越來越多的燃氣管道已經(jīng)或?qū)⒁_到設計使用年限，形成了日益增長的燃氣需求與管道將逐步達到設計使用年限的矛盾。

①運行壓力對輸氣能力的限制

根據(jù)《2010年中國能源發(fā)展報告》，預計未來10余年，中國天然氣需求將呈爆炸式增長，但在地下設施密布的城市里，通過尋找新的燃氣管道位置，敷大管徑、高壓力級制燃氣管道來提高管網(wǎng)輸氣能力是一件很難的事，而且可以預見會變得越來越艱難。因此，很有必要判斷對于符合一定條件的管道(如路由合理且低于設計壓力運行的管道)，能否在設計壓力范圍內(nèi)提升運行壓力，以及可以提升多少運行壓力來增加管道的輸送能力，即判斷燃氣管網(wǎng)輸氣的潛在能力是多大。

②管網(wǎng)逐步達到了設計使用年限

除了少數(shù)幾個建國前就存在燃氣管網(wǎng)的城市外，城市燃氣管網(wǎng)的建設基本與改革開放同步，建設于20世紀70年代末和80年代初。根據(jù)GB50494—2009《城鎮(zhèn)燃氣技術(shù)規(guī)范》，燃氣管道設計使用年限一般為30年。由此可以推算，部分燃氣管道已經(jīng)達到或者即將達到設計使用年限。對于燃氣企業(yè)來說，如何對待達到設計使用年限的管道是一個棘手的問題，需要確定這類管道能否繼續(xù)使用以及還能繼續(xù)使用多久，即判斷燃氣管網(wǎng)使用年限的潛在能力是多大。

筆者將這類燃氣管網(wǎng)潛在能力(輸氣潛在能力、使用年限潛在能力)確定的過程稱為燃氣管網(wǎng)潛能評估(Gas Pipeline Potential Evaluation，GPPE)。

對于以上情況的燃氣管網(wǎng)，除燃氣企業(yè)面臨供氣困難外，政府對燃氣設施的安全運行也提出了相應的要求。

TSG D7002—2008《公用管道定期檢驗規(guī)則——燃氣管道》規(guī)定，運行工況發(fā)生顯著改變從而導致運行風險提高的管道，應當立即進行檢驗。

GB 50494—2009《城鎮(zhèn)燃氣技術(shù)規(guī)范》第3．1．5條規(guī)定，在設計使用年限內(nèi)，城鎮(zhèn)燃氣設施應保證在正常使用條件下的可靠運行。當達到設計使用年限時或遭遇重大災害后，應對其進行評估。其目的主要是保障供氣系統(tǒng)的安全性，評估后再確定是應該繼續(xù)使用、改造還是更換，如繼續(xù)使用應制定相應的安全保證措施。

由此可見，對燃氣管道的輸氣潛能、使用年限潛能進行評估，不僅是燃氣企業(yè)的需求，也是政府的要求。因此，對燃氣管網(wǎng)進行潛能評估是十分必要的。

關(guān)于燃氣管網(wǎng)的潛能評估，目前國內(nèi)外均沒有相應的規(guī)范。筆者根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范、燃氣行業(yè)特點、實踐經(jīng)驗、科學的統(tǒng)計方法，以系統(tǒng)安全工程^[1]為基本理論，結(jié)合斷裂力學分析等理論進行研究，得出燃氣管網(wǎng)潛能評估的內(nèi)容、采用的儀器及依據(jù)的規(guī)范。

以鋼質(zhì)燃氣管道為例，按照系統(tǒng)分析法將燃氣管道潛能評估歸納為4部分評估，即管道本體、管道防腐層和陰極保護系統(tǒng)、管道附屬設施、管道與周圍環(huán)境。

①管道本體

a．管道化學組成

鋼這種材質(zhì)是管道腐蝕的內(nèi)因，如鋼的化學組分中非金屬含量過高會影響管道性能。如S、P含量過高易發(fā)生腐蝕，C、Si含量過高易造成脆性開裂。分析當前管道的化學組成，與原有材質(zhì)單進行對比，進而判斷管道在敷設環(huán)境下化學組成是否發(fā)生了變化。管道的化學組成可采用真空直讀光譜儀進行檢測，依據(jù)的規(guī)范為GB／T 4336—2002《碳素鋼和中低合金鋼火花源原子發(fā)射光譜分析方法(常規(guī)法)》、GB／T 700—2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》等。

b．管道力學性能

對運行10年以上的燃氣管道進行檢測時，應對管道母材及焊接部位的力學性能進行檢測。對截斷的管道進行力學性能檢測，檢測焊縫抗拉強度是否大于母材抗拉強度，檢測母材屈服強度是否大于材質(zhì)單上的屈服強度來判斷管道的力學性能?？刹捎靡簤涸囼灆C檢測，依據(jù)的規(guī)范為GB／T 228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》、GB／T 232—1999《金屬材料彎曲試驗方法》等。

c．管道剩余有效壁厚

管道剩余有效壁厚是影響管道輸氣能力和剩余使用年限的重要參數(shù)?？刹捎贸暡y厚儀、金相軟件分析系統(tǒng)檢測，依據(jù)的規(guī)范為SY／T 6151—2009《鋼質(zhì)管道管體腐蝕損傷評價方法》、GB／T13298—1991《金屬昆微組織檢驗方法》、GB／T13299—1991《鋼的顯微組織評定方法》、GB／T224—2008{鋼的脫碳層深度測定法》。

剩余壁厚可首先用超聲波測厚儀進行初步測量，并觀察管體是否有腐蝕產(chǎn)物。例如對懷疑有厭氧腐蝕的管道，如果厭氧細菌出現(xiàn)并且是活性的，管道表面會附著一層黑色的硫化鐵，這種沉積物只會附著在防腐層缺陷處。若黑色物質(zhì)是硫化鐵，用稀鹽酸溶液處理就會釋放硫化氫氣體，可以通過其特有的臭雞蛋氣味加以鑒別。在初步測量剩余壁厚后，對截斷的管道內(nèi)、外表面進行金相顯微分析。管道的剩余有效壁厚為剩余壁厚減去內(nèi)、外表面脫碳層組織發(fā)生變化部分的壁厚。