論壓力管道檢驗檢測技術在中小城市的應用

趙文君

摘要： 本文圍繞中小城市發展特色，在有限的人員、設備、資金條件下，提供一條科學可行的壓力管道檢驗檢測思路。

Abstract： Around the development characteristic of small and medium cities， this paper provides a scientific and feasible pressure pipeline inspection and testing idea under the limited personnel， equipment and funding conditions.

關鍵詞： 中小城市壓力管道；完整性管理；強度計算

Key words： pressure pipelines in small and medium cities；integrity management；strength calculation

中圖分類號：U178 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0038-02

0 引言

隨著科學技術的發展，大量新技術、新設備，使壓力管道設備日益自動化、智能化。隨著我國國民經濟的快速增長，現代工業的迅速發展，各種管道數量猛增，人們對環境保護意識和安全生產意識的進一步增強，這要求我們進一步加強壓力管道的完善管理，管道完整性評價、壓力管道泄漏檢測、地質災害及特殊地段監測與防護、儲運設備安全檢測及評價技術等一系列的新技術將成為我們國家今后壓力管道研究的重點課題，同時各類企業存在設備管理人員不是很了解壓力管道檢驗檢測相關法規的內容和各項技術的原理、適用范圍、應用技巧等知識、企業的壓力管道的管理不是很完善的現狀，這對壓力管道的監督管理工作帶來了難題。

隨著我國經濟政策的調整，中小城市經濟飛速發展，但由于初期投入不足、城市規劃不夠長遠等原因，壓力管道的安全隱患始終存在于城市的各個角落。那么，對于中小城市壓力管道的檢驗檢測，筆者有一些淺見供大家探討。

1 中小城市壓力管道特點與布局

1.1 壓力管道的特點

壓力管道作為特種設備的一種，已在2014年1月1日起納入《中華人民共和國特種設備安全法》適用范圍。壓力管道作為運輸載體，具有運量穩定，占地面積小，運輸建設周期短、費用低，運輸安全可靠、連續性強，運輸耗能少、成本低、效益好等優勢。單條管道運載的介質比較單一，也不能隨便擴展管線，當需要使用多種介質在不同的工況下應用時，必然管路錯綜復雜。

1.2 中小城市壓力管道布局

中小城市，壓力管道的布局與工業格局息息相關。農業型城市，壓力管道應用比較少，往往涉及到的主要是一些公用管路和油、氣場站，冷庫等場內管道；輕工業城市，相較于農業型城市，蒸汽管道大量應用，而且隨著國內環境局勢嚴峻，燃煤鍋爐被燃氣鍋爐替代趨勢不可逆轉，天然氣管道也逐漸增多；重工業城市，壓力管道的應用則種類繁多，冶金、機械、能源、化工都需要大量的不同介質的壓力管道來支持企業的運轉，其中以能源、化工行業最為復雜。能源工業壓力管道，覆蓋面積大，地形復雜；化工工業壓力管道，介質復雜，管路集中，工作環境惡劣。

為了讓壓力管道能夠更加安全、穩定的運行，減少不必要的財產、人員損失，如何合理選擇的壓力管道檢驗檢測技術，是每個使用壓力管道的企業，都應該也必須去考慮的問題。

2 壓力管道檢驗檢測技術

2.1 壓力管道檢驗檢測技術使用環境

壓力管道的檢驗檢測有其特殊性，同一條壓力管道，可能同時應用于多個行業（一條能源管道可能同時涉及其他工業、民用），由多個相關部門同時監管（安監、質監、城建、市政等），又同時適用于多種法規、標準（電力、化工、機械等）；壓力管道的檢驗檢測也有其復雜性，由于管道的結構，長而中空，內有流體，在實際應用中的應力計算極其復雜，當管道使用了一定的時間，隨著環境、腐蝕以及人為影響等因素，整條管道的某個局部，應力就會發生變化，產生難以預計的后果。相對于壓力容器、鍋爐等承壓類特種設備而言，壓力管道的完整性管理尤其重要。

2.2 壓力管道完整性管理

2.2.1 壓力管道完整性管理概念

管道完整性管理是指對所有影響管道完整性的因素進行綜合的、一體化的管理。管道完整性管理在國外油氣管道工業領域中發展迅速，如美國基于大量的技術研究與工程實際經驗，在壓力管道安全完整性管理方面已經形成了一套完善的法規與標準體系。雖然在我國起步較晚，但在設計、制造、安裝、檢驗與維修改造等方面的行政許可工作已有序開展，并由有關單位編寫企業標準《管道完整性管理規范》（Q/SY1180-2009）。但完整性管理相關的核心技術，如監控、檢測、評價技術及標準體系，仍不完善，導致完整性管理技術的應用難以廣泛推廣和應用。

2.2.2 壓力管道完整性管理在中小城市的應用

中小城市中，出于成本控制，使用過于宏大的系統是不適用的。我們沒有必要照搬國外的全套模式，甚至也不必引用石油系統的整套體系。我們需要結合城市特色，科學規劃適合的壓力管道完整性管理方法。

2.2.2.1 壓力管道數據庫

城市壓力管道的數據庫建立是全過程監控的重要環節，其中包括壓力管道原始數據、壓力管道安裝位置以及壓力管道歷年檢查數據、問題記錄和安全評估。

壓力管道原始數據的收集往往非常困難，我國全面單獨開展壓力管道檢驗檢測至技術相對成熟不過十幾年的時間，在上世紀80年代以前，甚至沒有可參考的規程、標準，在這種環境下，壓力管道的設計、制造、安裝、使用過程都極不規范，出現原始資料遺失，管道材質不明、安裝單位沒有相關資質、使用過程無專人管理等等一系列問題，這些問題直接或間接導致許多中小城市甚至一些二線大城市的壓力管道檢驗檢測工作停滯不前。雖然“十二五”期間，中國特檢院建立了壓力管道安全完整性基礎數據庫，但是在地方中小城市對于國家級的案例、數據往往難以套用，中小城市的檢驗檢測人員可能仍需要5至10年的時間采集數據，分析案例，建立起符合地方特色的完整數據庫。現有條件下，短期內中小城市壓力管道檢驗檢測人員，除了建立每年壓力管道設備臺帳以外，還需要對舊數據進行篩查，把過去沒有確定的數據確定下來，必要時候還可以求教行業內專家和高級別的檢驗檢測機構。endprint

壓力管道的安裝位置對于大多數中小城市而言，出于成本、人員素質的考慮，還不需要考慮地理信息和三維立體化，現階段，在現場繪制單線圖，標明相關參數，加入電子數據庫就可以一目了然。

2.2.2.2 壓力管道檢測與評估

在壓力管道使用中，除了使用單位例行對壓力管道進行巡檢、記錄，每年對在用管道進行年度檢驗，特種設備檢驗機構還會分周期對壓力管道進行全面檢驗。檢驗的目的是為了發現潛在安全問題，其中最直接的就是發現缺陷。近年來，為了有效提高缺陷檢出率，提高檢測方法的有效性與針對性，我國檢驗檢測人員在學習與實踐中逐漸形成了一套比較成熟、有效的基于失效模式的安全完整性檢測技術體系。

失效模式的研究，在理論層面已經非常成熟，在失效事故的技術檢驗也形成一套成熟的模式。但要在檢測中直接發現缺陷，需要使用大量的檢測設備，例如電磁技術設備，對于中小城市的企業規模總量和檢驗檢測機構人員來講，使用和培訓人員來使用這些設備的代價過于昂貴，那么我們就要充分利用現有資源，把企業、監管單位、檢驗檢測機構形成整體，對企業管理和使用人員進行充分的培訓，讓每一個使用人員都了解失效模式原理，從而在使用記錄上能夠提供更加直接、專業的信息以供參考，而檢驗檢測機構可以利用現有設備的檢測數據結合使用記錄進行分析、評估，從而完成基于失效模式的檢測評價。

2.3 壓力管道強度計算

壓力管道的強度計算往往要比壓力容器復雜和困難，強度計算的結果，直接影響管件壁厚的選擇，設計參數的確定等。在中小城市的管道工程中，設計方往往不會給使用單位出具強度計算書，只提供設計參數，這對與管道的長期使用、改造、維修都造成了較大的影響，往往需要使用（改造或維修）單位自己計算，然后與地方質量技術監督部門進行確認。

隨著國家標準化的開展，《工業金屬管道設計規范》（GB50316-2000）2008版以及《壓力管道規范-工業管道》（GB/T20801-2006）為我們提供了較科學的強度計算方法，不論是直管、彎管都可以較快捷地進行壁厚校核。標準的出臺，為中小城市的檢驗檢測人員，提供了很好的理論依據，這樣即使不依靠專家指導，稍加培訓就能熟練地進行普通的校核計算。

管道的具體強度計算方法，可參考相關標準或專業論文。

3 亟待解決的問題

3.1 標準的空白

壓力管道涉及行業多，應用環境復雜，目前壓力管道的標準體系，主要是圍繞《壓力管道安全管理與監察規定》中定義的工業管道形成的法規、國標體系；而對于公用管道，標準的制定非常謹慎且涵蓋范圍較小，而適用范圍中大多數管道檢驗檢測機構只負責檢測，而最終結論由評價機構來得出，這對于市、縣一級的企業和檢驗檢測機構來講，非常難于操作；長輸管道多由省級以上機構負責，不在本文討論范圍；動力管道目前還只停留于概念和行業標準的階段，市、縣一級的檢驗檢測機構不具備介入的實力和理論支持。

3.2 監管的空白

壓力管道涉及所有重工業、輕工業、運輸業以及各行業學術試驗等極大的行業領域，同時監管的職能部門涉及安監、質監、住建、消防以及特殊領域相關職能部門。雖然有諸多部門在監管，但壓力管道仍存在大量的監管空白，例如石油化工行業，雖然各政府職能部門多層監管，但仍然出現11.22青島輸油管道爆炸事件，從事故調查中發現，企業壟斷造和職能部門相互推諉責任造成了監管空白；還有能源運輸行業，各地天然氣輸氣管道的例行定期檢驗，涉及公用管道檢驗，在全國范圍內并沒有全面開展，這里有設備、技術落后的原因，還有政府部門監管只停留在上層，沒有明確專管職責，到目前為止，大多中小城市甚至一些大城市的具體檢驗工作仍由各天然氣公司自己來做，發生事故大多由企業自己承擔。

以上的問題，是壓力管道檢驗檢測工作存在的歷史問題，這需要政府和各行業專家共同去解決，在中小城市，缺乏人員、設備、資金的情況下，我們需要尋找一條經濟、效率又能保證安全的可行性工作方法，特做此文，望能拋磚引玉，為中小城市的特種設備安全盡綿薄之力。

參考文獻：

[1]何仁洋，徐廣貴，等.壓力管道安全完整性監控、檢測和評價技術[J].腐蝕科學與防護技術，2013，25（4）.

[2]GB50316-2000，工業金屬管道設計規范[S].

[3]GB/T20801-2006，壓力管道規范-工業管道[S].

[4]壓力管道安全管理與監察規定.1995年4月23日.endprint