關于老舊鋼制燃氣管道安全的若干建議
——基于廈門市的檢驗案例

范成龍 黃學斌

（廈門市特種設備檢驗檢測院 廈門 361004）

關于老舊鋼制燃氣管道安全的若干建議
——基于廈門市的檢驗案例

范成龍 黃學斌

（廈門市特種設備檢驗檢測院 廈門 361004）

我國城市敷設天然氣管道由于受到地域及空間的限制，大多埋入地下，形成地下燃氣管網，定期檢驗十分困難，安全隱患較多。本文總結2016年市區老舊鋼制燃氣管道的定期檢驗結果，通過管道存在的安全隱患進行分析總結，提出保障老舊鋼制燃氣管道安全生產的若干建議，也為市區鋼制燃氣管道的安全管理工作及創新與發展提供合理化的參考。

老舊燃氣管道 安全生產 安全隱患 治理措施

隨著我國經濟的快速增長，城市化進程不斷加快，環境不斷惡化，人們對清潔能源的需要不斷增加，天然氣作為清潔能源已經進入尋常百姓家，成為市民生產和生活不可或缺的一部分。然而作為天然氣運輸的主要載體——埋地管道的安全不可忽視，其安全性不僅關系到人們的人身安全，而且對安全生產產生重要影響。廈門市島內人口密度高，情況復雜，一旦發生燃氣腐蝕泄漏，危險性極高。青島11.22事故就為大家敲響了警鐘，山東省青島市“11·22”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故認定為責任事故，事故共造成63人遇難，156人受傷，直接經濟損失7.5億元。目前燃氣埋地管道使用單位已經意識到檢測的重要性，并按標準要求檢測工作，檢測標準也不斷提高，但是檢驗城鎮燃氣過程中遇到較多的困難，部分困難在現有條件下暫時無法解決，本文依據國家法規標準及工程經驗總結廈門市埋地管道安全生產存在的問題及處理意見。

1 2016年廈門市燃氣埋地管道檢驗現狀

2016年廈門市特檢院根據天然氣埋地管道風險調研結果，決定先對在20世紀90年代鋪設的埋地管道、島外高壓管道以及地鐵施工區域管道進行檢驗，分別為島外高壓1.38km，島內市區38.77km。

1.1 島外高壓燃氣管道主要問題

島外高壓燃氣管道，管道管徑大，輸送燃氣壓力高，使用時間長，為市區的供氣源，旁邊還伴隨中海油燃油管道，沿途經過高速及村莊，所以風險大，一旦發生事故，將會帶來不可估量的經濟損失。經檢驗，所檢管道區域大部分處于雜草密集，部分垃圾堆積，土壤潮濕的地段，檢驗人員已無法進入相關區域對管道實施檢驗工作，因此檢驗人員只檢測東宅劉厝和十八王宮附近約1.3km；經檢驗在東宅劉厝段的管道兩側7m范圍內有人員聚集且建筑物普遍；管道部分區域上方已經改造成水田及菜地，上方有燒稻草現象；管道經過空曠區域有大型建筑機械占壓現象；管道的沿線警示樁，測試樁，標識樁缺失或失效；經PCM防腐層檢測儀檢測，存在7處防腐層破損點；檢查的資料不全等。

1.2 島內老舊燃氣管道主要問題

島內檢驗燃氣管道總共檢驗38.77km，管道主要為20世紀90年代鋪設，采用冷纏膠帶防腐，犧牲陽極電法保護，發現主要問題如下：

1）資料不全。

由于建設年代已久，大部分已經超過10年，以前是燃氣總公司建設，資料移交更換多次，因此資料大部分不全，由于市政建設的需要，部分管段已經進行多次改道，例如安裝監督檢驗資料，犧牲陽極資料以及年度檢查報告等重要資料不全，這不僅增大了檢測難度而且有可能導致部分管道無法進行真實有效的檢測評估或漏評估。

2）無法判斷犧牲陽極位置，電漏點較多。

經檢驗島內公用管道，電流泄漏點599個，這些泄漏點可能是犧牲陽極的位置，但也有可能是防腐層破損點，目前，未見相關資料表明為犧牲陽極，造成判斷困難；

3）安裝環境已發生很大變化，不符合相關標準要求。

經檢驗，部分管道上方存在種植大型樹木，存在建筑占壓現象，管道旁常伴隨高壓電纜以及高壓變電柜，由于城市道路擴建，部分管道已經位于機動車道主車道下方等造成檢測危險性高，檢測效率低，給定期檢驗帶來極大的困難。

4）部分閥門井積水嚴重，閥門銹蝕。

經開閥門檢驗，部分閥門井積水嚴重，閥門銹蝕，閥門井無法開啟，垃圾污物堆積，經可燃氣檢測，有10個閥門井可燃氣超10000mg/m3。

5）缺少管線標識，部分管線標識嚴重偏離管道真實位置。

經管道定位檢測，部分管道未標識及標識缺失，部分管道標識嚴重偏離管道的真實位置，有的偏差超5m，有的管道在機動車道上而標識卻在人行道上，容易造成第三方施工誤判，造成管道破壞。

6）未發現測試樁。

埋地管道測試樁是監控管道是否受電法保護以及給管道施加信號進行管道檢測的裝置，在檢測老舊管道過程中未發現測試樁，給埋地管道檢測及管地電位監控造成極大困難。

7）部分管地電位不符合標準要求。

犧牲陽極管地電位是保護管道不受腐蝕的監控方式，經檢驗，部分犧牲陽極由于鋪設年代久遠，犧牲陽極已經消耗或缺失，不能提供符合要求的電位，這部分管道可能已經遭受腐蝕，經使用單位資料查詢，使用單位管地電位檢測為每半年一次，管地電位測試位置較少，且大部分在閥門井測試，不能代表整條管線的管地電位。

8）地鐵施工破壞。

在檢驗地鐵施工沿線管道過程中，發現有施工區域將管道防腐層嚴重破壞現象。

9）管道裸露及埋深淺。

在對管道進行管道埋深檢測過程中，發現有局部埋地管道已經裸露到表面，防腐層已剝離，管道金屬本體腐蝕現象；同時有部分管道埋深非常淺，最淺僅70mm，不符合設計及標準要求。

10）直接開挖檢測困難。

目前針對埋地管道的檢測手法有很多，但直接開挖檢測是一種最直接也是最準確的檢測手段，但由于本市埋地管道鋪設復雜，與眾多管線平行交錯，開挖涉及多個部門，開挖手續煩瑣，開挖成本高等，這無疑阻礙或延緩了埋地管道的定期檢驗進程。

11）植物根系破壞防腐層。

直接開挖檢測，發現管道有局部腐蝕及植物根系穿透防腐層現象。《城鎮燃氣管理條例》規定在燃氣設施保護范圍內禁止種植植物根系。

12）部分檢測環境干擾大。

檢測過程中常碰到并行過交錯的電力和通信設施，在有較大的電磁干擾時，會導致檢測設備無法在干擾區工作，造成一定區域內無法準確檢驗。同時在高壓輸電線與埋地管道相鄰鋪設時，高壓輸電線通常以“電感耦合干擾、電容耦合干擾、電阻耦合干擾”3種形式對埋地管道產生電流干擾性腐蝕[1]。

13）市區還有部分陳舊鑄鐵管道。

部分鑄鐵管道敷設于20世紀90年代，主要運輸介質為煤氣，目前主要改造成輸送天然氣。由于輸送介質的改變，由濕的煤氣改成干燥的天然氣，這樣對原先的閥門密封圈有更高的要求，經檢測部分閥門井中的閥門有泄漏天然氣現象。目前國內常用的外防腐層不開挖檢測方法為PCM與DM，但是由于鑄鐵管道電流衰減嚴重，電流在鑄鐵管道中傳播困難，所以對鑄鐵管道的外防腐層檢測困難。

2 目前保護老舊鋼制管道安全生產有效措施

為降低管道運行風險，減少事故的發生，減少對居民安全生產的威脅，應采取“早發現，早治療”的原則，針對市區管道的安全威脅，應采取以下措施：

2.1 島外高壓燃氣管道安全治理提升措施

1）對島外高壓燃氣管道資料進行全面檢查，及時發現欠缺的資料，并及時補齊。

2）由于島外燃氣管道大部分與中海油管道并行，應與中海油協商，共同維護管線經過的區域，定期除草，以便進行管道的定期檢驗工作。

3）檢查管道沿線的標識樁與測試樁，確保標識樁與測試樁安全有效。

4）加大對沿線居民的安全普法意識，拆除占壓建筑，確保管道安全。

5）加強管道的定期檢驗工作，對定期檢驗發現的問題及時整改，如發現的防腐層破損點及時修復。

2.2 島內老舊燃氣管道安全治理提升措施

1）對島內主要燃氣管道資料進行全面檢查，及時發現欠缺的資料，并及時補齊，便于隨時查閱。

2）由于市區埋地管道采用犧牲陽極電法保護，而犧牲陽極是有使用壽命的，根據土壤的腐蝕活性不同而不同，由于城市燃氣管道服役年限較長，部分已經超10年，經檢測部分管道的管地電位存在不符合標準現象。經開挖檢測，存在犧牲陽極與管道連接的導線已斷開現象，加上沒有資料顯示犧牲陽極的具體位置，需要全市密集監控管地電位，對于管地電位不符合要求的管道需盡快重新埋設犧牲陽極，確保管道處于電法保護狀態。

3）對全市燃氣管道閥門井進行普查，及時發現是否可燃氣體超標以及閥門積水及銹蝕現象，以便及時修復處理，對于可燃氣體超標而不能立即修復的閥門井，應采取以警示隔離措施，以防火源投進閥門井，造成嚴重事故。

4）對全市管道進行詳細定位，并做好地面標識，確保管道走向與定位一致，防止第三方由于錯誤的管道標識造成錯誤的判斷，從而造成第三方嚴重破壞。

5）對于位于灌木底下和機動車道下方的燃氣管道，符合條件的進行路線改造。城市鋼制埋地管道的保護措施最重要的工作是保證管道的電位到特定的范圍，過高或過低都會產生不利的影響。鋼鐵對土壤的自然電位是-0.40～0.65V，在管道施加犧牲陽極后，其電位向負向偏移，直到進入陰極保護狀態。管道電位向負向偏移太小，或電位小于最小保護電位，不能有效阻止腐蝕的發生；但若電位負向偏移太大，超過最大保護電位時，可能會減弱甚至破壞防腐層的粘結力，即發生“過保護”導致防腐層陰極剝離[2]。因此GB/T 19285—2014《埋地鋼制管道腐蝕防護工程檢驗》規定在陰保保護狀態下，測得的管地電位至少達到-0.85V（vs. CSE）。然而廈門市區屬于沿海地區，特別是沿海及填海附近的埋地管道，由于其含鹽量較高，土壤濕度大，腐蝕速率快，因此埋設在哪些地區的埋地管道犧牲陽極消耗快，從而監控該地區的管地電位尤為重要。故不能改造的燃氣管道，應密集加裝電位測試樁進行管地電位監控，使管道還處于電法保護狀態，不至于快速腐蝕穿孔。市區老舊的鋼制燃氣管道主要的防腐層是冷纏膠帶防腐，這類防腐有一優點是其管道與防腐層剝離的管地電位是大于1.7V，而現有各種犧牲陽極陽極保護電位均不超過1.6V，故無須考慮陰極剝離的問題[2]。所以對于因埋設在機動車道下、大型植被下，以及附近有高壓電力設施等難以監控的區域，可增加犧牲陽極的安裝，確保管地電位符合要求，不至于因管道防腐層遭受破壞而腐蝕。

6）對于沒有測試樁或者測試樁損壞缺失的管道，應依據標準的要求重新鋪設，特別是人流量密集，與其他電力設施接近的管段，以便及時對管地電位以及雜散電流的監控，還可以方便對管道施加信號進行必要的檢驗。

7）加強對第三方施工的檢查，一旦發現有損管道的情況，應及時修復，確保管道不承受第三方的破壞。

8）對于檢驗過程發現管道裸露腐蝕以及埋深淺的問題，使用單位應依據檢驗的結果及時進行修復。

9）對于間接檢測發現安全隱患以及發生過安全生產事故的管道及時進行開挖檢測，開挖涉及的各部門應協調配合燃氣管道的開挖工作。

10）對全市的鑄鐵管道進行普查，并對其閥門定期進行測漏檢測，按計劃對其進行更換成鋼管或PE管。

3 針對地鐵沿線燃氣管道的保護措施

3.1 地鐵雜散電流概述

隨著廈門市城市化的不斷加快，城市軌道交通迎來迅猛發展時期，然而在地鐵帶來極大便利的同時，也對城市鋼制埋地管道造成巨大威脅，我國軌道交通多采用直流供電，一旦有電流流入管道造成雜散電流，在管道流出部分管道就會因雜散電流的干擾產生嚴重電化學腐蝕，迅速腐蝕穿孔。由于本市鋼制埋地管道已經服役，地鐵后面施工，由于受路面以及地下管網建設路徑受限，不可避免地存在與地鐵并行交叉的情況。特別是地鐵1號線與2號線，均與燃氣管道并行且這部分管道已經服役超過10年，防腐層又是較落后的冷纏膠帶防腐，2號線沿線呂嶺路管段已發現多處電漏點，無法判斷是犧牲陽極還是較大破損點，為雜散電流流入流出管道提供通道，所以雜散電流的監控顯得尤為重要。根據《鐵路供電手冊》，每安培雜散電流對金屬腐蝕量見表1[3]。

表1 雜散電流金屬腐蝕量

國內的測試表明，雜散電流的強度個別地區可以達到幾安培、幾十安培甚至幾百安培。雜散電流腐蝕區別于土壤等自然腐蝕的特點是強度高，幾毫米厚的管道幾個月內或2、3年內就腐蝕穿孔。雜散電流造成管道腐蝕穿孔的次數和速度都是十分驚人的，危害巨大。東北輸油管理局近30多年的管道管理經驗也證明了，管道發生泄漏事故中80%是由于干擾腐蝕造成的[4]。

●3.1.1 因地鐵雜散電流的腐蝕案例

1）北京地鐵1期工程于20世紀70年代初開始運行，目前主體結構中的鋼筋已發現有嚴重的雜散電流腐蝕，且隧道內發生水管腐蝕穿孔[5]；

2）香港曾因地鐵雜散電流引起煤氣管道的腐蝕穿孔而造成煤氣泄漏的事故[5]。

3）廣州白云機場地鐵于2010年開通后，受地鐵雜散電流干擾，機場航油管道陰極保護系統出現癱瘓，航油管道安全受到極大威脅[5]。

4）上海密集的地鐵對沿線埋地油氣管道產生了嚴重的雜散電流干擾，地鐵2#線世紀大道沿線地下的DN300燃氣鋼管在2008年之前已發生近10次腐蝕泄漏事故，造成了很大的經濟損失和社會負面影響[5]；

5）2009年3月，深圳燃氣公司投訴深圳地鐵，由于雜散電流的影響，造成燃氣管道腐蝕穿孔多處，索賠2100萬[6]。

3.2 廈門市地鐵雜散監控難點

廈門市管道縱橫交錯，與地鐵1號線并行管道大多位于機動車道上且車輛人流量大，檢測場地受限；管道附近常伴隨電力設施，容易對檢測造成干擾；管道沿線無測試樁對管道電位進行監控；管道定位標識出現偏差，標識間距過大，未對管道進行標識等。

3.3 為防患于未然，需要對埋地燃氣管道進行監控

1）在地鐵通電之前應對管道進行詳細的定位，做好相關標識；

2）根據調研結果，判斷可以存在雜散電流的重點區域，加裝測試樁等檢測措施；

3）地鐵建設部門應與燃氣管理部門通力合作，進行數據共享，可通過遠程監控等手段共同監控地鐵沿線埋地管道雜散電流數據庫，共同制定應急預案和防護措施，與地鐵辦溝通詳細了解地鐵供電回路，特別是回路站點的設置；

4）在地鐵試運行期間，需要對全線管道進行雜散電流普查工作，判斷是否因地鐵運行而產生雜散電流，當普查發現雜散電流并對管道產生超過標準規定的影響時，應采用更先進的檢測手段進行判斷雜散電流在管道的流出點，特別是電流在管道的流出點將會發生劇烈腐蝕。最后根據檢測結果進行管道排流措施，降低雜散電流對管道產生的影響。

4 結束語

城市埋地燃氣管道的安全關系到千家萬戶的安全生產，一旦發生燃氣泄漏，有可能會給城市帶來難以挽回的巨大危害及損失，只有及時發現其中的安全隱患，并及時有效的解決，做到防患于未然，才能降低燃氣運輸的安全威脅。

[1] 歐陽孝含，閻明，劉全楨，等.高壓輸電線對埋地管道交流腐蝕相關判別的準則[J].科技創新導報，2015，(34)：67-68.

[2] 陳秋雄，楊印臣.城市燃氣管道陰極保護電位的探討[C]//2007全國埋地管線腐蝕控制和監測評估工程技術交流會論文匯編.2007：26-29.

[3] 李斌，楊羅.淺析城市地鐵建設及燃氣保護[J].上海煤氣，2011，(03)：16-18.

[4] 王文濤.高壓交、直流電力設施對埋地管道的干擾危害及檢測[J].石油和化工設備，2009，(09)：51-55.

[5] 劉文權.城市地鐵雜散電流對埋地輸油管道的危害[J].全面腐蝕控制，2014，(11)：29-32.

[6] 孫向琨.城市軌道交通周圍金屬地埋管道的排流與監測[J].鐵道工程學報，2013，(02)：104-108.

Several Proposals on the Safety of the Old Gas Steel Pipeline Based on a Test Case in Xiamen

Fan Chenglong Huang Xuebin
(Xiamen Special Equipment Inspection Institute Xiamen 361004)

Due to the limitation of geography and space, urban gas pipeline system in China, are mostly buried underground. These underground gas pipe networks can easily lead to security risks and make the periodic inspection very dif fi cult. This article summarized the periodic inspection results of old gas steel pipeline in urban area during 2016, analyzed the existing security risks of the pipeline, proposed several suggestions for ensuring safety in production of the old gas steel pipeline, and provided the reference for the security management, the innovation and development of the old gas steel pipeline in urban area.

Old gas steel pipeline Safety in production Security risk Control measures

X924

B

1673-257X（2017）10-0046-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.10.012

范成龍（1986～)，男，本科，工程師，從事鍋爐能效測試及城市埋地管道檢驗工作。

范成龍，E-mail：344704217@qq.com。

埋地管道穿越段檢驗技術研究（項目編號：FJQI2016050）

2017-02-20）