基于層次分析法評定聚乙烯燃?xì)夤艿罊z驗(yàn)周期

王 博，邊 緣

（西安特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測院，陜西西安 710065）

0 引言

目前聚乙烯燃?xì)夤艿蓝ㄆ跈z驗(yàn)缺少統(tǒng)一的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，雖然部分地區(qū)已出臺地方標(biāo)準(zhǔn)，但尚未形成一套完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，只能依據(jù)TSGD 7004—2010《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則 公用管道》，CJJ 51—2016《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)施運(yùn)行、維護(hù)和搶修安全技術(shù)規(guī)程》以及相關(guān)技術(shù)規(guī)范開展檢驗(yàn)工作。針對在用聚乙烯燃?xì)夤艿蓝ㄆ跈z驗(yàn)的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，探討主要檢驗(yàn)項目和檢驗(yàn)周期。

1 主要檢驗(yàn)項目

根據(jù)聚乙烯燃?xì)夤艿垃F(xiàn)場檢驗(yàn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，確定管道檢驗(yàn)的主要內(nèi)容有資料審查、宏觀檢查、泄漏檢測、開挖檢驗(yàn)和風(fēng)險評價5 項。

1.1 資料審查

聚乙烯燃?xì)夤艿婪笤O(shè)環(huán)境復(fù)雜，支線多，從設(shè)計施工到工程驗(yàn)收會有大量的圖紙、施工記錄、施工報告等資料。針對這些資料，在查閱過程中應(yīng)重點(diǎn)審查安全管理資料、技術(shù)設(shè)計資料、運(yùn)行維護(hù)資料，其中安全管理資料，包括使用登記證、安全管理規(guī)章制度與安全操作規(guī)則、作業(yè)人員上崗持證情況；技術(shù)檔案資料，包括安裝監(jiān)督檢驗(yàn)報告，定期檢驗(yàn)報告，年度檢查報告，必要時還包括設(shè)計資料和安裝、改造、維修等施工、竣工驗(yàn)收資料；運(yùn)行狀況資料，包括日常運(yùn)行維護(hù)記錄、隱患排查治理記錄、改造與維修資料、故障與事故記錄[5]。

1.2 宏觀檢查

聚乙烯燃?xì)夤艿篮暧^檢查項目主要有：管道位置與走向檢查、路面標(biāo)志檢查、管道沿線地表環(huán)境調(diào)查、穿越管段河流沖刷及公路改擴(kuò)建檢查、閥門井檢查和其他管道附屬設(shè)施檢查。其中管道沿線地表環(huán)境調(diào)查主要檢查管道與建筑物、街樹以及其他管線的凈距是否滿足要求、是否存在占壓、管道是否裸露、是否有土壤擾動、不良地質(zhì)環(huán)境及生物侵害調(diào)查等檢查[6]。

1.3 泄漏檢測

聚乙烯燃?xì)夤艿佬孤┮装l(fā)生在焊接接頭、鋼塑轉(zhuǎn)換接頭、閥門、調(diào)壓箱等位置，天然氣泄漏后易在狹小的空間聚集并可能引發(fā)爆炸，應(yīng)重點(diǎn)檢查泄漏氣體可能擴(kuò)散到的地溝、窨井及地下建筑物等密閉空間，必要時進(jìn)行地面鉆孔檢測。常用檢測設(shè)備有激光甲烷遙距檢測儀、氣體泄漏檢測儀、聲學(xué)成像儀等。

1.4 開挖檢驗(yàn)

定期檢驗(yàn)時應(yīng)根據(jù)管道材質(zhì)、焊接質(zhì)量、回填質(zhì)量、泄漏歷史等評估結(jié)果，確定開挖數(shù)量，每條管道開挖比例每公里不少于0.3處，并且根據(jù)實(shí)際檢測結(jié)果以確定是否需進(jìn)一步增加抽查數(shù)量。

農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣離不開宣傳活動，通過不同的宣傳方式，讓更多的農(nóng)民了解農(nóng)業(yè)新技術(shù)的優(yōu)勢，使其愿意主動去運(yùn)用農(nóng)業(yè)新技術(shù)，在運(yùn)用新技術(shù)的過程中提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化水平。例如，通過網(wǎng)絡(luò)、廣播、發(fā)傳單、現(xiàn)場宣講等方式，對農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)行宣傳，像廣大農(nóng)民普及農(nóng)業(yè)技術(shù)知識。同時，將不同的技術(shù)推廣示范基地組織起來，進(jìn)行相互學(xué)習(xí)、交流。挑選一批優(yōu)秀的農(nóng)業(yè)技術(shù)、管理人才，以及一些農(nóng)民企業(yè)家，對其進(jìn)行專業(yè)化的培訓(xùn)，借助這些人的力量去解決農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中出現(xiàn)的問題，減少農(nóng)業(yè)推廣中的阻礙。此外，還要積極開展農(nóng)民技術(shù)培訓(xùn)，提高農(nóng)民的綜合素質(zhì)，使其能夠充分意識到在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用新技術(shù)的作用。

開挖檢驗(yàn)項目主要有：檢查回填土壤中是否存在尖銳硬物與管體接觸，管道埋深是否滿足最小覆土厚度要求，示蹤、警示裝置完整性檢查，土壤中是否有白蟻等有害生物侵蝕，近管道位置土壤溫度是否超標(biāo)，聚乙烯管道與熱力管道凈距是否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，管道表面損傷情況檢查，焊接接頭外觀檢查必要時進(jìn)行無損檢測，壁厚測定復(fù)驗(yàn)管材SDR 值，閥門、法蘭、鋼塑接頭等附屬設(shè)施檢查[7]。

1.5 風(fēng)險評價

風(fēng)險評價是根據(jù)聚乙烯燃?xì)夤艿赖氖Э赡苄院褪Ш蠊麑艿肋M(jìn)行風(fēng)險等級劃分，主要影響因素包括第三方破壞、管道本體固有危害、與時間有關(guān)的危害、誤操作、服役環(huán)境等，根據(jù)評價結(jié)果將管道風(fēng)險等級劃分低、中、中高、高4 個風(fēng)險級別。

2 檢驗(yàn)周期探討

對于聚乙烯燃?xì)夤艿罊z測評級與檢驗(yàn)周期確定目前沒有具體的衡量標(biāo)準(zhǔn)，TSGD 7004—2010《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則 公用管道》中關(guān)于檢驗(yàn)周期的描述：以PE 管或鑄鐵管為管道材料的管道全面檢驗(yàn)周期不超過15 年。檢驗(yàn)過程中根據(jù)TSGD 7004—2010 規(guī)范不能確定具體的檢驗(yàn)周期，檢驗(yàn)結(jié)論存在爭議。提出在用聚乙烯燃?xì)夤艿罊z驗(yàn)周期可參照埋地鋼制管道腐蝕防護(hù)系統(tǒng)模糊綜合評價法確定，將埋地聚乙烯燃?xì)夤艿腊惭b狀況等級劃分為1 級、2 級、3 級、4 級，結(jié)合聚乙烯燃?xì)夤艿赖奶匦赃m當(dāng)延長其檢驗(yàn)周期，見表1[8]。對于新建管道經(jīng)安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)合格后，結(jié)合GB/T 30582—2014《基于風(fēng)險的埋地鋼制管道外損傷檢驗(yàn)與評價》，一般應(yīng)在投用后3 年內(nèi)進(jìn)行首次檢驗(yàn)，對于不具備檢驗(yàn)條件的可以適當(dāng)延長首次檢驗(yàn)的時間[9]。

表1 聚乙烯燃?xì)夤艿罊z驗(yàn)周期評價表

3 檢驗(yàn)案例分析

某市壓埋聚乙烯燃?xì)夤艿篱L度5.18 km，設(shè)計壓力為0.4 MPa，運(yùn)行壓力＜0.3 MPa，管徑De200（PE800，SDR11）、De160（PE80，SDR11），沿線共有放散井6 座，2010 年驗(yàn)收投入運(yùn)行，2021 年5 月對該管網(wǎng)進(jìn)行了首次定期檢驗(yàn)，檢驗(yàn)內(nèi)容包括：資料審查、宏觀檢查、泄漏檢測、開挖檢驗(yàn)、風(fēng)險評價，對各項目檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合評價，確定下次檢驗(yàn)周期。

3.1 建立模糊集

3.1.1 建立因素集

依據(jù)壓埋地聚乙烯燃?xì)獾赖? 項檢驗(yàn)內(nèi)容建立因素集U=［ui］=［u1，u2，u3，u4，u5］（i=1，2，3，4，5），即：U={資料審查u1，宏觀檢查u2，泄漏檢測u3，開挖檢驗(yàn)u4，風(fēng)險評價u5}，建立各因素對應(yīng)的安全狀況評定等級，分別為1 級、2 級、3 級、4 級，其中泄漏檢測評價結(jié)果只有合格與不合格，分別對應(yīng)1 級、4 級，風(fēng)險評價等級中低風(fēng)險、中風(fēng)險、中高風(fēng)險和高風(fēng)險分別對應(yīng)1 級、2級、3 級、4 級，檢測項目評定等級見表2[10]。

表2 聚乙烯燃?xì)夤艿罊z測項目評定等級對應(yīng)表

3.1.2 建立評價集

按照表1 聚乙烯燃?xì)夤艿罊z驗(yàn)周期評價表建立評價集V：

3.2 建立單因素評價矩陣

3.2.1 資料審查u1

通過審查2010 年至今資料，發(fā)現(xiàn)管道未進(jìn)行安裝監(jiān)督檢驗(yàn)，未進(jìn)行年度檢查，2 段管道安裝竣工資料不全，缺少2010 年至2012 年巡線記錄及隱患排查治理記錄，資料完整路段占比約70%，評定為2 級，資料審查u1的評價向量為：R1=［0 1 0 0］。

3.2.2 宏觀檢查u2

宏觀檢查中發(fā)現(xiàn)1 處違建房屋占壓、3 處與街樹凈距不足、2 段管道標(biāo)志不全、1 處閥門井積水，宏觀檢查項目符合占比約78%，評定為1 級，宏觀檢查u2的評價向量為：R2=［1 0 0 0］。

3.3.3 泄漏檢查u3

采用激光甲烷遙距檢測儀對6 處閥門井進(jìn)行泄漏檢測，發(fā)現(xiàn)1 處閥門井放散管堵頭泄漏，檢驗(yàn)過程中已通知燃?xì)夤炯皶r處置，排除安全隱患。泄漏檢查u3的評價向量：R3=［0 0 0 1］。

3.2.4 開挖檢驗(yàn)u4

根據(jù)管網(wǎng)長度確定需要2 處開挖點(diǎn)，開挖點(diǎn)處警示帶完好，管道本體無表面損傷，管道表面生產(chǎn)廠家及批號清晰，未見生物侵害，管道埋深及土壤環(huán)境溫度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，管道沿線無熱力管道伴行，通過壁厚測量對管道SDR 值進(jìn)行復(fù)驗(yàn)滿足質(zhì)量證明書要求，但回填土壤中存在碎石、小磚塊等垃圾，已要求本次回填過程中整改。開挖檢驗(yàn)項目符合占比約90%，評定為1 級，開挖檢驗(yàn)u4的評價向量為：R4=［1 0 0 0］。

3.2.5 風(fēng)險評價u5

檢驗(yàn)過程中依據(jù)管徑、運(yùn)行狀況等屬性將管網(wǎng)劃分為5 個區(qū)段，對每個區(qū)段結(jié)合第三方破壞、管道本體固有危害、與時間有關(guān)的危害、誤操作、服役環(huán)境等5 項影響聚乙烯燃?xì)夤芫W(wǎng)安全性能的主要因素進(jìn)行風(fēng)險評價，5 個區(qū)段中風(fēng)險最高的區(qū)段評價結(jié)果為中高風(fēng)險，評級為3 級，風(fēng)險評價u5的評價向量為：R5=［0 0 1 0］。

將上述各單因素評價向量Ri匯總，建立單因素評價矩陣R 為：

3.3 確定指標(biāo)權(quán)重

結(jié)合九標(biāo)度法對因素集U=［ui］中各因素ui進(jìn)行兩兩比較，對各因素之間的相對重要性進(jìn)行賦值，建立判斷矩陣B，確定各因素所占權(quán)重大小Wi，建立評價指標(biāo)的權(quán)重向量W=（W1W2W3W4W5），見表3。

表3 判斷矩陣B 標(biāo)度及一致性檢驗(yàn)

U=［ui］中各因素所對應(yīng)的權(quán)重向量W=（W1W2W3W4W5）T=（0.067 0.201 0.441 0.165 0.125）T，計算判斷矩陣B 的隨機(jī)一致性比例CR=CI/RI=0.05＜0.10 具有滿意的一致性。

3.4 模糊綜合評價確定安全狀況等級

模糊綜合評價結(jié)果A=WR=（0.366 0.067 0.125 0.441）。為了能夠直觀確認(rèn)聚乙烯（PE）燃?xì)夤艿腊踩珷顩r，對評價集V 中的評價等級vj采用百分制量化處理，通過計算評語Sk的高、中、低得分Sh、Sm、Sl、并用他們的平均值S˙作為管道等級的確定依據(jù)。

評語Sk計算公式：

其 中，Chi=（ch1，ch2，ch3，ch4）=（100，89，79，69）；Cmi=（cm1，cm2，cm3，cm4）=（95，85，75，65）；Cli=（cl1，cl2，cl3，cl4）=（90，80，70，60）。通過計算可知：Sh=82.95，Sm=78.58，Sl=73.58 則S˙=78.37，對照表1 可得出聚乙烯燃?xì)夤艿腊踩珷顩r級別為3 級，定期檢驗(yàn)周期最長不超過8 年。

4 結(jié)語

（1）對聚乙烯燃?xì)夤艿罊z驗(yàn)項目指標(biāo)進(jìn)行定量分析，較為客觀地反映了各項評價指標(biāo)在綜合評價過程中所占權(quán)重。

（2）以某天然氣中壓埋地聚乙烯燃?xì)夤芫W(wǎng)為例進(jìn)行研究，應(yīng)用基于層次分析法的模糊綜合評價確定聚乙烯燃?xì)夤艿赖臋z驗(yàn)周期，檢驗(yàn)結(jié)論更具說服力，為聚乙烯燃?xì)夤艿赖陌踩u級及檢驗(yàn)周期確定提供參考依據(jù)。