聚乙烯埋地燃氣管道示蹤線安裝與檢驗

曹福想 郭少宏 黃良發(fā)

（廣東省特種設(shè)備檢測研究院佛山檢測院 佛山 528000)

近年來，聚乙烯管道由于柔韌性好、耐腐蝕、易焊接、施工方便、質(zhì)輕價廉、使用壽命長等優(yōu)點，在城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。但其最大的弱點是材質(zhì)強度低、易被破壞，尤其是在一些第三方施工作業(yè)過程中，聚乙烯管道相較于鋼管更易遭受破壞導致燃氣泄漏或爆炸事故的發(fā)生。作為一種非金屬材料，聚乙烯材料既不導電也不導磁的特性使得埋地聚乙烯管道的定位探測最直接有效的方法還是借助隨管敷設(shè)的金屬示蹤線傳輸信號進行燃氣管道的探測、追蹤及定位，但是一旦示蹤線失效，則只能考慮其他的檢測方法。因此對于設(shè)計使用年限為50年的埋地聚乙烯燃氣管道來說，如何規(guī)范示蹤線的安裝和檢測檢驗才能保證其長期有效性就顯得非常重要。本文通過梳理我國標準規(guī)范對于聚乙烯埋地燃氣管道示蹤線安裝和檢驗的相關(guān)規(guī)定，論述了加強聚乙烯埋地管道示蹤線檢驗檢測的必要性，并對燃氣管道施工時示蹤線安裝存在的常見問題進行了總結(jié)，提出了加強示蹤線安裝質(zhì)量的措施，同時建議在聚乙烯燃氣管道安裝監(jiān)檢時增加示蹤線的檢驗項目，尤其是增加示蹤線的可探性檢測項目，從而在源頭上保證示蹤線的安裝敷設(shè)質(zhì)量和長期有效性。

1 我國標準規(guī)范對于示蹤線安裝和檢驗的相關(guān)規(guī)定

目前聚乙烯埋地燃氣管道安裝監(jiān)檢的依據(jù)主要有TSG D7006—2020《壓力管道監(jiān)督檢驗規(guī)則》（以下簡稱《管道監(jiān)檢規(guī)》）、GB／T 38942—2020《壓力管道規(guī)范 公用管道》、T／CASEI 009—2022《壓力管道施工監(jiān)督檢驗實施導則——公用管道》、GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》（2020年版）、GB 55009—2021《燃氣工程項目規(guī)范》、CJJ 63—2018《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)標準》、CJJ 33—2005《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范》等，通過對上述標準規(guī)范進行梳理和比較，可以看到標準規(guī)范中對聚乙烯埋地燃氣管道示蹤線安裝和檢驗的要求越來越明確和具體。

1.1 《管道監(jiān)檢規(guī)》對聚乙烯埋地燃氣管道施工監(jiān)檢的相關(guān)規(guī)定

2020年9月1日實施的《管道監(jiān)檢規(guī)》中對聚乙烯埋地燃氣管道施工監(jiān)檢的相關(guān)規(guī)定較少，僅在附件C公用管道施工監(jiān)督檢驗專項要求中的C2.4.1材料驗收和C2.7焊接2個條款對聚乙烯管道施工監(jiān)檢有相關(guān)規(guī)定[1]，但對隨管敷設(shè)的示蹤線裝置的檢驗沒有明確規(guī)定。

2022年5月16日實施的團體標準T／CASEI 009—2022亦沒有對聚乙烯埋地管道的示蹤線的安裝和檢驗提出要求。

1.2 行業(yè)標準關(guān)于聚乙烯管道示蹤線安裝的相關(guān)規(guī)定

GB 50028—2006只在6.3.1條提出中壓和低壓燃氣管道宜采用符合國家標準GB 15558.1和GB 15558.2的聚乙烯管，該規(guī)范未對PE管道須敷設(shè)示蹤線提出要求。

CJJ 63—95《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》是國內(nèi)最早對聚乙烯燃氣管道示蹤線提出要求的行業(yè)標準，其在5.2.4條中規(guī)定聚乙烯燃氣管道敷設(shè)時，宜隨管走向埋設(shè)金屬示綜線，但該標準沒有強制要求必須埋設(shè)。CJJ 33—2005中7.2.9條則對示蹤線的安裝提出具體要求，不但要求聚乙烯燃氣管道敷設(shè)時應(yīng)在管頂同時隨管道走向敷設(shè)示蹤線，還同時要求示蹤線接頭應(yīng)具有良好的導電性[2]。在該標準頒布后聚乙烯燃氣管道示蹤線的安裝才有了明確的依據(jù)。所以在1995—2005年間安裝的聚乙烯埋地燃氣管道工程存在很多未敷設(shè)示蹤線的燃氣管道，也導致后期的聚乙烯管道探測定位存在較大困難。

CJJ 63—2008《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》則對示蹤線的施工和驗收提出了更具體的規(guī)定，其6.2.6條規(guī)定聚乙烯管道敷設(shè)時，除要求隨管走向埋設(shè)金屬示蹤線、警示帶或其他標識外，還對示蹤線安裝提出更高要求，增加了示蹤線的有效電氣連接和設(shè)置信號源井的要求。其7.5.2條還要求工程竣工資料中增加示蹤線（帶）導電性檢查記錄。

CJJ 63—2018對聚乙烯管道示蹤線的敷設(shè)要求更具有可執(zhí)行性。其4.1.3條不但要求聚乙烯燃氣管道應(yīng)沿管道走向設(shè)置有效的示蹤、警示裝置，還要求地面標志的設(shè)置應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準CJJ／T 153—2010《城鎮(zhèn)燃氣標志標準》的有關(guān)規(guī)定。6.1.6條還對水平定向鉆法和插入管法敷設(shè)時進行規(guī)定，當采用水平定向鉆法敷設(shè)時宜將示蹤線牢固綁在管道上一起敷設(shè)，可不敷設(shè)警示帶；當采用插入管法敷設(shè)時可不敷設(shè)警示帶和示蹤線，但應(yīng)采用地面標志等方法進行標識。6.3.4條則對示蹤線的檢測和信號源井的設(shè)置提出更明確的要求：示蹤線應(yīng)在聚乙烯管道的正上方敷設(shè)并應(yīng)有良好的導電性和有效的電氣連接；示蹤線上應(yīng)設(shè)置信號源井（該條標準釋義：示蹤線上的信號源井可以利用鄰近聚乙烯管道的燃氣閥井做信號源井。示蹤線不但要求導電性還必須進行導通性試驗，防止施工過程中被拉斷）。7.5.2條還對聚乙烯燃氣工程的竣工驗收資料增加示蹤線竣工驗收檢查記錄[3]。

從上述行業(yè)標準的修訂更新中可以看出，示蹤線在聚乙烯埋地燃氣管道安裝工程中的重要性不斷提升，加強示蹤線安裝質(zhì)量的驗收和檢測也越來越有必要。但遺憾的是，目前聚乙烯燃氣管道的示蹤線安裝質(zhì)量驗收和檢驗并沒有具體的相關(guān)技術(shù)規(guī)范或行業(yè)標準。

2 燃氣管道施工時示蹤線安裝存在的常見問題

在安裝聚乙烯埋地燃氣管道示蹤線時，為保證以后能準確檢測管道位置和埋深，CJJ 63—2018中6.3.4條要求，對于新裝的示蹤線驗收時不僅要進行導電性試驗，還需進行導通和可探性檢測，并設(shè)置足夠的信號源井，只有這樣才能保證其起到長期有效的示蹤作用。但在聚乙烯燃氣管道安裝工程中卻發(fā)現(xiàn)示蹤線安裝時存在較多問題，主要有以下幾個方面。

2.1 聚乙烯管道監(jiān)督檢驗工藝中示蹤線檢驗項目缺失

由于《管道監(jiān)檢規(guī)》并沒有涉及示蹤線的檢驗工藝，體系文件《公用管道安裝監(jiān)督檢驗工藝》和《工業(yè)管道安裝監(jiān)督檢驗工藝》監(jiān)檢重點也主要側(cè)重于聚乙烯管道本身的安裝質(zhì)量，并未涉及管道示蹤線的檢驗，未對示蹤線的敷設(shè)質(zhì)量進行竣工資料審查和現(xiàn)場安裝質(zhì)量監(jiān)督，也未進行導通可探性檢測，使得該項成為一個遺漏的項目，未能體現(xiàn)示蹤線裝置的完整性和有效性檢驗。

2.2 示蹤線安裝技術(shù)要求不統(tǒng)一

由于目前聚乙烯燃氣管道示蹤線的安裝和檢驗并沒有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范或行業(yè)標準規(guī)定，各地對示蹤線的材料選擇和安裝技術(shù)要求均有所不同，這也導致安裝的示蹤線的有效性存在較大差別。目前常用的示蹤線包括示蹤帶、銅芯電纜示蹤線、銅包鋼示蹤線等，這些示蹤線的導電性、接頭穩(wěn)定性、抗拉性、抗老化性、經(jīng)濟性指標各不相同，示蹤線接頭的連接要求亦不一樣。有的示蹤線接頭采用纏繞法連接后外用電工絕緣膠布纏緊，有的使用專用接頭連接器，接頭的抗拉性和防腐效果有很大差異。

2.3 示蹤線信號源井設(shè)置不足

從CJJ 63—2008標準開始規(guī)定敷設(shè)示蹤線的聚乙烯管道應(yīng)設(shè)置信號源井，現(xiàn)場檢測時，通過信號源井內(nèi)的示蹤線端頭施加外加電流信號，通過電磁感應(yīng)原理根據(jù)示蹤線中施加電流產(chǎn)生的電磁場來探測管道的具體位置及埋深[4]（如圖1所示）。但標準并未規(guī)定信號源井的設(shè)置要求，實際工程設(shè)計時以設(shè)置足夠的信號源井為原則，一般不超過500 m設(shè)置1個信號源井，也可利用鄰近聚乙烯管道的燃氣閥井或凝水井做信號源井，若500 m內(nèi)沒有閥井或其他可以檢測示蹤線的位置時，應(yīng)單獨設(shè)置示蹤線信號源井。但在埋地管道實際檢測時，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)信號源井數(shù)量設(shè)置不足，導致無法找到示蹤線端頭或示蹤線加載電流信號傳輸距離不夠，致使主動源直連法探測管位的效果不佳甚至無法采用。

圖1 示蹤線主動源直連法探測管位示意圖

2.4 管道竣工驗收時未進行示蹤線的可探性檢測

新裝聚乙烯管道在整體耐壓試驗完成，管溝回填后，規(guī)范要求須進行示蹤線的導電性試驗和導通可探性驗收，但目前大部分的示蹤線安裝工程只進行了導電性檢測，示蹤線聯(lián)網(wǎng)后并未進行可探性檢測和竣工驗收檢查，這也導致很多示蹤線在后期的檢測或維護中并不能起到真正有效的示蹤作用。

2.5 示蹤線安裝質(zhì)量不良

由于在聚乙烯管道示蹤線施工過程中無法進行有效的監(jiān)控，部分現(xiàn)場施工人員對示蹤線的重要性認知不足，在施工過程中未嚴格按照施工要求而隨意敷設(shè)示蹤線，有些示蹤線接頭未連接好或未做好接頭處的防腐處理，有些示蹤線在敷設(shè)過程中就已被拉斷，或者后期被破壞拉斷，導致示蹤線無效[5]。聚乙烯管道維護或檢測定位時經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，隨管敷設(shè)的示蹤線不具有導電性，或雖具有導電性但卻不具有可探性，無法用主動源法探測管位。常見的示蹤線安裝質(zhì)量問題有以下幾種：

1）工程施工不規(guī)范造成示蹤線未能有效連接，示蹤線本身不合格或?qū)Ь€存在斷點，導致斷點后面的示蹤線無電信號通過，極個別施工單位偷工減料，沒有埋設(shè)示蹤線或埋設(shè)不完整，導致示蹤線導電性檢測不合格；有些工程采用的金屬示蹤線過細，導電截面積不夠，信號傳輸電阻大，信號衰減大，造成探測距離短。

2）主管或分支管末端示蹤線未采取良好接地措施（通常需剝掉示蹤線末端絕緣層50 cm后再掩埋），這樣就會使該段管示蹤線和大地之間的回路電阻過大，大于其他回路電阻，該回路沒有電流或分流的電流值非常小，從而無檢測信號，導致該部分管道無法探測和定位[6]。

3）示蹤線首端和末端未引出接頭，或接頭被剪斷掩埋無法找到露地端點（用于直接加信號端點），無法施加電流信號，造成無法實施探測。

4）示蹤線接頭或分支點連接未使用專用接頭器，或雖使用了專用接頭器但接頭未牢固連接，或接頭處未做好防腐絕緣導致示蹤線在較短時間內(nèi)腐蝕斷線，導致安裝的示蹤線失效。

3 燃氣管道施工中加強示蹤線安裝質(zhì)量的措施

3.1 資料審查

在聚乙烯埋地燃氣管道施工監(jiān)檢中，除了常規(guī)的受檢單位資質(zhì)、設(shè)計文件、施工組織設(shè)計、材料、閥門、管口加工、焊接、無損檢測、穿跨越工程、安全附件、耐壓試驗、泄漏性試驗、干燥與置換等常規(guī)的監(jiān)檢項目外，還需增加審查示蹤線相關(guān)的設(shè)計和竣工驗收文件，包括示蹤線材料的選擇、示蹤線的敷設(shè)要求、信號源井的設(shè)置數(shù)量及位置、示蹤線的導通性檢測和可探性檢測報告等，以便在現(xiàn)場檢驗時對上述內(nèi)容進行確認和驗證。

3.2 示蹤線的材料選擇

示蹤線不僅要有良好的導電性能，還要有一定的耐腐性和抗拉強度。雖然從探測理論上講示蹤線只要電阻足夠小，通過300 mA電流即可，但抗拉強度仍是要考慮的一個重要因素，否則在管道回填或地面不均勻沉降時容易被拉斷而失效。目前示蹤線的材料除了常規(guī)的銅芯電纜線外，在市政燃氣管線施工中也開始推廣應(yīng)用銅包鋼示蹤線，非開挖施工中部分已采用銅合鋼復合示蹤線，實際施工中應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求選擇合適的示蹤線。

3.3 示蹤線信號源井的設(shè)置

從CJJ 63—2008標準開始就規(guī)定敷設(shè)示蹤線的聚乙烯管應(yīng)設(shè)置信號源井，現(xiàn)場檢測時，通過信號源井內(nèi)的示蹤線探測聚乙烯管道的管位及埋深，但標準并未規(guī)定信號源井設(shè)置要求和數(shù)量。

實際上為加強信號的傳遞，聚乙烯管道沿線必須設(shè)置足夠的信號源井，也可利用鄰近聚乙烯管道的閥井或凝水井做信號源井，示蹤線在井內(nèi)應(yīng)預留出至少1 m的接頭，以備今后探測施加信號所用。工程設(shè)計時一般不超過500 m設(shè)置1個信號源井，當管線長度超過1 km且中間無閥門井、引入管等設(shè)施供預留示蹤線接頭時，宜每千米一處引出示蹤線并單獨設(shè)置信號源井。若分支管長于20 m，在分支管末端可設(shè)置信號源井，預計短期內(nèi)會接駁的也可做示蹤樁。信號源井位置應(yīng)在竣工圖上標出，以方便以后查閱。

3.4 管道示蹤線有效性檢驗

聚乙烯管道敷設(shè)完成后，在回填之前應(yīng)對示蹤線的完整性和有效性進行專項竣工驗收，主要包含示蹤線外觀檢查、接頭嚴密性檢查、整體導通性試驗和可探性檢測等項目。外觀檢查要求示蹤線在管道正上方且已固定、無打結(jié)、外PVC絕緣層無破損，接頭結(jié)合嚴密，無松脫、無金屬線裸露等情況；導通性試驗則需通過檢測電流或電阻值確定，一般無斷路、電流／電阻值無異常為合格[7]；管道安裝工程完成后，還應(yīng)使用管道探測儀對敷設(shè)示蹤線進行可探性檢驗，對示蹤線無法導通的管段，應(yīng)立即找到斷點并進行修復或重新敷設(shè)直至合格。

3.5 建議聚乙烯燃氣管道安裝監(jiān)檢增加示蹤線檢驗項目

針對《管道監(jiān)檢規(guī)》和體系文件《公用管道安裝監(jiān)督檢驗工藝》中關(guān)于管道示蹤線的檢驗項目和檢驗工藝的缺失，通過編制基于聚乙烯埋地燃氣管道示蹤線有效性的安裝檢驗新工藝，并制定團體標準“聚乙烯埋地燃氣管道示蹤線安裝及驗收檢測技術(shù)規(guī)范”，同時建議在聚乙烯埋地燃氣管道安裝監(jiān)檢時增加示蹤線的示蹤線裝置的完整性和有效性檢驗，這對于規(guī)范和指導檢驗人員對埋地聚乙烯燃氣管道安裝監(jiān)檢中示蹤線項目的檢驗具有指導意義。

4 結(jié)論

1）本文通過論述聚乙烯埋地燃氣管道示蹤線檢驗檢測的必要性，總結(jié)了聚乙烯埋地管道示蹤線的安裝規(guī)范和探測要求，希望在聚乙烯燃氣管道施工階段加強示蹤線的安裝質(zhì)量，從而在源頭上保證示蹤線的安裝敷設(shè)質(zhì)量和長期有效性。

2）建議在聚乙烯燃氣管道安裝監(jiān)檢時增加示蹤線的檢驗項目，尤其是增加示蹤線的可探性檢測項目，以有效確保示蹤線的安裝質(zhì)量，降低管道后期的維護成本，減少燃氣事故的發(fā)生，這對于促進燃氣管網(wǎng)的安全運行具有重要意義。