关于老旧钢制燃气管道安全的若干建议
——基于厦门市的检验案例

范成龙 黄学斌

（厦门市特种设备检验检测院 厦门 361004）

关于老旧钢制燃气管道安全的若干建议
——基于厦门市的检验案例

范成龙 黄学斌

（厦门市特种设备检验检测院 厦门 361004）

我国城市敷设天然气管道由于受到地域及空间的限制，大多埋入地下，形成地下燃气管网，定期检验十分困难，安全隐患较多。本文总结2016年市区老旧钢制燃气管道的定期检验结果，通过管道存在的安全隐患进行分析总结，提出保障老旧钢制燃气管道安全生产的若干建议，也为市区钢制燃气管道的安全管理工作及创新与发展提供合理化的参考。

老旧燃气管道 安全生产 安全隐患 治理措施

随着我国经济的快速增长，城市化进程不断加快，环境不断恶化，人们对清洁能源的需要不断增加，天然气作为清洁能源已经进入寻常百姓家，成为市民生产和生活不可或缺的一部分。然而作为天然气运输的主要载体——埋地管道的安全不可忽视，其安全性不仅关系到人们的人身安全，而且对安全生产产生重要影响。厦门市岛内人口密度高，情况复杂，一旦发生燃气腐蚀泄漏，危险性极高。青岛11.22事故就为大家敲响了警钟，山东省青岛市“11·22”中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故认定为责任事故，事故共造成63人遇难，156人受伤，直接经济损失7.5亿元。目前燃气埋地管道使用单位已经意识到检测的重要性，并按标准要求检测工作，检测标准也不断提高，但是检验城镇燃气过程中遇到较多的困难，部分困难在现有条件下暂时无法解决，本文依据国家法规标准及工程经验总结厦门市埋地管道安全生产存在的问题及处理意见。

1 2016年厦门市燃气埋地管道检验现状

2016年厦门市特检院根据天然气埋地管道风险调研结果，决定先对在20世纪90年代铺设的埋地管道、岛外高压管道以及地铁施工区域管道进行检验，分别为岛外高压1.38km，岛内市区38.77km。

1.1 岛外高压燃气管道主要问题

岛外高压燃气管道，管道管径大，输送燃气压力高，使用时间长，为市区的供气源，旁边还伴随中海油燃油管道，沿途经过高速及村庄，所以风险大，一旦发生事故，将会带来不可估量的经济损失。经检验，所检管道区域大部分处于杂草密集，部分垃圾堆积，土壤潮湿的地段，检验人员已无法进入相关区域对管道实施检验工作，因此检验人员只检测东宅刘厝和十八王宫附近约1.3km；经检验在东宅刘厝段的管道两侧7m范围内有人员聚集且建筑物普遍；管道部分区域上方已经改造成水田及菜地，上方有烧稻草现象；管道经过空旷区域有大型建筑机械占压现象；管道的沿线警示桩，测试桩，标识桩缺失或失效；经PCM防腐层检测仪检测，存在7处防腐层破损点；检查的资料不全等。

1.2 岛内老旧燃气管道主要问题

岛内检验燃气管道总共检验38.77km，管道主要为20世纪90年代铺设，采用冷缠胶带防腐，牺牲阳极电法保护，发现主要问题如下：

1）资料不全。

由于建设年代已久，大部分已经超过10年，以前是燃气总公司建设，资料移交更换多次，因此资料大部分不全，由于市政建设的需要，部分管段已经进行多次改道，例如安装监督检验资料，牺牲阳极资料以及年度检查报告等重要资料不全，这不仅增大了检测难度而且有可能导致部分管道无法进行真实有效的检测评估或漏评估。

2）无法判断牺牲阳极位置，电漏点较多。

经检验岛内公用管道，电流泄漏点599个，这些泄漏点可能是牺牲阳极的位置，但也有可能是防腐层破损点，目前，未见相关资料表明为牺牲阳极，造成判断困难；

3）安装环境已发生很大变化，不符合相关标准要求。

经检验，部分管道上方存在种植大型树木，存在建筑占压现象，管道旁常伴随高压电缆以及高压变电柜，由于城市道路扩建，部分管道已经位于机动车道主车道下方等造成检测危险性高，检测效率低，给定期检验带来极大的困难。

4）部分阀门井积水严重，阀门锈蚀。

经开阀门检验，部分阀门井积水严重，阀门锈蚀，阀门井无法开启，垃圾污物堆积，经可燃气检测，有10个阀门井可燃气超10000mg/m3。

5）缺少管线标识，部分管线标识严重偏离管道真实位置。

经管道定位检测，部分管道未标识及标识缺失，部分管道标识严重偏离管道的真实位置，有的偏差超5m，有的管道在机动车道上而标识却在人行道上，容易造成第三方施工误判，造成管道破坏。

6）未发现测试桩。

埋地管道测试桩是监控管道是否受电法保护以及给管道施加信号进行管道检测的装置，在检测老旧管道过程中未发现测试桩，给埋地管道检测及管地电位监控造成极大困难。

7）部分管地电位不符合标准要求。

牺牲阳极管地电位是保护管道不受腐蚀的监控方式，经检验，部分牺牲阳极由于铺设年代久远，牺牲阳极已经消耗或缺失，不能提供符合要求的电位，这部分管道可能已经遭受腐蚀，经使用单位资料查询，使用单位管地电位检测为每半年一次，管地电位测试位置较少，且大部分在阀门井测试，不能代表整条管线的管地电位。

8）地铁施工破坏。

在检验地铁施工沿线管道过程中，发现有施工区域将管道防腐层严重破坏现象。

9）管道裸露及埋深浅。

在对管道进行管道埋深检测过程中，发现有局部埋地管道已经裸露到表面，防腐层已剥离，管道金属本体腐蚀现象；同时有部分管道埋深非常浅，最浅仅70mm，不符合设计及标准要求。

10）直接开挖检测困难。

目前针对埋地管道的检测手法有很多，但直接开挖检测是一种最直接也是最准确的检测手段，但由于本市埋地管道铺设复杂，与众多管线平行交错，开挖涉及多个部门，开挖手续烦琐，开挖成本高等，这无疑阻碍或延缓了埋地管道的定期检验进程。

11）植物根系破坏防腐层。

直接开挖检测，发现管道有局部腐蚀及植物根系穿透防腐层现象。《城镇燃气管理条例》规定在燃气设施保护范围内禁止种植植物根系。

12）部分检测环境干扰大。

检测过程中常碰到并行过交错的电力和通信设施，在有较大的电磁干扰时，会导致检测设备无法在干扰区工作，造成一定区域内无法准确检验。同时在高压输电线与埋地管道相邻铺设时，高压输电线通常以“电感耦合干扰、电容耦合干扰、电阻耦合干扰”3种形式对埋地管道产生电流干扰性腐蚀[1]。

13）市区还有部分陈旧铸铁管道。

部分铸铁管道敷设于20世纪90年代，主要运输介质为煤气，目前主要改造成输送天然气。由于输送介质的改变，由湿的煤气改成干燥的天然气，这样对原先的阀门密封圈有更高的要求，经检测部分阀门井中的阀门有泄漏天然气现象。目前国内常用的外防腐层不开挖检测方法为PCM与DM，但是由于铸铁管道电流衰减严重，电流在铸铁管道中传播困难，所以对铸铁管道的外防腐层检测困难。

2 目前保护老旧钢制管道安全生产有效措施

为降低管道运行风险，减少事故的发生，减少对居民安全生产的威胁，应采取“早发现，早治疗”的原则，针对市区管道的安全威胁，应采取以下措施：

2.1 岛外高压燃气管道安全治理提升措施

1）对岛外高压燃气管道资料进行全面检查，及时发现欠缺的资料，并及时补齐。

2）由于岛外燃气管道大部分与中海油管道并行，应与中海油协商，共同维护管线经过的区域，定期除草，以便进行管道的定期检验工作。

3）检查管道沿线的标识桩与测试桩，确保标识桩与测试桩安全有效。

4）加大对沿线居民的安全普法意识，拆除占压建筑，确保管道安全。

5）加强管道的定期检验工作，对定期检验发现的问题及时整改，如发现的防腐层破损点及时修复。

2.2 岛内老旧燃气管道安全治理提升措施

1）对岛内主要燃气管道资料进行全面检查，及时发现欠缺的资料，并及时补齐，便于随时查阅。

2）由于市区埋地管道采用牺牲阳极电法保护，而牺牲阳极是有使用寿命的，根据土壤的腐蚀活性不同而不同，由于城市燃气管道服役年限较长，部分已经超10年，经检测部分管道的管地电位存在不符合标准现象。经开挖检测，存在牺牲阳极与管道连接的导线已断开现象，加上没有资料显示牺牲阳极的具体位置，需要全市密集监控管地电位，对于管地电位不符合要求的管道需尽快重新埋设牺牲阳极，确保管道处于电法保护状态。

3）对全市燃气管道阀门井进行普查，及时发现是否可燃气体超标以及阀门积水及锈蚀现象，以便及时修复处理，对于可燃气体超标而不能立即修复的阀门井，应采取以警示隔离措施，以防火源投进阀门井，造成严重事故。

4）对全市管道进行详细定位，并做好地面标识，确保管道走向与定位一致，防止第三方由于错误的管道标识造成错误的判断，从而造成第三方严重破坏。

5）对于位于灌木底下和机动车道下方的燃气管道，符合条件的进行路线改造。城市钢制埋地管道的保护措施最重要的工作是保证管道的电位到特定的范围，过高或过低都会产生不利的影响。钢铁对土壤的自然电位是-0.40～0.65V，在管道施加牺牲阳极后，其电位向负向偏移，直到进入阴极保护状态。管道电位向负向偏移太小，或电位小于最小保护电位，不能有效阻止腐蚀的发生；但若电位负向偏移太大，超过最大保护电位时，可能会减弱甚至破坏防腐层的粘结力，即发生“过保护”导致防腐层阴极剥离[2]。因此GB/T 19285—2014《埋地钢制管道腐蚀防护工程检验》规定在阴保保护状态下，测得的管地电位至少达到-0.85V（vs. CSE）。然而厦门市区属于沿海地区，特别是沿海及填海附近的埋地管道，由于其含盐量较高，土壤湿度大，腐蚀速率快，因此埋设在哪些地区的埋地管道牺牲阳极消耗快，从而监控该地区的管地电位尤为重要。故不能改造的燃气管道，应密集加装电位测试桩进行管地电位监控，使管道还处于电法保护状态，不至于快速腐蚀穿孔。市区老旧的钢制燃气管道主要的防腐层是冷缠胶带防腐，这类防腐有一优点是其管道与防腐层剥离的管地电位是大于1.7V，而现有各种牺牲阳极阳极保护电位均不超过1.6V，故无须考虑阴极剥离的问题[2]。所以对于因埋设在机动车道下、大型植被下，以及附近有高压电力设施等难以监控的区域，可增加牺牲阳极的安装，确保管地电位符合要求，不至于因管道防腐层遭受破坏而腐蚀。

6）对于没有测试桩或者测试桩损坏缺失的管道，应依据标准的要求重新铺设，特别是人流量密集，与其他电力设施接近的管段，以便及时对管地电位以及杂散电流的监控，还可以方便对管道施加信号进行必要的检验。

7）加强对第三方施工的检查，一旦发现有损管道的情况，应及时修复，确保管道不承受第三方的破坏。

8）对于检验过程发现管道裸露腐蚀以及埋深浅的问题，使用单位应依据检验的结果及时进行修复。

9）对于间接检测发现安全隐患以及发生过安全生产事故的管道及时进行开挖检测，开挖涉及的各部门应协调配合燃气管道的开挖工作。

10）对全市的铸铁管道进行普查，并对其阀门定期进行测漏检测，按计划对其进行更换成钢管或PE管。

3 针对地铁沿线燃气管道的保护措施

3.1 地铁杂散电流概述

随着厦门市城市化的不断加快，城市轨道交通迎来迅猛发展时期，然而在地铁带来极大便利的同时，也对城市钢制埋地管道造成巨大威胁，我国轨道交通多采用直流供电，一旦有电流流入管道造成杂散电流，在管道流出部分管道就会因杂散电流的干扰产生严重电化学腐蚀，迅速腐蚀穿孔。由于本市钢制埋地管道已经服役，地铁后面施工，由于受路面以及地下管网建设路径受限，不可避免地存在与地铁并行交叉的情况。特别是地铁1号线与2号线，均与燃气管道并行且这部分管道已经服役超过10年，防腐层又是较落后的冷缠胶带防腐，2号线沿线吕岭路管段已发现多处电漏点，无法判断是牺牲阳极还是较大破损点，为杂散电流流入流出管道提供通道，所以杂散电流的监控显得尤为重要。根据《铁路供电手册》，每安培杂散电流对金属腐蚀量见表1[3]。

表1 杂散电流金属腐蚀量

国内的测试表明，杂散电流的强度个别地区可以达到几安培、几十安培甚至几百安培。杂散电流腐蚀区别于土壤等自然腐蚀的特点是强度高，几毫米厚的管道几个月内或2、3年内就腐蚀穿孔。杂散电流造成管道腐蚀穿孔的次数和速度都是十分惊人的，危害巨大。东北输油管理局近30多年的管道管理经验也证明了，管道发生泄漏事故中80%是由于干扰腐蚀造成的[4]。

●3.1.1 因地铁杂散电流的腐蚀案例

1）北京地铁1期工程于20世纪70年代初开始运行，目前主体结构中的钢筋已发现有严重的杂散电流腐蚀，且隧道内发生水管腐蚀穿孔[5]；

2）香港曾因地铁杂散电流引起煤气管道的腐蚀穿孔而造成煤气泄漏的事故[5]。

3）广州白云机场地铁于2010年开通后，受地铁杂散电流干扰，机场航油管道阴极保护系统出现瘫痪，航油管道安全受到极大威胁[5]。

4）上海密集的地铁对沿线埋地油气管道产生了严重的杂散电流干扰，地铁2#线世纪大道沿线地下的DN300燃气钢管在2008年之前已发生近10次腐蚀泄漏事故，造成了很大的经济损失和社会负面影响[5]；

5）2009年3月，深圳燃气公司投诉深圳地铁，由于杂散电流的影响，造成燃气管道腐蚀穿孔多处，索赔2100万[6]。

3.2 厦门市地铁杂散监控难点

厦门市管道纵横交错，与地铁1号线并行管道大多位于机动车道上且车辆人流量大，检测场地受限；管道附近常伴随电力设施，容易对检测造成干扰；管道沿线无测试桩对管道电位进行监控；管道定位标识出现偏差，标识间距过大，未对管道进行标识等。

3.3 为防患于未然，需要对埋地燃气管道进行监控

1）在地铁通电之前应对管道进行详细的定位，做好相关标识；

2）根据调研结果，判断可以存在杂散电流的重点区域，加装测试桩等检测措施；

3）地铁建设部门应与燃气管理部门通力合作，进行数据共享，可通过远程监控等手段共同监控地铁沿线埋地管道杂散电流数据库，共同制定应急预案和防护措施，与地铁办沟通详细了解地铁供电回路，特别是回路站点的设置；

4）在地铁试运行期间，需要对全线管道进行杂散电流普查工作，判断是否因地铁运行而产生杂散电流，当普查发现杂散电流并对管道产生超过标准规定的影响时，应采用更先进的检测手段进行判断杂散电流在管道的流出点，特别是电流在管道的流出点将会发生剧烈腐蚀。最后根据检测结果进行管道排流措施，降低杂散电流对管道产生的影响。

4 结束语

城市埋地燃气管道的安全关系到千家万户的安全生产，一旦发生燃气泄漏，有可能会给城市带来难以挽回的巨大危害及损失，只有及时发现其中的安全隐患，并及时有效的解决，做到防患于未然，才能降低燃气运输的安全威胁。

[1] 欧阳孝含，阎明，刘全桢，等.高压输电线对埋地管道交流腐蚀相关判别的准则[J].科技创新导报，2015，(34)：67-68.

[2] 陈秋雄，杨印臣.城市燃气管道阴极保护电位的探讨[C]//2007全国埋地管线腐蚀控制和监测评估工程技术交流会论文汇编.2007：26-29.

[3] 李斌，杨罗.浅析城市地铁建设及燃气保护[J].上海煤气，2011，(03)：16-18.

[4] 王文涛.高压交、直流电力设施对埋地管道的干扰危害及检测[J].石油和化工设备，2009，(09)：51-55.

[5] 刘文权.城市地铁杂散电流对埋地输油管道的危害[J].全面腐蚀控制，2014，(11)：29-32.

[6] 孙向琨.城市轨道交通周围金属地埋管道的排流与监测[J].铁道工程学报，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

范成龙（1986～)，男，本科，工程师，从事锅炉能效测试及城市埋地管道检验工作。

范成龙，E-mail：344704217@qq.com。

埋地管道穿越段检验技术研究（项目编号：FJQI2016050）

2017-02-20）