論壓力管道檢驗(yàn)檢測技術(shù)在中小城市的應(yīng)用

趙文君

摘要： 本文圍繞中小城市發(fā)展特色，在有限的人員、設(shè)備、資金條件下，提供一條科學(xué)可行的壓力管道檢驗(yàn)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(guān)鍵詞： 中小城市壓力管道；完整性管理；強(qiáng)度計(jì)算

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

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

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量新技術(shù)、新設(shè)備，使壓力管道設(shè)備日益自動化、智能化。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，各種管道數(shù)量猛增，人們對環(huán)境保護(hù)意識和安全生產(chǎn)意識的進(jìn)一步增強(qiáng)，這要求我們進(jìn)一步加強(qiáng)壓力管道的完善管理，管道完整性評價(jià)、壓力管道泄漏檢測、地質(zhì)災(zāi)害及特殊地段監(jiān)測與防護(hù)、儲運(yùn)設(shè)備安全檢測及評價(jià)技術(shù)等一系列的新技術(shù)將成為我們國家今后壓力管道研究的重點(diǎn)課題，同時(shí)各類企業(yè)存在設(shè)備管理人員不是很了解壓力管道檢驗(yàn)檢測相關(guān)法規(guī)的內(nèi)容和各項(xiàng)技術(shù)的原理、適用范圍、應(yīng)用技巧等知識、企業(yè)的壓力管道的管理不是很完善的現(xiàn)狀，這對壓力管道的監(jiān)督管理工作帶來了難題。

隨著我國經(jīng)濟(jì)政策的調(diào)整，中小城市經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，但由于初期投入不足、城市規(guī)劃不夠長遠(yuǎn)等原因，壓力管道的安全隱患始終存在于城市的各個(gè)角落。那么，對于中小城市壓力管道的檢驗(yàn)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(diǎn)與布局

1.1 壓力管道的特點(diǎn)

壓力管道作為特種設(shè)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(shè)備安全法》適用范圍。壓力管道作為運(yùn)輸載體，具有運(yùn)量穩(wěn)定，占地面積小，運(yùn)輸建設(shè)周期短、費(fèi)用低，運(yùn)輸安全可靠、連續(xù)性強(qiáng)，運(yùn)輸耗能少、成本低、效益好等優(yōu)勢。單條管道運(yùn)載的介質(zhì)比較單一，也不能隨便擴(kuò)展管線，當(dāng)需要使用多種介質(zhì)在不同的工況下應(yīng)用時(shí)，必然管路錯(cuò)綜復(fù)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(yè)格局息息相關(guān)。農(nóng)業(yè)型城市，壓力管道應(yīng)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(nèi)管道；輕工業(yè)城市，相較于農(nóng)業(yè)型城市，蒸汽管道大量應(yīng)用，而且隨著國內(nèi)環(huán)境局勢嚴(yán)峻，燃煤鍋爐被燃?xì)忮仩t替代趨勢不可逆轉(zhuǎn)，天然氣管道也逐漸增多；重工業(yè)城市，壓力管道的應(yīng)用則種類繁多，冶金、機(jī)械、能源、化工都需要大量的不同介質(zhì)的壓力管道來支持企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其中以能源、化工行業(yè)最為復(fù)雜。能源工業(yè)壓力管道，覆蓋面積大，地形復(fù)雜；化工工業(yè)壓力管道，介質(zhì)復(fù)雜，管路集中，工作環(huán)境惡劣。

為了讓壓力管道能夠更加安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，減少不必要的財(cái)產(chǎn)、人員損失，如何合理選擇的壓力管道檢驗(yàn)檢測技術(shù)，是每個(gè)使用壓力管道的企業(yè)，都應(yīng)該也必須去考慮的問題。

2 壓力管道檢驗(yàn)檢測技術(shù)

2.1 壓力管道檢驗(yàn)檢測技術(shù)使用環(huán)境

壓力管道的檢驗(yàn)檢測有其特殊性，同一條壓力管道，可能同時(shí)應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)（一條能源管道可能同時(shí)涉及其他工業(yè)、民用），由多個(gè)相關(guān)部門同時(shí)監(jiān)管（安監(jiān)、質(zhì)監(jiān)、城建、市政等），又同時(shí)適用于多種法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)（電力、化工、機(jī)械等）；壓力管道的檢驗(yàn)檢測也有其復(fù)雜性，由于管道的結(jié)構(gòu)，長而中空，內(nèi)有流體，在實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)力計(jì)算極其復(fù)雜，當(dāng)管道使用了一定的時(shí)間，隨著環(huán)境、腐蝕以及人為影響等因素，整條管道的某個(gè)局部，應(yīng)力就會發(fā)生變化，產(chǎn)生難以預(yù)計(jì)的后果。相對于壓力容器、鍋爐等承壓類特種設(shè)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(jìn)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(yè)領(lǐng)域中發(fā)展迅速，如美國基于大量的技術(shù)研究與工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在壓力管道安全完整性管理方面已經(jīng)形成了一套完善的法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系。雖然在我國起步較晚，但在設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)與維修改造等方面的行政許可工作已有序開展，并由有關(guān)單位編寫企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《管道完整性管理規(guī)范》（Q/SY1180-2009）。但完整性管理相關(guān)的核心技術(shù)，如監(jiān)控、檢測、評價(jià)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)體系，仍不完善，導(dǎo)致完整性管理技術(shù)的應(yīng)用難以廣泛推廣和應(yīng)用。

2.2.2 壓力管道完整性管理在中小城市的應(yīng)用

中小城市中，出于成本控制，使用過于宏大的系統(tǒng)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(tǒng)的整套體系。我們需要結(jié)合城市特色，科學(xué)規(guī)劃適合的壓力管道完整性管理方法。

2.2.2.1 壓力管道數(shù)據(jù)庫

城市壓力管道的數(shù)據(jù)庫建立是全過程監(jiān)控的重要環(huán)節(jié)，其中包括壓力管道原始數(shù)據(jù)、壓力管道安裝位置以及壓力管道歷年檢查數(shù)據(jù)、問題記錄和安全評估。

壓力管道原始數(shù)據(jù)的收集往往非常困難，我國全面單獨(dú)開展壓力管道檢驗(yàn)檢測至技術(shù)相對成熟不過十幾年的時(shí)間，在上世紀(jì)80年代以前，甚至沒有可參考的規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)，在這種環(huán)境下，壓力管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用過程都極不規(guī)范，出現(xiàn)原始資料遺失，管道材質(zhì)不明、安裝單位沒有相關(guān)資質(zhì)、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(dǎo)致許多中小城市甚至一些二線大城市的壓力管道檢驗(yàn)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(chǔ)數(shù)據(jù)庫，但是在地方中小城市對于國家級的案例、數(shù)據(jù)往往難以套用，中小城市的檢驗(yàn)檢測人員可能仍需要5至10年的時(shí)間采集數(shù)據(jù)，分析案例，建立起符合地方特色的完整數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)有條件下，短期內(nèi)中小城市壓力管道檢驗(yàn)檢測人員，除了建立每年壓力管道設(shè)備臺帳以外，還需要對舊數(shù)據(jù)進(jìn)行篩查，把過去沒有確定的數(shù)據(jù)確定下來，必要時(shí)候還可以求教行業(yè)內(nèi)專家和高級別的檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)。endprint

壓力管道的安裝位置對于大多數(shù)中小城市而言，出于成本、人員素質(zhì)的考慮，還不需要考慮地理信息和三維立體化，現(xiàn)階段，在現(xiàn)場繪制單線圖，標(biāo)明相關(guān)參數(shù)，加入電子數(shù)據(jù)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(jìn)行巡檢、記錄，每年對在用管道進(jìn)行年度檢驗(yàn)，特種設(shè)備檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)還會分周期對壓力管道進(jìn)行全面檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的目的是為了發(fā)現(xiàn)潛在安全問題，其中最直接的就是發(fā)現(xiàn)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(yàn)檢測人員在學(xué)習(xí)與實(shí)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(shù)體系。

失效模式的研究，在理論層面已經(jīng)非常成熟，在失效事故的技術(shù)檢驗(yàn)也形成一套成熟的模式。但要在檢測中直接發(fā)現(xiàn)缺陷，需要使用大量的檢測設(shè)備，例如電磁技術(shù)設(shè)備，對于中小城市的企業(yè)規(guī)?？偭亢蜋z驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)人員來講，使用和培訓(xùn)人員來使用這些設(shè)備的代價(jià)過于昂貴，那么我們就要充分利用現(xiàn)有資源，把企業(yè)、監(jiān)管單位、檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)形成整體，對企業(yè)管理和使用人員進(jìn)行充分的培訓(xùn)，讓每一個(gè)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(yè)的信息以供參考，而檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)可以利用現(xiàn)有設(shè)備的檢測數(shù)據(jù)結(jié)合使用記錄進(jìn)行分析、評估，從而完成基于失效模式的檢測評價(jià)。

2.3 壓力管道強(qiáng)度計(jì)算

壓力管道的強(qiáng)度計(jì)算往往要比壓力容器復(fù)雜和困難，強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果，直接影響管件壁厚的選擇，設(shè)計(jì)參數(shù)的確定等。在中小城市的管道工程中，設(shè)計(jì)方往往不會給使用單位出具強(qiáng)度計(jì)算書，只提供設(shè)計(jì)參數(shù)，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(jì)算，然后與地方質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行確認(rèn)。

隨著國家標(biāo)準(zhǔn)化的開展，《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50316-2000）2008版以及《壓力管道規(guī)范-工業(yè)管道》（GB/T20801-2006）為我們提供了較科學(xué)的強(qiáng)度計(jì)算方法，不論是直管、彎管都可以較快捷地進(jìn)行壁厚校核。標(biāo)準(zhǔn)的出臺，為中小城市的檢驗(yàn)檢測人員，提供了很好的理論依據(jù)，這樣即使不依靠專家指導(dǎo)，稍加培訓(xùn)就能熟練地進(jìn)行普通的校核計(jì)算。

管道的具體強(qiáng)度計(jì)算方法，可參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)論文。

3 亟待解決的問題

3.1 標(biāo)準(zhǔn)的空白

壓力管道涉及行業(yè)多，應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，目前壓力管道的標(biāo)準(zhǔn)體系，主要是圍繞《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》中定義的工業(yè)管道形成的法規(guī)、國標(biāo)體系；而對于公用管道，標(biāo)準(zhǔn)的制定非常謹(jǐn)慎且涵蓋范圍較小，而適用范圍中大多數(shù)管道檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)只負(fù)責(zé)檢測，而最終結(jié)論由評價(jià)機(jī)構(gòu)來得出，這對于市、縣一級的企業(yè)和檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)來講，非常難于操作；長輸管道多由省級以上機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，不在本文討論范圍；動力管道目前還只停留于概念和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的階段，市、縣一級的檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)不具備介入的實(shí)力和理論支持。

3.2 監(jiān)管的空白

壓力管道涉及所有重工業(yè)、輕工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)以及各行業(yè)學(xué)術(shù)試驗(yàn)等極大的行業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)監(jiān)管的職能部門涉及安監(jiān)、質(zhì)監(jiān)、住建、消防以及特殊領(lǐng)域相關(guān)職能部門。雖然有諸多部門在監(jiān)管，但壓力管道仍存在大量的監(jiān)管空白，例如石油化工行業(yè)，雖然各政府職能部門多層監(jiān)管，但仍然出現(xiàn)11.22青島輸油管道爆炸事件，從事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，企業(yè)壟斷造和職能部門相互推諉責(zé)任造成了監(jiān)管空白；還有能源運(yùn)輸行業(yè)，各地天然氣輸氣管道的例行定期檢驗(yàn)，涉及公用管道檢驗(yàn)，在全國范圍內(nèi)并沒有全面開展，這里有設(shè)備、技術(shù)落后的原因，還有政府部門監(jiān)管只停留在上層，沒有明確專管職責(zé)，到目前為止，大多中小城市甚至一些大城市的具體檢驗(yàn)工作仍由各天然氣公司自己來做，發(fā)生事故大多由企業(yè)自己承擔(dān)。

以上的問題，是壓力管道檢驗(yàn)檢測工作存在的歷史問題，這需要政府和各行業(yè)專家共同去解決，在中小城市，缺乏人員、設(shè)備、資金的情況下，我們需要尋找一條經(jīng)濟(jì)、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(shè)備安全盡綿薄之力。

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