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(cè)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(hào)：U178 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(dòng)化、智能化。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，各種管道數(shù)量猛增，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)和安全生產(chǎn)意識(shí)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(píng)價(jià)、壓力管道泄漏檢測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害及特殊地段監(jiān)測(cè)與防護(hù)、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備安全檢測(cè)及評(píng)價(jià)技術(shù)等一系列的新技術(shù)將成為我們國(guó)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(cè)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(shí)、企業(yè)的壓力管道的管理不是很完善的現(xiàn)狀，這對(duì)壓力管道的監(jiān)督管理工作帶來(lái)了難題。

隨著我國(guó)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(zhǎng)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(duì)于中小城市壓力管道的檢驗(yàn)檢測(cè)，筆者有一些淺見(jiàn)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(guó)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(shì)。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(chǎng)站，冷庫(kù)等場(chǎng)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(guó)內(nèi)環(huán)境局勢(shì)嚴(yán)峻，燃煤鍋爐被燃?xì)忮仩t替代趨勢(shì)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(lái)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(cè)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(wèn)題。

2 壓力管道檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

2.1 壓力管道檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)使用環(huán)境

壓力管道的檢驗(yàn)檢測(cè)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(cè)也有其復(fù)雜性，由于管道的結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)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(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生難以預(yù)計(jì)的后果。相對(duì)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(duì)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(guó)外油氣管道工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)展迅速，如美國(guó)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(guó)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(kāi)展，并由有關(guān)單位編寫(xiě)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(cè)、評(píng)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(guò)于宏大的系統(tǒng)是不適用的。我們沒(méi)有必要照搬國(guó)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(kù)

城市壓力管道的數(shù)據(jù)庫(kù)建立是全過(guò)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(wèn)題記錄和安全評(píng)估。

壓力管道原始數(shù)據(jù)的收集往往非常困難，我國(guó)全面單獨(dú)開(kāi)展壓力管道檢驗(yàn)檢測(cè)至技術(shù)相對(duì)成熟不過(guò)十幾年的時(shí)間，在上世紀(jì)80年代以前，甚至沒(méi)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(guò)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(méi)有相關(guān)資質(zhì)、使用過(guò)程無(wú)專人管理等等一系列問(wèn)題，這些問(wèn)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(cè)工作停滯不前。雖然“十二五”期間，中國(guó)特檢院建立了壓力管道安全完整性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，但是在地方中小城市對(duì)于國(guó)家級(jí)的案例、數(shù)據(jù)往往難以套用，中小城市的檢驗(yàn)檢測(cè)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(kù)?，F(xiàn)有條件下，短期內(nèi)中小城市壓力管道檢驗(yàn)檢測(cè)人員，除了建立每年壓力管道設(shè)備臺(tái)帳以外，還需要對(duì)舊數(shù)據(jù)進(jìn)行篩查，把過(guò)去沒(méi)有確定的數(shù)據(jù)確定下來(lái)，必要時(shí)候還可以求教行業(yè)內(nèi)專家和高級(jí)別的檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)。endprint

壓力管道的安裝位置對(duì)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(chǎng)繪制單線圖，標(biāo)明相關(guān)參數(shù)，加入電子數(shù)據(jù)庫(kù)就可以一目了然。

2.2.2.2 壓力管道檢測(cè)與評(píng)估

在壓力管道使用中，除了使用單位例行對(duì)壓力管道進(jìn)行巡檢、記錄，每年對(duì)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(huì)分周期對(duì)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(wèn)題，其中最直接的就是發(fā)現(xiàn)缺陷。近年來(lái)，為了有效提高缺陷檢出率，提高檢測(cè)方法的有效性與針對(duì)性，我國(guó)檢驗(yàn)檢測(cè)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(cè)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(cè)中直接發(fā)現(xiàn)缺陷，需要使用大量的檢測(cè)設(shè)備，例如電磁技術(shù)設(shè)備，對(duì)于中小城市的企業(yè)規(guī)?？偭亢蜋z驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)人員來(lái)講，使用和培訓(xùn)人員來(lái)使用這些設(shè)備的代價(jià)過(guò)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(cè)機(jī)構(gòu)形成整體，對(duì)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(cè)機(jī)構(gòu)可以利用現(xiàn)有設(shè)備的檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合使用記錄進(jìn)行分析、評(píng)估，從而完成基于失效模式的檢測(cè)評(píng)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(huì)給使用單位出具強(qiáng)度計(jì)算書(shū)，只提供設(shè)計(jì)參數(shù)，這對(duì)與管道的長(zhǎng)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)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(tái)，為中小城市的檢驗(yàn)檢測(cè)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(wèn)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(guó)標(biāo)體系；而對(duì)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(cè)機(jī)構(gòu)只負(fù)責(zé)檢測(cè)，而最終結(jié)論由評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)來(lái)得出，這對(duì)于市、縣一級(jí)的企業(yè)和檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)講，非常難于操作；長(zhǎng)輸管道多由省級(jí)以上機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，不在本文討論范圍；動(dòng)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(jí)的檢驗(yàn)檢測(cè)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(guó)范圍內(nèi)并沒(méi)有全面開(kāi)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(méi)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(lái)做，發(fā)生事故大多由企業(yè)自己承擔(dān)。

以上的問(wèn)題，是壓力管道檢驗(yàn)檢測(cè)工作存在的歷史問(wèn)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。

參考文獻(xiàn)：

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