上海奉賢申龍燃氣工程有限公司 陸桂君

0 前言

為確保城市燃氣管網(wǎng)的安全運行《城市煤氣、天然氣管道工程技術(shù)規(guī)程》(DGJ 08—10—2004)中提高了管網(wǎng)嚴密性試驗的要求(要求以不泄漏為合格，以前規(guī)程要求實際壓降小于規(guī)定壓降即為合格)，這對提高城市管網(wǎng)投入運行前的門檻，確保城市觀網(wǎng)的安全運行都具有重大意義，但在規(guī)程實際使用中，由于對管道內(nèi)介質(zhì)溫度的采集缺乏手段，采集到的溫度數(shù)據(jù)失真，使管道驗收存在誤判和漏判的重大問題。能否改善和解決該問題對提高新規(guī)程的適應(yīng)性，提高其權(quán)威性有重要作用。

1 問題及其表現(xiàn)特征

現(xiàn)行規(guī)程要求的“以不泄漏為合格”，具體判定方法使用《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范》(CJJ 33—2005)氣密性試驗公式：

式中：Δp——修正壓力降，Pa；

H1、H2——試驗開始和結(jié)束時的壓力計讀數(shù)，Pa；

B1、B2——試驗開始和結(jié)束時的氣壓計讀數(shù)，Pa；

T1、T2——試驗開始和結(jié)束時的管內(nèi)介質(zhì)溫度，℃。

當Δp≯0時，即為合格。

該公式中的理論基礎(chǔ)為理想氣體定律：即存封閉條件下，一定量氣體的溫度、壓力、體積3位參數(shù)符合pV/T為一定值。

1.1 問題表現(xiàn)

(1)管道驗收中，管道內(nèi)氣體體積V為定值，即變量只有p、T兩個。因此，可先假設(shè)管道氣密性試驗合格(即 Δp=0)。則有p1/T1=p2/T2，即有p1/T1-p2/T2=0，但我們在實際試驗中發(fā)現(xiàn)，在管道氣密性試驗合格的情況下，絕大多數(shù)Δp計算值為負值，即我們所謂的壓力升高。這說明我們對p、T的數(shù)據(jù)采集存在問題。

(2)對于p、T兩數(shù)據(jù)，理論分析認為：氣體中分子運動相當活躍，而壓力就是單位時間內(nèi)分子運動撞擊所表現(xiàn)出來的物理特性。即在一段管網(wǎng)內(nèi)，即使管道長度較大,但因分子運動的特性,其壓力表現(xiàn)是相當一致的；另一方面，空氣因其導熱系數(shù)小，是良好的絕熱層，其溫度傳遞相當慢。

綜上分析同時結(jié)合大量實際試驗表明：p的數(shù)據(jù)采集較準確，而同樣一段管網(wǎng)，因為我們采集數(shù)據(jù)的位置特征不一，溫度T就有可能出現(xiàn)較大的誤差造成截然不同的判斷結(jié)果，即合格的變?yōu)椴缓细?，不合格的變?yōu)楹细瘢瑥亩刮覀兊墓芫W(wǎng)安全最重要檢測手段之一氣密性試驗流于形式，甚至靠天吃飯(主要受T1、T2的差異影響)。管網(wǎng)驗收時就曾出現(xiàn)初驗不合格但未查出任何漏點，連續(xù)驗收時又為合格的情況。

1.2 試驗規(guī)律

經(jīng)過我們在日常驗收工作中的大量統(tǒng)計表明，氣密性試驗工作表現(xiàn)出如下明顯特征：

(1)當開始驗收時的外界溫度T1，24 h后的外界溫度為T2：

當T2>T1時，管道不合格的比率大幅上升。

當T2

(2)當埋地管道在整個驗收管道中的比例較大時，管網(wǎng)的合格率大幅提高。

原因分析：假設(shè)一段設(shè)計壓力為0.4 MPa管道內(nèi)氣體在標準狀態(tài)下溫度上升1℃，即大氣壓B及體積V一定，根據(jù)氣密性試驗公式可計算出其壓降Δp′為2 kPa左右；而同樣情況下，設(shè)計壓力為5 kPa的低壓管道壓降為400 Pa左右。這樣的壓降足以影響判斷結(jié)果，這就證明溫度是管道壓降的較敏感因素。

2 現(xiàn)行溫度采集方法的優(yōu)缺點分析

現(xiàn)奉賢燃氣公司由于缺少相應(yīng)的管道內(nèi)測溫裝置，仍采用測量管道外溫度的方式，其中埋地管道為測量近管道處地下溫度。

優(yōu)點：取樣容易、經(jīng)濟，易于設(shè)置，保證管網(wǎng)設(shè)施施工的連續(xù)性。

缺點：溫度數(shù)據(jù)采集失真，無法真實測定管道內(nèi)氣體溫度，易受外界干擾，帶來漏判的安全隱患和誤判的不必要資源浪費。

面臨的問題：氣密性試驗作為天然氣管網(wǎng)施工質(zhì)量的主要措施，尋找一種經(jīng)濟、簡捷、有效的方法來解決該問題成為氣密性試驗的主要困難。

3 現(xiàn)階段的改善措施

(1)由于埋地管道埋于地下，而土壤傳遞溫度也較慢，所以管道溫度相對較穩(wěn)定而架空管道完全暴露于空氣中溫度易受外界影響，如果管網(wǎng)中的埋地與架空管道同時進行氣密性試驗，埋地部分與架空部分在不同位置所測溫度勢必會有較大誤差，基于以上原因同一管網(wǎng)中埋地管道部分和架空管道部分須分別單獨進行氣密性試驗。

(2)在雨雪天氣下，空氣及土壤水分不斷蒸發(fā)吸熱造成溫度的不斷變化，燃氣管道勢必受到影響(尤其是架空管道)，所以在雨雪天中不宜進行氣密性試驗。

(3)架空管道氣密性試驗中，如管道完全架設(shè)于室外，則溫度計可放置于室外但須有相應(yīng)的擋風裝置；如管道架設(shè)于室內(nèi)，則溫度計應(yīng)相應(yīng)的放置于室內(nèi)，避開室內(nèi)溫度較高熱源及低溫的冷熱源。

(4)埋地管道氣密性試驗中，溫度計應(yīng)盡可能設(shè)置于接近管道埋深處并使其與外界空氣隔絕避免受外界溫度影響。

4 結(jié)語

以上措施雖不能從根本上解決燃氣管道氣密性試驗中溫度采集的問題，但從一定程度上降低了漏判和誤判的概率，減少了不必要的資源消耗和安全隱患，對提高燃氣公司的企業(yè)信譽度有較大的實際意義。