摘要：基于模糊風險評估、風險矩陣、超標缺陷安全評定、剩余強度評估等理論，借助面向?qū)ο笥嬎銠C編程技術平臺開發(fā)城鎮(zhèn)燃氣管道綜合評估軟件。軟件具備開展中壓鋼管/PE管模糊風險評估、中壓老舊鋼管老化評估、小區(qū)庭院鋼管/PE管/立管老化評估等功能。運用軟件對某小區(qū)庭院鋼管開展老化評估，得到庭院鋼管老化綜合評估等級為3級。該軟件的開發(fā)為城鎮(zhèn)燃氣管道日常管理/整治評估、中壓老舊鋼管老化評估和小區(qū)庭院燃氣管道老化評估提供了一個有效工具。

關鍵詞：燃氣管道；模糊風險評估；超標缺陷安全評定；小區(qū)庭院；老化評估

Fuzzy Comprehensive Evaluation Software for Urban Steel / Polyethylene （PE） Buried Gas Pipeline

XIE Liwan

（ Fujian Boiler and Pressure Vessel Inspection "Institute，F(xiàn)uzhou 350008， Fujian， China ）

Abstract： Based on theories including fuzzy risk assessment， risk matrix， safety assessment of excessive defects， and residual strength assessment， a comprehensive evaluation software for urban gas pipelines was developed using an object-oriented computer programming "platform. The software includes functions such as conducting fuzzy risk assessment for medium-pressure steel pipes/PE pipes， aging assessment for medium pressure steel pipes， and aging assessment for courtyard steel pipes/PE pipes/vertical pipes in residential areas. A comprehensive evaluation level of 3 for the aging of the steel pipes in the courtyard was obtained by using software to conduct an aging assessment on the steel pipes in a courtyard of a certain residential area. The development of this software provides an effective tool for daily management/renovation evaluation of urban gas pipelines， aging evaluation of medium pressure steel pipelines， and aging evaluation of gas pipelines in residential courtyards.

Key Words： Gas pipeline; Fuzzy risk evaluation; Safety assessment of excessive defects; Residential courtyard; Aging assessment

0 引言

隨著城鎮(zhèn)燃氣管道使用年限的增加，燃氣管道因材質(zhì)老化、腐蝕、第三方破壞、自然災害和誤操作等因素，管道爆管、腐蝕、泄漏、爆炸等事故呈不斷上升趨勢，且越來越多在用燃氣管道已進入“老齡期”[1]。市政中壓燃氣管道、小區(qū)庭院燃氣管道的安全使用問題已經(jīng)引起各監(jiān)管部門的高度重視。國家在2022年相繼發(fā)布了《國務院辦公廳關于印發(fā)城市燃氣管道等老化更新改造實施方案（2022-2025年）的通知》《關于印發(fā)城市燃氣管道老化評估工作指南的通知》文件，要求加快開展城市燃氣管道老化更新改造工作，徹底消除安全隱患[2-4]。各政府部門、燃氣企業(yè)開展燃氣管道日常管理風險評估、老化評估的需求越來越迫切，研究風險評估、老化評估方法和開發(fā)相應軟件具有重要意義，旨在為燃氣企業(yè)提供評估結果，指導燃氣企業(yè)采取有針對性措施進行維修維護或改造，避免“一刀切”改造造成資源浪費。

文中構建中壓鋼管/PE管模糊風險評估、中壓老舊鋼管老化評估和小區(qū)庭院鋼管/PE管/立管老化評估體系，收集整理管道基本參數(shù)、環(huán)境信息、運行信息、檢驗檢測信息等數(shù)據(jù)，利用單機型數(shù)據(jù)庫技術建立燃氣管道信息數(shù)據(jù)庫，應用面向?qū)ο笥嬎銠C編程技術平臺開發(fā)城鎮(zhèn)燃氣管道綜合評估軟件。

1 軟件的整體框架

城鎮(zhèn)燃氣管道綜合評估軟件的整體框架如圖1所示，從內(nèi)到外依次是管道信息數(shù)據(jù)層、應用模塊層與系統(tǒng)集成層三個層次。

管道信息數(shù)據(jù)層主要包括基本參數(shù)、環(huán)境信息、運行信息、檢驗檢測數(shù)據(jù)、開挖驗證數(shù)據(jù)、評估信息、專家信息等數(shù)據(jù)。

應用模塊層主要分為六大模塊：中壓鋼管模糊風險評估模塊、中壓PE管模糊風險評估模塊、中壓老舊鋼管老化評估模塊、小區(qū)庭院鋼管老化評估模塊、小區(qū)庭院PE管老化評估模塊、小區(qū)庭院立管老化評估模塊。

系統(tǒng)集成層是將管道六大模塊進行全面集成，用來開展管道日常管理/整治評估、老化評估，確定管道的風險等級，進而有針對性地對風險高的燃氣管道進行監(jiān)控或改造。

2 軟件的工作流程

2.1 中壓鋼管/PE管模糊風險評估流程

中壓鋼管/PE管模糊風險評估包括失效因素評估、失效后果因素評估和綜合評估，通過計算失效可能性和失效后果值綜合評估判斷管道的風險等級[5-7]，如圖2所示。

2.2 中壓老舊鋼管老化評估流程

中壓老舊鋼管老化評估包括管道本體評估、腐蝕風險評估和老化綜合評估，通過對管道腐蝕風險、管道本體情況進行綜合評估得到管道的老化評估等級[8-11]，如圖3所示。

2.3 小區(qū)庭院鋼管/PE管/立管老化評估流程

小區(qū)庭院鋼管/PE管/立管老化評估包括風險評估、安全狀況等級評估和老化綜合評估，通過對風險評估等級和安全狀況等級綜合評判管道老化評估等級[12-16]，如圖4所示。

3 軟件的功能設計

3.1 中壓鋼管/PE管模糊風險評估功能

模糊風險評估模塊包括風險因素模糊評估、風險因素權重確定和模糊綜合評估三個子模塊。風險因素模糊評估子模塊和風險因素權重確定子模塊都包括腐蝕因素、第三方破壞、設計因素、誤操作因素、檢測因素及失效后果因素6個輸入界面。用戶通過復選框選擇各個因素的評估等級。在風險因素權重確定子模塊，用戶可以修改各個因素權重。用戶通過模糊綜合評估子模塊直觀查看風險評估結果，同時可將結果保存到數(shù)據(jù)庫中，如圖5～7所示。

x3.2 中壓老舊鋼管老化評估功能

中壓老舊鋼管老化評估包括管道本體評估、腐蝕風險評估和老化綜合評估，如圖8～10所示。管道本體評估包括耐壓強度校核、應力分析校核、剩余強度評估、超標缺陷安全評定、剩余壽命預測等5個方面的評估，得到管道本體安全狀況等級。

腐蝕風險評估主要開展失效因素評估和失效后果因素評估，得到腐蝕風險等級。

3.3 小區(qū)庭院鋼管/PE管/立管老化評估功能

小區(qū)庭院鋼管/PE管/立管老化評估包括風險評估、安全狀況等級評估和老化綜合評估，如圖11～13所示。風險評估主要從使用年限、宏觀檢查、敷設環(huán)境調(diào)查、安全管理等方面開展評估得到風險評估等級；安全狀況等級評估主要從管道位置或者結構評級、管道組成件的材質(zhì)評級、裂紋評級等方面進行評級。

4 軟件應用實例

為了驗證城鎮(zhèn)燃氣管道綜合評估軟件的有效性，選取某燃氣公司某小區(qū)庭院鋼管開展老化評估。

首先整理分析庭院鋼管設計、安裝、維護等日常管理資料和現(xiàn)場勘測資料：該鋼管全長240.4m，除未見無損檢測資料外，設計資料、竣工圖紙、安裝資料、運行維護資料基本齊全，資料審查發(fā)現(xiàn)管道實際長度、規(guī)格與臺賬不符1處；現(xiàn)場勘測發(fā)現(xiàn)管道占壓3處、埋深不足10處、泄漏1處、管道出土端無套管22處、外防腐層破損點2個（其中開挖驗證1個，破損處管體腐蝕深度為0.2～2.0mm）等問題，基本參數(shù)見表1。

其次，運用城鎮(zhèn)燃氣管道綜合評估軟件的小區(qū)庭院鋼管老化評估模塊開展評估，評估結果見表2，評估界面如圖14～15所示。通過分析計算可得管道風險得分為55分，風險評估等級為中高風險，安全狀況評級為3級，老化綜合評估等級為3級，建議限期進行改造。

5 結論

1）根據(jù)城鎮(zhèn)燃氣管道安全運行對風險評估和設計軟件的需要，開發(fā)了城鎮(zhèn)燃氣管道綜合評估軟件。軟件采用參數(shù)化、模塊化的設計思路，借助面向?qū)ο笥嬎銠C編程技術平臺對模糊風險評估、老化評估等過程進行程序化編程。

2）軟件包括中壓鋼管模糊風險評估模塊、中壓PE管模糊風險評估模塊、中壓老舊鋼管老化評估模塊、小區(qū)庭院鋼管老化評估模塊、小區(qū)庭院PE管老化評估模塊、小區(qū)庭院立管老化評估模塊等。

3）利用所開發(fā)的城鎮(zhèn)燃氣管道綜合評估軟件對某燃氣公司某小區(qū)庭院鋼管開展老化評估，結果表明，管道風險得分為55分，風險評估等級為中高風險，安全狀況評級為3級，老化綜合評估等級為3級，建議限期進行改造。城鎮(zhèn)燃氣管道綜合評估軟件實用性較強，可為城鎮(zhèn)燃氣管道日常管理/整治評估、中壓鋼質(zhì)管道老化評估和小區(qū)庭院燃氣管道老化評估提供快速應用工具。

參考文獻

[1]譚臣.關于城市燃氣管道老化更新改造的思考與

建議[J].城市燃氣.2023，（06）：41-44.

[2]《國務院辦公廳關于印發(fā)城市燃氣管道等老化更新改造

實施方案（2022-2025年）的通知》[Z].中華人民共和國

國務院公報，2022（18）.

[3]《住房和城鄉(xiāng)建設部辦公廳 國家發(fā)展改革委辦公廳 關于

印發(fā)城市燃氣管道老化評估工作指南的通知》[Z].

[4]《福建省住房和城鄉(xiāng)建設廳等4部門lt;關于印發(fā)福建省

燃氣管道等老化更新改造實施方案gt;的通知》（閩

建城[2022]7號）[Z].

[5]李東升，何仁洋.埋地鋼質(zhì)管道綜合檢測評估技術與

應用[J].壓力容器，2009，26（9）：54-58.

[6]韓利，梅強，陸玉梅.AHP-模糊綜合評估方法的分析與

研究[J]. 中國安全科學學報，2004，14（7）：86-89.

[7]謝麗婉. 基于模糊綜合評價的聚乙烯（PE）管道安全

預警程序[J]. 壓力容器，2012，29（2）：67-71.

[8]原中華人民共和國建設部.城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范（2020

版）：GB/T 50028-2006[S].北京：中國建筑工業(yè)出

版社，2020.

[9]中國石油天然氣集團公司.輸氣管道工程設計規(guī)范：

GB/T 50251-2015[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[10]國家標準化管理委員會.基于風險的埋地鋼制管道

外損傷檢驗與評價：GB/T 30582-2014[S].北京：

中國標準出版社，2014.

[11]國家標準化管理委員會.在用含缺陷壓力容器安

全評定：GB/T 19624-2019[S].北京：中國標準出

版社，2019.

[12]曾維國，王國飛，等.城市燃氣庭院鋼制管道檢測

評價[J].中國特種設備安全.2023，36（10）：31-34.

[13]徐火力，范成龍， 湯彬坤， 伏喜斌等，老舊小區(qū)

低壓鋼質(zhì)燃氣管道風險識別與安全評估技術[J].

城市燃氣，2021（08）：30-36.

[14]謝麗婉，陳仲波.基于風險分析的聚乙烯（PE）

燃氣管道檢驗與評價技術[J].質(zhì)量技術監(jiān)督研究，

2012（4）：28-32.

[15]原中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.

壓力管道定期檢驗規(guī)則-公用管道：TSG D7004-

2010[S].北京：新華出版社，2010.

[16]國家標準化管理委員會.壓力管道規(guī)范 公用管道：

GB/T 38942-2020[S].北京：中國標準出版社，2020.