基于層次分析法評定聚乙烯燃氣管道檢驗周期

王 博，邊 緣

（西安特種設備檢驗檢測院，陜西西安 710065）

0 引言

目前聚乙烯燃氣管道定期檢驗缺少統一的檢驗標準，雖然部分地區已出臺地方標準，但尚未形成一套完整的標準體系，只能依據TSGD 7004—2010《壓力管道定期檢驗規則 公用管道》，CJJ 51—2016《城鎮燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規程》以及相關技術規范開展檢驗工作。針對在用聚乙烯燃氣管道定期檢驗的特點，結合實際工作經驗，探討主要檢驗項目和檢驗周期。

1 主要檢驗項目

根據聚乙烯燃氣管道現場檢驗實踐經驗，結合相關標準規范要求，確定管道檢驗的主要內容有資料審查、宏觀檢查、泄漏檢測、開挖檢驗和風險評價5 項。

1.1 資料審查

聚乙烯燃氣管道敷設環境復雜，支線多，從設計施工到工程驗收會有大量的圖紙、施工記錄、施工報告等資料。針對這些資料，在查閱過程中應重點審查安全管理資料、技術設計資料、運行維護資料，其中安全管理資料，包括使用登記證、安全管理規章制度與安全操作規則、作業人員上崗持證情況；技術檔案資料，包括安裝監督檢驗報告，定期檢驗報告，年度檢查報告，必要時還包括設計資料和安裝、改造、維修等施工、竣工驗收資料；運行狀況資料，包括日常運行維護記錄、隱患排查治理記錄、改造與維修資料、故障與事故記錄[5]。

1.2 宏觀檢查

聚乙烯燃氣管道宏觀檢查項目主要有：管道位置與走向檢查、路面標志檢查、管道沿線地表環境調查、穿越管段河流沖刷及公路改擴建檢查、閥門井檢查和其他管道附屬設施檢查。其中管道沿線地表環境調查主要檢查管道與建筑物、街樹以及其他管線的凈距是否滿足要求、是否存在占壓、管道是否裸露、是否有土壤擾動、不良地質環境及生物侵害調查等檢查[6]。

1.3 泄漏檢測

聚乙烯燃氣管道泄漏易發生在焊接接頭、鋼塑轉換接頭、閥門、調壓箱等位置，天然氣泄漏后易在狹小的空間聚集并可能引發爆炸，應重點檢查泄漏氣體可能擴散到的地溝、窨井及地下建筑物等密閉空間，必要時進行地面鉆孔檢測。常用檢測設備有激光甲烷遙距檢測儀、氣體泄漏檢測儀、聲學成像儀等。

1.4 開挖檢驗

定期檢驗時應根據管道材質、焊接質量、回填質量、泄漏歷史等評估結果，確定開挖數量，每條管道開挖比例每公里不少于0.3處，并且根據實際檢測結果以確定是否需進一步增加抽查數量。

農業技術推廣離不開宣傳活動，通過不同的宣傳方式，讓更多的農民了解農業新技術的優勢，使其愿意主動去運用農業新技術，在運用新技術的過程中提高農業生產的科學化水平。例如，通過網絡、廣播、發傳單、現場宣講等方式，對農業技術進行宣傳，像廣大農民普及農業技術知識。同時，將不同的技術推廣示范基地組織起來，進行相互學習、交流。挑選一批優秀的農業技術、管理人才，以及一些農民企業家，對其進行專業化的培訓，借助這些人的力量去解決農業技術推廣中出現的問題，減少農業推廣中的阻礙。此外，還要積極開展農民技術培訓，提高農民的綜合素質，使其能夠充分意識到在農業生產中運用新技術的作用。

開挖檢驗項目主要有：檢查回填土壤中是否存在尖銳硬物與管體接觸，管道埋深是否滿足最小覆土厚度要求，示蹤、警示裝置完整性檢查，土壤中是否有白蟻等有害生物侵蝕，近管道位置土壤溫度是否超標，聚乙烯管道與熱力管道凈距是否滿足相關標準要求，管道表面損傷情況檢查，焊接接頭外觀檢查必要時進行無損檢測，壁厚測定復驗管材SDR 值，閥門、法蘭、鋼塑接頭等附屬設施檢查[7]。

1.5 風險評價

風險評價是根據聚乙烯燃氣管道的失效可能性和失效后果對管道進行風險等級劃分，主要影響因素包括第三方破壞、管道本體固有危害、與時間有關的危害、誤操作、服役環境等，根據評價結果將管道風險等級劃分低、中、中高、高4 個風險級別。

2 檢驗周期探討

對于聚乙烯燃氣管道檢測評級與檢驗周期確定目前沒有具體的衡量標準，TSGD 7004—2010《壓力管道定期檢驗規則 公用管道》中關于檢驗周期的描述：以PE 管或鑄鐵管為管道材料的管道全面檢驗周期不超過15 年。檢驗過程中根據TSGD 7004—2010 規范不能確定具體的檢驗周期，檢驗結論存在爭議。提出在用聚乙烯燃氣管道檢驗周期可參照埋地鋼制管道腐蝕防護系統模糊綜合評價法確定，將埋地聚乙烯燃氣管道安裝狀況等級劃分為1 級、2 級、3 級、4 級，結合聚乙烯燃氣管道的特性適當延長其檢驗周期，見表1[8]。對于新建管道經安裝安全質量監督檢驗合格后，結合GB/T 30582—2014《基于風險的埋地鋼制管道外損傷檢驗與評價》，一般應在投用后3 年內進行首次檢驗，對于不具備檢驗條件的可以適當延長首次檢驗的時間[9]。

表1 聚乙烯燃氣管道檢驗周期評價表

3 檢驗案例分析

某市壓埋聚乙烯燃氣管道長度5.18 km，設計壓力為0.4 MPa，運行壓力＜0.3 MPa，管徑De200（PE800，SDR11）、De160（PE80，SDR11），沿線共有放散井6 座，2010 年驗收投入運行，2021 年5 月對該管網進行了首次定期檢驗，檢驗內容包括：資料審查、宏觀檢查、泄漏檢測、開挖檢驗、風險評價，對各項目檢驗結果進行綜合評價，確定下次檢驗周期。

3.1 建立模糊集

3.1.1 建立因素集

依據壓埋地聚乙烯燃氣道的5 項檢驗內容建立因素集U=［ui］=［u1，u2，u3，u4，u5］（i=1，2，3，4，5），即：U={資料審查u1，宏觀檢查u2，泄漏檢測u3，開挖檢驗u4，風險評價u5}，建立各因素對應的安全狀況評定等級，分別為1 級、2 級、3 級、4 級，其中泄漏檢測評價結果只有合格與不合格，分別對應1 級、4 級，風險評價等級中低風險、中風險、中高風險和高風險分別對應1 級、2級、3 級、4 級，檢測項目評定等級見表2[10]。

表2 聚乙烯燃氣管道檢測項目評定等級對應表

3.1.2 建立評價集

按照表1 聚乙烯燃氣管道檢驗周期評價表建立評價集V：

3.2 建立單因素評價矩陣

3.2.1 資料審查u1

通過審查2010 年至今資料，發現管道未進行安裝監督檢驗，未進行年度檢查，2 段管道安裝竣工資料不全，缺少2010 年至2012 年巡線記錄及隱患排查治理記錄，資料完整路段占比約70%，評定為2 級，資料審查u1的評價向量為：R1=［0 1 0 0］。

3.2.2 宏觀檢查u2

宏觀檢查中發現1 處違建房屋占壓、3 處與街樹凈距不足、2 段管道標志不全、1 處閥門井積水，宏觀檢查項目符合占比約78%，評定為1 級，宏觀檢查u2的評價向量為：R2=［1 0 0 0］。

3.3.3 泄漏檢查u3

采用激光甲烷遙距檢測儀對6 處閥門井進行泄漏檢測，發現1 處閥門井放散管堵頭泄漏，檢驗過程中已通知燃氣公司及時處置，排除安全隱患。泄漏檢查u3的評價向量：R3=［0 0 0 1］。

3.2.4 開挖檢驗u4

根據管網長度確定需要2 處開挖點，開挖點處警示帶完好，管道本體無表面損傷，管道表面生產廠家及批號清晰，未見生物侵害，管道埋深及土壤環境溫度符合標準要求，管道沿線無熱力管道伴行，通過壁厚測量對管道SDR 值進行復驗滿足質量證明書要求，但回填土壤中存在碎石、小磚塊等垃圾，已要求本次回填過程中整改。開挖檢驗項目符合占比約90%，評定為1 級，開挖檢驗u4的評價向量為：R4=［1 0 0 0］。

3.2.5 風險評價u5

檢驗過程中依據管徑、運行狀況等屬性將管網劃分為5 個區段，對每個區段結合第三方破壞、管道本體固有危害、與時間有關的危害、誤操作、服役環境等5 項影響聚乙烯燃氣管網安全性能的主要因素進行風險評價，5 個區段中風險最高的區段評價結果為中高風險，評級為3 級，風險評價u5的評價向量為：R5=［0 0 1 0］。

將上述各單因素評價向量Ri匯總，建立單因素評價矩陣R 為：

3.3 確定指標權重

結合九標度法對因素集U=［ui］中各因素ui進行兩兩比較，對各因素之間的相對重要性進行賦值，建立判斷矩陣B，確定各因素所占權重大小Wi，建立評價指標的權重向量W=（W1W2W3W4W5），見表3。

表3 判斷矩陣B 標度及一致性檢驗

U=［ui］中各因素所對應的權重向量W=（W1W2W3W4W5）T=（0.067 0.201 0.441 0.165 0.125）T，計算判斷矩陣B 的隨機一致性比例CR=CI/RI=0.05＜0.10 具有滿意的一致性。

3.4 模糊綜合評價確定安全狀況等級

模糊綜合評價結果A=WR=（0.366 0.067 0.125 0.441）。為了能夠直觀確認聚乙烯（PE）燃氣管道安全狀況，對評價集V 中的評價等級vj采用百分制量化處理，通過計算評語Sk的高、中、低得分Sh、Sm、Sl、并用他們的平均值S˙作為管道等級的確定依據。

評語Sk計算公式：

其 中，Chi=（ch1，ch2，ch3，ch4）=（100，89，79，69）；Cmi=（cm1，cm2，cm3，cm4）=（95，85，75，65）；Cli=（cl1，cl2，cl3，cl4）=（90，80，70，60）。通過計算可知：Sh=82.95，Sm=78.58，Sl=73.58 則S˙=78.37，對照表1 可得出聚乙烯燃氣管道安全狀況級別為3 級，定期檢驗周期最長不超過8 年。

4 結語

（1）對聚乙烯燃氣管道檢驗項目指標進行定量分析，較為客觀地反映了各項評價指標在綜合評價過程中所占權重。

（2）以某天然氣中壓埋地聚乙烯燃氣管網為例進行研究，應用基于層次分析法的模糊綜合評價確定聚乙烯燃氣管道的檢驗周期，檢驗結論更具說服力，為聚乙烯燃氣管道的安全評級及檢驗周期確定提供參考依據。