城镇燃气工程安全管理研究

上海燃气工程设计研究有限公司 豆连旺

近年来，国家高度重视燃气管道的安全运行，先后发布了一系列文件对燃气管道进行安全监管。城镇燃气建设过程中，为保证安全要求，对如何执行相关法规的认识还存在一定的误区。本文从法规适用性、设计理念、管道施工及运营过程中的注意事项对城镇燃气工程的安全管理提出了一些建议，可供城镇燃气工程进行安全管理时参考。

1 选择法规适用性

《城镇燃气管理条例》作为城镇燃气管理的基本法规，城镇燃气工程安全管理应首要严格执行该条例的相关要求。

为对危险化学品(简称危化品)项目实施安全监管，安监总局在 2011年将天然气划入重点监管危化品，应急管理部在2020年将LNG划入特别管控化学品目录。在城镇燃气项目建设过程中，有些监管部门也将城镇燃气项目(特别是 LNG 项目)按照危化品项目的相关管理规定进行监管，提出过高要求。笔者认为，虽然城镇燃气管道输送天然气，但未被划入危化品建设项目的管理范畴，不应将危化品的监管要求用于城镇燃气项目。但对于工程复杂的城镇燃气项目，为提高工程的安全管理水平，建设单位可以借鉴危化品管理的相关管控措施。

2 转变设计理念

我国燃气工程建设起步较晚，燃气工程建设标准最初主要借鉴前苏联的相关规范。在管道安全方面，用提高安全间距来降低管道对周边的影响。城镇燃气工程设计中，延续了这种设计理念，无论管线还是场站的安全管理，主要强调增大间距来保证安全。上世纪 90年代以后，我国输气管道开始学习美国及加拿大等国的燃气管道建设经验。管道的安全保障，以控制管道自身的安全性为指导思想。

笔者认为城镇燃气工程项目应结合国情进行设计。我国正处于城镇燃气化的快速发展阶段，相对长输管道的建设区域，城镇地区燃气管道敷设区域人口密度大，土地利用紧张，城镇燃气工程通过扩大燃气设施与周边的安全间距来保证安全不合时宜。城镇燃气工程应借鉴长输管道自身安全的设计理念，通过采取相应措施提高燃气系统的自身安全性，无需任性地扩大安全间距。

对于城镇燃气场站的安全管理，设计时除满足规范的要求外，还需要提高场站的自动化管理水平。场站的自动化不仅体现在仪表数据的采集和报警，更应注重对场站设备运行中异常工况的分析、紧急状态下的连锁控制。对于复杂的城镇燃气场站项目，可以借鉴油气长输管道的相关做法，对于监测仪表还要做到冗余配置，根据需要可在场站设置独立的SIS系统(Safety Instrumented System，即安全仪表系统)。

3 加强施工质量管控

在城镇燃气工程建设过程中，施工质量直接关系到管道的安全可靠性，需加强对施工质量的管控。施工阶段影响城镇燃气管道安全的因素包括：管道焊接、管道防腐以及管道敷设，其中最关键的是管道焊接质量。

3.1 管道焊接质量控制

根据对管道焊接质量引起的管道安全事故分析，钢质管道焊接缺陷主要发生在管道的对接环焊缝、管道金口、变壁厚焊口以及返修焊口位置。焊接缺陷包括有咬边问题、夹渣问题、未熔合问题、未焊透问题、气孔问题、裂纹问题等[1]，出现几率高的缺陷是未熔合、未焊透和气孔。造成未熔合缺陷的主要原因有：(1)管道坡口加工不规范、管道组对错边量大，焊接电流偏小；(2)焊接速度过快，热输入不够，造成气孔的主要原因是焊接期间风速大，防风措施不够。为此，需要对这些焊接缺陷采取相应的控制措施。如对于未熔合和未焊透缺陷，采取规范管道坡口的加工、选择合适的焊接电流和焊接速度、控制错边量等措施。对于气孔缺陷，采取做好焊接时的防风措施、缩短焊接时间、管口预热时降低管道内外的温差等措施。

在城镇燃气管道项目焊接时，经常借鉴长输管道的相关焊接规定。无论长输管道还是城镇燃气管道，一般要求无损检测不低于Ⅱ级。长输管道无损检测执行标准SY/T 4109—2013《石油天然气钢质管道无损检测》，城镇燃气执行标准GB/T 12605—2008《无损检测金属管道熔化焊环向对接接头射线照相检测方法》和标准GB 11345—2013《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》。对于焊缝采用射线检测，焊缝达到Ⅰ级时，标准SY/T 4109—2013中的焊接要求高于标准GB/T 12605—2008。焊缝级别达到Ⅱ级时，标准SY/T 4109—2013中的焊接要求低于标准GB/T 12605—2008。如标准SY/T 4109—2013允许焊接接头存在未熔合，而标准GB/T 12605—2008则不允许焊接接头存在未熔合。采用超声波检测时，标准GB 11345—2013的Ⅰ级质量要求高于标准SY/T 4109—2013中的Ⅱ级质量要求。显然城镇燃气管道的焊接要求高于长输管道的质量要求。

3.2 管道防腐质量控制

燃气管道防腐层失效在施工过程中主要体现在施工时防腐层质量不达标。对于在现场的防腐施工，防腐水平低，会出现防腐层内含气泡、漏点、脱层等问题。对于在工厂完成的防腐，施工过程中防腐层磕碰造成防腐层破损时有发生。有时施工单位对防腐层有问题的管道不加修复就直接埋地敷设，造成管道带病服役，给日后管道的失效带来隐患。另外，施工过程中防腐层检测手段单一、设备落后也是管道防腐存在缺陷的重要原因。

在标准GB/T 34275—2017《压力管道规范长输管道》中，对于管道防腐质量要求严格，为避免施工完成后的防腐层破损，特别要求在管沟回填后，还需要做地面音频检漏。相对而言，在城镇燃气管道的压力管道技术要求方面，无音频检漏要求。笔者认为，可以借鉴长输管道施工中防腐控制的先进经验，采用新技术和新设备实现对防腐质量的控制。

3.3 复杂地区管道敷设控制

城镇燃气管道敷设过程中，应重点关注复杂地区管道的敷设，包括：河谷地段、湿陷性黄土地段以及陡坡地段，这些复杂地段的施工质量会直接影响到管道的运行安全。

(1)河谷地段。为保证管顶不受水流冲击和河道疏浚影响，管顶需满足标准CJJ/T 250—2016《城镇燃气管道穿跨越工程技术规程》及标准 GB 50423—2013《油气输送管道穿越工程设计规范》中对管顶埋深的要求。标准CJJ/T 250—2016中要求管顶至规划河底不小于 3 m，而标准GB 50423—2013中则要求管顶穿越深度不宜小于设计洪水冲刷线或疏浚深度线以下6 m。在实际工程建设时，水务部门很难提供河道的疏浚线。若按照管顶低于现状河底标高不小于6 m来敷设，是不符合规范要求的，应通过计算设计洪水冲刷线来确定管顶标高，洪水冲刷线水深可参考标准JTG C30—2015《公路工程水文勘测设计规范》中推荐的公式来进行确定。当计算后洪水冲刷线标高和疏浚深度线标高不低于河床规划标高时，可按照河床规划标高下3 m为水平定向钻穿越管道的最小管顶埋深；否则，需要按照洪水冲刷线标高和疏浚深度线标高下6 m确定穿越管顶的标高[2]。

(2)湿陷性黄土段。黄土结构疏松且多孔隙，极易引发流水侵蚀，造成管道不均匀沉降。在这类区域施工时，要尽量避免大型开挖，破坏原状地形地貌。管道施工应快速，避免沟槽长时间暴露，同时应尽量减少地表水流入到管沟槽内，否则易造成管沟水土流失[3]。

(3)山区陡坡地段。对于敷设在山区陡坡地段的燃气管线，需要重点关注管线敷设区域山体地貌的滑坡、崩塌和泥石流等自然灾害。近几年国内几起输气管道事故，都是山体发生泥石流而造成管道敷设区域山体边坡失稳，引起管道断裂。山区陡坡地段管道敷设的防治措施包括设置支挡、设置排水墙、堵漏和压实坡面等，有条件时建议采取改线绕避方案[4]。

4 重视管道完整性管理

管道的完整性管理是对管道运行中面临的风险因素进行风险识别和技术评价，制定相应的风险控制措施，不断改善存在的不利因素，从而将风险控制在可接受水平。管道的完整性管理作为一种新的管道安全管理方法，已经得到世界各国的普遍认同。2001年被引入到我国的长输油气行业，经过多年的发展，已成为我国当前最流行的管道安全管理模式。

相对于长输管道，城镇燃气管道多处于城市人口密集区，管网更加复杂、所处地区风险更大、受第三方破坏的几率更高、遭各类杂散电流的影响更大[5]。这使得城镇燃气管道的完整性管理更要有针对性。城镇燃气管道的完整性管理主要侧重以下几个方面：

(1)建立数字化的城镇燃气管网信息平台。基于GIS系统的城镇燃气信息管理系统，对城市地下错综复杂的燃气管道及设施基本数据信息进行收集整理，掌握管道材质、防腐类型、敷设方式、管道埋深、布置位置、使用寿命等，为管道的完整性管理提供信息支持。

(2)加强对第三方破坏的风险管控。城镇燃气管道难免与其他地下管线并行或交叉布置。在已建的管线附近，容易受第三方施工带来的破坏。与城市相关部门建立沟通机制，收集燃气管道沿线的第三方施工信息，全程参与第三方施工过程，排除第三方破坏风险。

(3)监测埋地管道的防腐效果。如城镇燃气埋地钢质管道的防腐主要采取外防腐联合阴极保护，有时还会受到地下杂散电流干扰。管道防腐经常疏于管理，防腐效果偏差较大。需要重点对地下钢管的外防腐评价和控制，通过设置在管道沿线设置测试桩，监测管道的阴极保护水平。经评估管道的保护电位无法满足要求时，需对阴极保护系统进行调整。

(4)管体缺陷。受管道施工质量的影响，部分管道在施工过程中，管体损伤、焊接质量缺陷等都可能给日后管道的运行带来安全隐患。应按标准 CJJ 51—2016《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》中的要求对管道定期进行内监测，必要时开挖验证修补。

5 结语

《城镇燃气管理条例》作为城镇燃气安全管理基本法规，应严格执行。必须加强城镇燃气管道建设的全过程管控，其中：设计阶段应重视管道的本质安全，提高管道自身安全性；施工阶段应重视管道焊接、防腐以及敷设质量；运营阶段应对管道实施管道完整性管理。城镇燃气管道还应不断借鉴长输管道的先进技术标准和安全管理模式，从而实现对城镇燃气管道的安全风险管控。