基于层次分析法评定聚乙烯燃气管道检验周期

王 博，边 缘

（西安特种设备检验检测院，陕西西安 710065）

0 引言

目前聚乙烯燃气管道定期检验缺少统一的检验标准，虽然部分地区已出台地方标准，但尚未形成一套完整的标准体系，只能依据TSGD 7004—2010《压力管道定期检验规则 公用管道》，CJJ 51—2016《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》以及相关技术规范开展检验工作。针对在用聚乙烯燃气管道定期检验的特点，结合实际工作经验，探讨主要检验项目和检验周期。

1 主要检验项目

根据聚乙烯燃气管道现场检验实践经验，结合相关标准规范要求，确定管道检验的主要内容有资料审查、宏观检查、泄漏检测、开挖检验和风险评价5 项。

1.1 资料审查

聚乙烯燃气管道敷设环境复杂，支线多，从设计施工到工程验收会有大量的图纸、施工记录、施工报告等资料。针对这些资料，在查阅过程中应重点审查安全管理资料、技术设计资料、运行维护资料，其中安全管理资料，包括使用登记证、安全管理规章制度与安全操作规则、作业人员上岗持证情况；技术档案资料，包括安装监督检验报告，定期检验报告，年度检查报告，必要时还包括设计资料和安装、改造、维修等施工、竣工验收资料；运行状况资料，包括日常运行维护记录、隐患排查治理记录、改造与维修资料、故障与事故记录[5]。

1.2 宏观检查

聚乙烯燃气管道宏观检查项目主要有：管道位置与走向检查、路面标志检查、管道沿线地表环境调查、穿越管段河流冲刷及公路改扩建检查、阀门井检查和其他管道附属设施检查。其中管道沿线地表环境调查主要检查管道与建筑物、街树以及其他管线的净距是否满足要求、是否存在占压、管道是否裸露、是否有土壤扰动、不良地质环境及生物侵害调查等检查[6]。

1.3 泄漏检测

聚乙烯燃气管道泄漏易发生在焊接接头、钢塑转换接头、阀门、调压箱等位置，天然气泄漏后易在狭小的空间聚集并可能引发爆炸，应重点检查泄漏气体可能扩散到的地沟、窨井及地下建筑物等密闭空间，必要时进行地面钻孔检测。常用检测设备有激光甲烷遥距检测仪、气体泄漏检测仪、声学成像仪等。

1.4 开挖检验

定期检验时应根据管道材质、焊接质量、回填质量、泄漏历史等评估结果，确定开挖数量，每条管道开挖比例每公里不少于0.3处，并且根据实际检测结果以确定是否需进一步增加抽查数量。

农业技术推广离不开宣传活动，通过不同的宣传方式，让更多的农民了解农业新技术的优势，使其愿意主动去运用农业新技术，在运用新技术的过程中提高农业生产的科学化水平。例如，通过网络、广播、发传单、现场宣讲等方式，对农业技术进行宣传，像广大农民普及农业技术知识。同时，将不同的技术推广示范基地组织起来，进行相互学习、交流。挑选一批优秀的农业技术、管理人才，以及一些农民企业家，对其进行专业化的培训，借助这些人的力量去解决农业技术推广中出现的问题，减少农业推广中的阻碍。此外，还要积极开展农民技术培训，提高农民的综合素质，使其能够充分意识到在农业生产中运用新技术的作用。

开挖检验项目主要有：检查回填土壤中是否存在尖锐硬物与管体接触，管道埋深是否满足最小覆土厚度要求，示踪、警示装置完整性检查，土壤中是否有白蚁等有害生物侵蚀，近管道位置土壤温度是否超标，聚乙烯管道与热力管道净距是否满足相关标准要求，管道表面损伤情况检查，焊接接头外观检查必要时进行无损检测，壁厚测定复验管材SDR 值，阀门、法兰、钢塑接头等附属设施检查[7]。

1.5 风险评价

风险评价是根据聚乙烯燃气管道的失效可能性和失效后果对管道进行风险等级划分，主要影响因素包括第三方破坏、管道本体固有危害、与时间有关的危害、误操作、服役环境等，根据评价结果将管道风险等级划分低、中、中高、高4 个风险级别。

2 检验周期探讨

对于聚乙烯燃气管道检测评级与检验周期确定目前没有具体的衡量标准，TSGD 7004—2010《压力管道定期检验规则 公用管道》中关于检验周期的描述：以PE 管或铸铁管为管道材料的管道全面检验周期不超过15 年。检验过程中根据TSGD 7004—2010 规范不能确定具体的检验周期，检验结论存在争议。提出在用聚乙烯燃气管道检验周期可参照埋地钢制管道腐蚀防护系统模糊综合评价法确定，将埋地聚乙烯燃气管道安装状况等级划分为1 级、2 级、3 级、4 级，结合聚乙烯燃气管道的特性适当延长其检验周期，见表1[8]。对于新建管道经安装安全质量监督检验合格后，结合GB/T 30582—2014《基于风险的埋地钢制管道外损伤检验与评价》，一般应在投用后3 年内进行首次检验，对于不具备检验条件的可以适当延长首次检验的时间[9]。

表1 聚乙烯燃气管道检验周期评价表

3 检验案例分析

某市压埋聚乙烯燃气管道长度5.18 km，设计压力为0.4 MPa，运行压力＜0.3 MPa，管径De200（PE800，SDR11）、De160（PE80，SDR11），沿线共有放散井6 座，2010 年验收投入运行，2021 年5 月对该管网进行了首次定期检验，检验内容包括：资料审查、宏观检查、泄漏检测、开挖检验、风险评价，对各项目检验结果进行综合评价，确定下次检验周期。

3.1 建立模糊集

3.1.1 建立因素集

依据压埋地聚乙烯燃气道的5 项检验内容建立因素集U=［ui］=［u1，u2，u3，u4，u5］（i=1，2，3，4，5），即：U={资料审查u1，宏观检查u2，泄漏检测u3，开挖检验u4，风险评价u5}，建立各因素对应的安全状况评定等级，分别为1 级、2 级、3 级、4 级，其中泄漏检测评价结果只有合格与不合格，分别对应1 级、4 级，风险评价等级中低风险、中风险、中高风险和高风险分别对应1 级、2级、3 级、4 级，检测项目评定等级见表2[10]。

表2 聚乙烯燃气管道检测项目评定等级对应表

3.1.2 建立评价集

按照表1 聚乙烯燃气管道检验周期评价表建立评价集V：

3.2 建立单因素评价矩阵

3.2.1 资料审查u1

通过审查2010 年至今资料，发现管道未进行安装监督检验，未进行年度检查，2 段管道安装竣工资料不全，缺少2010 年至2012 年巡线记录及隐患排查治理记录，资料完整路段占比约70%，评定为2 级，资料审查u1的评价向量为：R1=［0 1 0 0］。

3.2.2 宏观检查u2

宏观检查中发现1 处违建房屋占压、3 处与街树净距不足、2 段管道标志不全、1 处阀门井积水，宏观检查项目符合占比约78%，评定为1 级，宏观检查u2的评价向量为：R2=［1 0 0 0］。

3.3.3 泄漏检查u3

采用激光甲烷遥距检测仪对6 处阀门井进行泄漏检测，发现1 处阀门井放散管堵头泄漏，检验过程中已通知燃气公司及时处置，排除安全隐患。泄漏检查u3的评价向量：R3=［0 0 0 1］。

3.2.4 开挖检验u4

根据管网长度确定需要2 处开挖点，开挖点处警示带完好，管道本体无表面损伤，管道表面生产厂家及批号清晰，未见生物侵害，管道埋深及土壤环境温度符合标准要求，管道沿线无热力管道伴行，通过壁厚测量对管道SDR 值进行复验满足质量证明书要求，但回填土壤中存在碎石、小砖块等垃圾，已要求本次回填过程中整改。开挖检验项目符合占比约90%，评定为1 级，开挖检验u4的评价向量为：R4=［1 0 0 0］。

3.2.5 风险评价u5

检验过程中依据管径、运行状况等属性将管网划分为5 个区段，对每个区段结合第三方破坏、管道本体固有危害、与时间有关的危害、误操作、服役环境等5 项影响聚乙烯燃气管网安全性能的主要因素进行风险评价，5 个区段中风险最高的区段评价结果为中高风险，评级为3 级，风险评价u5的评价向量为：R5=［0 0 1 0］。

将上述各单因素评价向量Ri汇总，建立单因素评价矩阵R 为：

3.3 确定指标权重

结合九标度法对因素集U=［ui］中各因素ui进行两两比较，对各因素之间的相对重要性进行赋值，建立判断矩阵B，确定各因素所占权重大小Wi，建立评价指标的权重向量W=（W1W2W3W4W5），见表3。

表3 判断矩阵B 标度及一致性检验

U=［ui］中各因素所对应的权重向量W=（W1W2W3W4W5）T=（0.067 0.201 0.441 0.165 0.125）T，计算判断矩阵B 的随机一致性比例CR=CI/RI=0.05＜0.10 具有满意的一致性。

3.4 模糊综合评价确定安全状况等级

模糊综合评价结果A=WR=（0.366 0.067 0.125 0.441）。为了能够直观确认聚乙烯（PE）燃气管道安全状况，对评价集V 中的评价等级vj采用百分制量化处理，通过计算评语Sk的高、中、低得分Sh、Sm、Sl、并用他们的平均值S˙作为管道等级的确定依据。

评语Sk计算公式：

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）。通过计算可知：Sh=82.95，Sm=78.58，Sl=73.58 则S˙=78.37，对照表1 可得出聚乙烯燃气管道安全状况级别为3 级，定期检验周期最长不超过8 年。

4 结语

（1）对聚乙烯燃气管道检验项目指标进行定量分析，较为客观地反映了各项评价指标在综合评价过程中所占权重。

（2）以某天然气中压埋地聚乙烯燃气管网为例进行研究，应用基于层次分析法的模糊综合评价确定聚乙烯燃气管道的检验周期，检验结论更具说服力，为聚乙烯燃气管道的安全评级及检验周期确定提供参考依据。