PE燃气管道突发泄漏的检修及应对措施

周 超

（马鞍山港华燃气有限公司，安徽马鞍山 243000）

根据国家应急管理部门公布的数据，2022年全国城镇燃气用户数量超过6.67亿人，燃气普及率达到97.87%，燃气使用在降低公众生活成本，提升生活便捷程度的同时，燃气管道泄漏、爆炸等问题日益凸显。为增强燃气使用的安全性，应对潜在的安全风险，相关团队应当调整工作流程，完善工作体系，围绕PE燃气管道突发泄漏事故，提出可行性检修方案，营造安全高效的燃气使用氛围。

1 PE燃气管道突发泄漏原因分析

全面探讨PE 燃气管道突发泄漏事故诱发原因，实现经验总结和规律归纳，引导工作团队形成正确认知，为后续PE 燃气管道突发泄漏检修体系的健全完善提供方向性引导。

1.1 PE燃气管道基本属性

PE 燃气管道作为目前较为成熟的运输管道，与其他管道相比，有着较强的经济性、抗开裂性、耐老化性、耐腐蚀性、抗冲击性诸多优点，满足不同场景下燃气运输要求。为确保PE 燃气管道具备上述基本属性，管道加工、试验环节，需要做好性能评估，如表1所示。

表1 PE燃气管道主要性能要求

通过合理的材料性能控制，PE 燃气管道实用性得到充分发挥，PE 燃气管道中含有2%～2.5%的炭黑物质，使得管道使用年限可以长达50 a。PE 燃气管道耐磨性更为突出，根据相关研究机构公布的试验数据，PE 燃气管道耐磨性可以达到钢制管道的4倍，在实践中往往可以有着更长的使用寿命和经济属性。

1.2 PE燃气管道突发泄漏原因

结合以往经验，PE 燃气管道尽管实用性能突出，但在管道设计、管道施工、人为破坏等因素影响下，容易引发突发泄漏问题。应对上述泄漏问题影响因素的精准把握，为检修活动高质量开展提供方向性引导。具体来看，PE 燃气管道设计方案对于燃气建设效果有着深远影响，工作团队通过设计方案整合与调整，完成供气方案与管材选择及设备类型筛选，以确保PE 燃气管道设计方案可以满足实际使用需求。但从掌握的实际情况来看，部分设计团队没有严格遵循设计要求，做好供气方案设计、管材选择和设备选型等系列工作，使得设计方案缺乏可行性，容易引发施工质量问题。

1.3 PE燃气管道泄漏特点

PE 燃气管道突发泄漏后，管道内压力波动幅度较小，工作人员在进行泄漏点检测时，难以沿用石油管道、给排水管道泄漏问题检测规律，完成PE 燃气管道泄漏区域定位。这种情况如果没有得到妥善处理，无形之中，提高了PE 燃气管道泄漏检修难度，导致检测时间过长，燃气扩散风险增加的情况出现。燃气泄漏存在着巨大安全隐患，如果没有对泄漏区域进行及时处理，准确识别泄漏点，采取相应检修举措，当燃气泄漏浓度超过阈值时，极易产生火灾、爆炸，对公众经济财产和生命安全带来巨大威胁。

2 PE燃气管道突发泄漏检测主要方法

为快速判定PE 燃气管道泄漏位置，要针对突发泄漏诱发原因，遵循科学性原则和实用性原则，提出切实可行的燃气突发泄漏检测方法，实现燃气泄漏位置准确判定，增强突发泄漏事件应对能力。

2.1 硬件泄漏检测法的应用

为最大程度地提升PE 燃气管道泄漏检测能力，提升总体检测效能，压缩检测成本。长期实践过程中，工作人员借助相关技术手段，逐步摸索出切实可行的人工观察法、超声波检测法、示踪剂检测法、分布式光纤传感器检测法等PE 燃气管道泄漏检测方法，通过对不同检测方法的合理化运用，准确定位管道破损区域位置。

2.1.1 人工观察法

在PE 燃气管道泄漏检测中，可以使用人工观察法，作为早期的检测方法，主要借助肉眼观察、气味鉴别和工作经验，对PE 燃气管道进行评估，判定是否存在泄漏的情况。为便于人工观察，往往需要燃气公司在燃气内添加臭剂，以更好地激发视觉、嗅觉感官，增强PE 燃气管道泄漏检测效率。与其他检测手段相比，人工观察法操作简单，实现难度较低，但检测效率较低，需要耗费大量的人力资源，并且无法进行连续性检测。

2.1.2 超声波检测法

为提升PE 燃气管道泄漏检测精度，技术团队引入了超声波检测法，通过垂直向PE 燃气管道发射超声波，持续追踪超声波反射时长，如果管道没有发生损坏，超声波发射时长变化幅度较为规律；如果管道发生损坏，超声波发射时常出现异常。如图1所示。

图1 超声波检测法原理示意图

借助这种方式，监测人员能够准确判定故障发生位置，实现PE 燃气管道泄漏检测的连续性，但超声波检测无法实现实时检测的目标，同时对管道介质较为敏感，在某些因素影响下，容易出现检测误差。

2.1.3 示踪剂检测法

示踪剂检测法应用过程中，需要工作人员向PE燃气管道内加入放射性示踪剂，当PE 燃气管道发生破损，出现燃气泄漏的情况时，示踪剂会随着燃气泄漏出来并附着到泄漏点周边区域的泥土之中。工作人员通过操作示剂追踪仪，获取、标记、反馈标记位置，进而确定PE 燃气管道泄漏位置。与其他检测方法相比，示踪剂检测法定位更为精准，灵敏度更强，但泄漏检测周期较长，监测效率相对较低。

2.1.4 分布式光纤传感器检测法

分布式光纤传感器检测法充分运用了光纤传感质量轻、体积小、灵敏度高、化学稳定性强、易于远距离控制等特点。通过在PE 燃气管道相关区域布设传感器，实时获取管道周边区域燃气浓度变化情况，将燃气浓度数据通过光纤传输到系统后台，系统自主完成信息比对，并发出预警信息，辅助工作人员开展PE 燃气管道检修工作。分布式光纤传感器监测法灵敏度高、实时性强，但总体投入成本偏高。

2.2 软件泄漏检测法的应用

除了使用硬件泄漏检测法对PE 燃气管道进行检测外，还可以转换思路，借助质量/流量平衡法、压力梯度法、负压波法、实时模型法和人工智能法，综合评估PE 燃气管道泄漏情况，辅助燃气泄漏检测活动稳步有序开展。

2.2.1 质量/流量平衡法

质量/流量平衡法主要借助数学逻辑，对PE 燃气管道是否发生燃气泄漏情况进行判定。根据以往经验，正常状态下，PE 燃气管道进口质量流量=PE 燃气管道出口质量流量。管道如果存在泄漏的情况，则PE 燃气管道进口质量流量–PE 燃气管道出口质量流量=燃气泄漏量。工作人员通过快速的数据运算，可以判定PE 燃气管道是否存在泄漏情况，但这种检测方法容易遭受外界因素干扰，产生检测误差，对于后续PE 燃气管道检修活动开展产生一定程度的干扰。

2.2.2 压力梯度法

对于PE 燃气管道延程降压线性分布的管道，检测过程中，可以采取压力梯度法，开展PE 燃气管道燃气泄漏检测工作。具体检测过程中，需要延PE 燃气管道布设一定数量的传感器，由传感器对管道进行监测，监测过程中如果出现燃气浓度异常的情况，传感器迅速进入到工作状态，对燃气浓度区域上游、下游区域的压力进行追踪，根据追踪数据绘制PE 燃气管道上下游压力梯度，梯度交点位置可以判定泄漏点。压力梯度法操作难度较低，但对应用对象的压力分布有要求，检测方法的实用性受限。

2.2.3 负压波法

PE 燃气管道发生燃气泄漏后，管道内部压力会出现下降的情况，燃气泄漏时产生负压波。根据这一物理属性，借助压力传感器持续监测负压波出现时间，结合负压波传播速度，可以准确判定燃气管道泄漏点空间位置。负压波法操作难度较低，实用性较强，PE 燃气管道泄漏检测中，不需要创建复杂的数学模型，但也存在燃气泄漏误报率较高、定位精度较低、受环境因素影响较大的情况。目前在PE 燃气管道突发性大型燃气泄漏的检测中，负压波法有着较好实践应用效果。

2.2.4 实时模型法

在进行PE 燃气管道泄漏检测过程中，可以利用数学逻辑，立足物理规律，建立起检测模型，用于完成燃气泄漏检测工作。结合以往经验，PE 燃气管道泄漏检测模型构建过程中，可以充分运用状态评估器法、瞬态模型法、Kalma 滤波器法。借助实时模型法合理化、高效化应用，工作人员能够在较短时间内，快速判定泄漏位置和泄漏量。但实时模型法对工作人员的技术能力和专业素养要求较高，难以在短时间内进行有效推广和应用。

2.2.5 人工智能法

人工智能作为PE 燃气管道泄漏检测的重要发展趋势，通过对推理过程、算法过程有机统一，在故障树分析法、模糊逻辑法、人工神经网络法、遗传算法等路径辅助支持下，人工智能技术可以很好地融入PE 燃气管道泄漏检测活动中。但是人工智能技术目前尚不成熟，技术实现难度相对较高。

3 PE燃气管道突发泄漏应对措施

PE 燃气管道突发泄漏问题应对环节，工作团队充分运用泄漏检测结果，从多个维度出发，提出可行性燃气管道突发泄漏事件应对举措，保证燃气运输、存储的安全性与有效性，满足新时期PE 燃气管道运维管理要求。

3.1 做好PE燃气管道泄漏定位

PE 燃气管道在突发泄漏事件后，工作团队要切实采取有效方法对泄漏位置进行定位，通过硬件泄漏检测和软件泄漏检测综合化运用，最大程度地提升PE 燃气管道泄漏区域定位能力，为后续管道抢修提供便利。

3.2 加强PE燃气管道泄漏修复

PE 燃气管道泄漏修复过程中，考虑到管道材质属性、区域面积等实际情况，可以选择马鞍修复法、带气换管法、封堵装置带气接管法等多种方式，有序组织开展PE 燃气管道修复工作。实际修复环节，要严格遵循系列施工规范，按照既定施工技术标准，有序调动设备、材料、人员入场开展PE 燃气管道修复。以封堵装置带气接管为例，要灵活运用阀箱、钻孔机、封堵机等装置，在上述设备支持下，顺利完成修复，同时注重细节处理，严格把控过渡接头、焊接鞍形管件，避免细节处理不到位而影响PE 燃气管道修复质量。

4 结语

PE 燃气运行过程中，为防范、应对突发泄漏问题，提升燃气使用的安全性与实用性。在总结PE 燃气管道突发泄漏问题诱发原因的前提下，结合现有技术手段，提出切实可行的PE 燃气管道突发泄漏问题检修方案，通过技术资源整合，快速确定泄漏范围，制定最优化的泄漏应对举措，形成完备的PE 燃气管道施工模式。