基于模糊综合评价法的城镇老旧钢质管道老化评估.pdf

20特 种 设 备 安 全 技 术2023 年第 4 期图 1钢质燃气管道老化评估图3评估信息的采集本次管道评估的信息采集主要分两个方面，一是基础信息的采集，主要涉及到管道设计、安装和运行的资料；二是现场信息的采集，主要涉及到管道的实测壁厚、腐蚀性环境调查、管道保护电位、管道防腐层状况等 12 个因素，各影响因素和权重如表 1。表 1腐蚀各影响因素和权重影响因素分值 F 权重 Q影响因素分值 F 权重 Q使用年限0-300.3土壤腐蚀性0-200.6实测壁厚0-200.15阴极保护0-200.8与其他管线影响0-200.15外防腐层破损情况0-200.8外防腐层使用情况0-200.25外防腐层绝缘电阻0-200.4直流干扰0-200.25交流干扰0-200.15管道腐蚀情况0-200.5管道泄漏情况0-200.54腐蚀防腐评价老旧钢质管道的腐蚀防腐评估结果由各因素的分值与权重的加权评分所得，详见公式 4-1：腐蚀防腐系统的评估分值=FiQi，其中 i=1，2，3，4 等。该评估方法最高分为 100 分，最低分 4.4 分；85 分以上为 4 级，60-85 分为 3 级，35-60 分为 2 级，35 分以下为1级。其中4级危险系数最高，1级危险系数最低。5合于使用评价老旧中压管道的合于使用评价包括耐压强度校核、1前言2021 年全国共发生燃气爆炸较大事件 12 起，共造成 55 人死亡，其中湖北省十堰市张湾区集贸市场发生燃气爆炸事故，造成26人死亡。这几起事故发生的原因，大部分是由于城镇老旧钢质燃气管道泄漏导致。现在全国城镇燃气管道约 50 万公里，其中超过 20 年的老旧钢质燃气管道约 10 万公里，这些老旧钢质管道存在安装施工不规范、管道腐蚀严重、管道受杂散电流干扰严重等问题，使得管道的失效可能性增大，同时由于这些老旧钢质燃气管道都是位于城市中心，管道泄漏爆炸后的失效后果也非常大。基于以上两点，为了进一步加强燃气管网的安全管理，加快老旧钢质管网的改造工作，为燃气企业运行、维护、改造、更换、检漏等基础管理工作提出合理化建议，城镇燃气老旧钢质管道的安全评估刻不容缓。本文将介绍基于模糊综合评价法的城镇老旧钢质管道老化评估方法。2基于模糊综合评价法的老旧中压管道评估法基于模糊综合评价法的老旧中压管道评估法是采用一种基于模糊数学的综合评价方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约对象做出一个总体的评价。它能把老旧中压管道中难以量化的问题系统化，具有评估结果清晰、准确等特点。评估的前期主要是划分评估单元和收集评估数据，这是评估能否顺利进行和评估准确性与否的主要依据。其次是评估实施时考虑到管道的腐蚀风险评估和合于使用的评估两大方面，最终综合评估得出老旧管道腐蚀评估的结果。评估步骤详见图1。基于模糊综合评价法的城镇老旧钢质管道老化评估林武春摘要本文介绍了基于模糊综合评价法的城镇老旧钢质管道老化评估方法研究，详细阐述了模糊综合评价法在管道老化评估中的应用。通过评估信息的采集与分析，获得腐蚀防腐评价的等级，以及根据老旧管道的腐蚀特点，引进了合于使用评价等级，最终结合腐蚀防腐评价和合于使用评价两者的结果，得出老旧钢质管道的老化评估结果，使得评估结果合理性高、准确性高，对燃气企业改造或管理老旧管道具有较大的参考意义。关键词模糊综合评价法城镇老旧钢质管道老化评估收稿日期：2022-12-2821特 种 设 备 安 全 技 术2023 年第 4 期应力分析校核、材料适用性评价、剩余强度评估与超标缺陷安全评定、剩余寿命预测。5.1合于使用评价原则当管道有下列情况之一的，应当按照许用压力进行耐压强度校核：全面减薄量超过公称壁厚 20%的；操作参数增大的；输送介质种类发生重大变化，改变为更危险介质的。当管道有下列情况之一的，应当进行应力分析校核：存在较大变形、挠曲、破坏，以及支撑件损坏等现象且无法复原的；全面减薄量超过管道公称厚度30%的；法兰经常性泄漏、破坏的；无强度计算书的。当管道有下列情况之一的，应当进行材料适用性评价：材质发生劣化的；输送介质种类发生重大变化，改变为更危险介质的。当检测中发现的危害管道结构完整性的缺陷进行剩余强度评估与超标缺陷安全评定。5.2剩余寿命的预测对于老旧管道的合于使用评价最为主要的是进行管道剩余寿命的预测评估，腐蚀寿命预测选用 GB/T30582-2014基于风险的埋地钢质管道外损伤检验与评价的预测方法，当评估区段开挖点数量小于 16 处时，宜选用均匀腐蚀剩余寿命预测方法或局部腐蚀剩余寿命预测方法，计算每处抽检管段的剩余寿命，其中的最小值确定为管道的腐蚀剩余寿命；其中管道均匀腐蚀与局部腐蚀剩余寿命预测计算如下：傅里叶因子确定：壳体参数确定：5.3合于使用评价的分级管道的合于使用评价分级规则如下：经合于使用评价能安全使用 6 年以上（含 6 年）的，管道本体评价等级为 1 级；经合于使用评价 6 年内能安全使用的，管道本体评价等级为 2 级；经合于使用评价 3 年内能安全使用的，管道本体评价等级为 3 级；存在无法通过安全评定的损伤缺陷，管道本体评价等级为 4 级。6老旧钢质管道老化评价城镇老旧钢质管道老化评估等级依据腐蚀风险评估等级、管道本体评价等级进行评级，采取矩阵法来确定管道的综合评价等级，详见表 2。表 2老旧钢质管道老化评估等级管道综合评价等级腐蚀风险评估等级合于使用评价等级123411234222343333443344综合评价 1 级：管道安全质量符合有关法规和标准要求，满足设计条件下在6年的评估周期内能安全使用，评估结论为：符合安全运行要求；2 级：管道安全质量符合有关法规和标准要求，但腐蚀防护系统或管道本体存在某些不符合有关规范和标准的问题或缺陷，经合于使用评价，结论为满足设计条件下在 3 年 6 年的评估周期内能安全使用，评估结论为：落实安全措施，继续运行；3 级：管道安全质量符合有关法规和标准要求，但腐蚀防护系统或管道本体存在某些不符合有关规范和标准的问题或缺陷，经合于使用评价，结论为满足设计条件下在 1 年 3 年评估周期内在限定的条件下安全使用，评估结论为：限期改造；4 级：管道系统损伤缺陷严重，不能满足设计要求，管道不能安全运行，使用单位应立即采取重大维修措施，评估结论为：立即改造。7结论作者对福州某燃气企业进行了 70 公里的超 20 年的城镇老旧管道老化评估，在实际评估中得知基于模糊综合评价法的城镇老旧钢质管道老化评估主要在于评估数据的收集，如果无法通过资料收集或实际调查和检测获得上述影响因素的基本信息，则可以采用同地区其他同类管道的检测数据来间接获取所评估管道的所需信息，但应在评估报告中明确指出结论的有效性有所降低。本文钢质管道老化评估不但考虑到钢管腐蚀防腐评价等级也考虑到侧重管道剩余寿命评估的合于使用评价，这使得评估结果合理性高、准确性高，对燃气企业改造或管理老旧管道具有较大的参考意义。参考文献1 徐火力.老旧小区低压钢质燃气管道风险识别与安全评估技术 J.城市燃气，2021，（23）.182-182.2 王东.钢质燃气管道安全风险评估系统的建立及应用 J.煤气与热力.2012，（2）.68-72.3 张兰，何莎等.城镇燃气钢质管道风险评价 J.化学工程与装备.2021，（3）.12-13，22.4 胡哲辉，唐鹰翔，朱神平.城镇中低压钢质燃气管道腐蚀泄漏风险评估 J.煤气与热力，2021，（3）.42-43.作者林武春福建锅炉压力容器检验研究院福建福州邮编350000