0 引 言
??? 由于燃氣的易燃易爆特性，管道燃氣泄漏往往會導(dǎo)致重大人身傷亡和財產(chǎn)損失，近年來國內(nèi)外發(fā)生過多起惡性事故，教訓(xùn)深刻。為此，要開展城市燃氣管道的可靠性分析和風(fēng)險評估研究，建立綜合安全管理體制，保證在役管道運行的安全可靠。我們對深圳在役的200km埋地鋼質(zhì)燃氣管道進行了系統(tǒng)的安全評估，通過實踐檢驗和修正，進一步完善了埋地管道安全評估手段和評價標準，使其更符合生產(chǎn)實際的需求。下面根據(jù)我國城市燃氣管道的特點，探討燃氣管道的腐蝕評價問題。
　　1 城市燃氣管道的特點
??? 對于管道的安全評估手段，目前國內(nèi)外比較權(quán)威的資料是美國uhlbauer所著的《管道風(fēng)險管理手冊》一書，該書介紹了美國埋地長輸管道安全評估的經(jīng)典方法，利用大量完整可靠的管道建設(shè)運行數(shù)據(jù)庫，歸納出各影響因素的分值。對于城市燃氣管道的安全評估，由于該方法不與具體的管道運行工況相聯(lián)系，使用結(jié)果往往與實際情況有較大偏差。究其原因，在于長輸管道與城市燃氣管道有以下明顯差別：
??? (1)長輸管道通常為單管，閥門和變徑管很少。
??? 城市燃氣管道多為環(huán)狀、枝狀，閥門、三通及凝液缸等管件密布，管道變徑較普遍。
??? (2)長輸管道通常為一次同期建成，有完備的勘察設(shè)計、施工監(jiān)理、竣工驗收程序，質(zhì)量相對均衡且缺陷較少。城市燃氣管道則隨著城市建設(shè)的進展逐步形成，且不斷拓展。由于投資來源復(fù)雜，設(shè)計、施工和驗收標準往往參差不齊，質(zhì)量缺陷相對較多。
??? (3)長輸管道通常鋪設(shè)在野外，周邊環(huán)境的改變通常為平滑過渡，容易把握，且雜散電流影響較小。城市燃氣管道周邊環(huán)境復(fù)雜，環(huán)境的改變有時為突變，另外，城市雜散電流干擾很普遍且嚴重。
??? (4)長輸管道和國外燃氣管道有完備的管理體系，其日常管理側(cè)重于陰極保護，發(fā)現(xiàn)電位異常時即開始整改。國內(nèi)城市燃氣管道管理相對薄弱，日常管理側(cè)重于巡線檢漏，即使發(fā)現(xiàn)問題，由于涉及市政管理諸多方面，處理手續(xù)較為繁雜，隱患往往無法及時消除。
??? 2 管道腐蝕評價的關(guān)鍵點
??? 分析城市燃氣管道的建設(shè)和運行管理與長輸管道間的差異可知，《管道風(fēng)險管理手冊》中的腐蝕模型不適用于城市燃氣管道。要完整、科學(xué)而精確地對城市燃氣管道進行腐蝕評價，就必須建立新的評估模型。根據(jù)國內(nèi)外安全評估的經(jīng)驗，針對城市燃氣管道的特性，采用樣本調(diào)查表確定初值、實測數(shù)據(jù)迭代修正、制定檢測評價標準的方法，建立了適合于國內(nèi)城市燃氣管道的腐蝕評價體系。
??? (1)管道腐蝕與環(huán)境結(jié)合評估腐蝕預(yù)期
??? 地下燃氣管道處在土壤環(huán)境中，其腐蝕預(yù)期既取決于管道本身，也取決于環(huán)境，具體地說，環(huán)境的腐蝕性。由于城市燃氣管道與環(huán)境的交互作用相當復(fù)雜，土壤理化性能會影響防腐層的老化破損進程，土壤腐蝕性和雜散電流情況又直接決定破損處的腐蝕速度。對于防腐結(jié)構(gòu)良好的長輸管道，腐蝕電流通道幾乎被防腐層完全隔斷，少量破損受到陰極保護電流的作用，也不會受到腐蝕，因而環(huán)境腐蝕性的影響很小。需注意的是，現(xiàn)有一些評估系統(tǒng)都側(cè)重于管道本身，對環(huán)境的影響重視不夠。對于城市燃氣管道，防腐層缺陷很多，陰極保護又不正常，環(huán)境腐蝕性的影響就非常顯著。如果環(huán)境腐蝕性較強，管道很快就會發(fā)生穿孔泄漏，而環(huán)境腐蝕性較弱，則可以在很長時問內(nèi)維持正常運行。因此，城市燃氣管道的腐蝕預(yù)期評估，必須將管道腐蝕與環(huán)境腐蝕性綜合考慮。
??? (2)主要腐蝕因素分級的確定
??? 腐蝕預(yù)期取決于防腐層現(xiàn)狀、陰極保護有效性、土壤理化性能、雜散電流分布等諸多方面，凡是影響上述方面的因素都有可能直接或間接地影響管道的腐蝕預(yù)期。許多因素對腐蝕預(yù)期的影響是非線性的，各因素之間有著不同的相關(guān)程度。這些因素多達40余個，完全測取需要很長時間和巨大投資，且各數(shù)據(jù)間存在大量的信息重復(fù)，使模型變量維數(shù)加大，因而有必要根據(jù)城市燃氣管道的具體情況，進行降維預(yù)處理。
??? 我們首先通過聚類分析，依據(jù)12個樣本管段檢測數(shù)據(jù)和開挖情況，對影響腐蝕預(yù)期的因素進行相關(guān)分析和聚類分析。結(jié)果表明，影響腐蝕預(yù)期的44個因素在相關(guān)系數(shù)大于0．5的條件下，明顯地聚為8類。為了從同類因素中選取有代表性的特征因素，對同類因素進行主成分分析，以貢獻率作為選擇特征因素的依據(jù)，同時也對44個因素直接進行主成分分析，以避免聚類分析可能產(chǎn)生的漏項。最后通過社會科學(xué)統(tǒng)計軟件包(SSPS)軟件分析可知，整合出的8個主要因素的特征貢獻率已達到92．1% 。
??? 從而既保證了數(shù)據(jù)的科學(xué)完整，又避免了不必要的工作量。8個主要因素包括防腐層種類、鋼管壁厚、建設(shè)監(jiān)理力度、運行時間、土壤腐蝕性、管地電位、防腐層電阻率和缺陷線密度。
??? 借鑒國內(nèi)外相關(guān)標準的原理，我國制訂出了適合于安全評估需要的8個主要因素的分級體系(見表1)。????