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【摘要】介绍了埋地燃气钢质管道安装安全质量的主要控制环节，对防腐施工工艺进行了探讨，并推荐了外防腐完整性检验检测参数。
【关键词】城镇燃气埋地钢质管道 外防腐施工工艺 外防腐完整性检测 检测参数
1 引言
随着国家“西气东输”管道工程的建设，天然气这种洁净能源逐渐被千家万户及社会各企事业单位所使用，不仅免去了烧煤、烧柴和换煤气罐的麻烦，而且对改善环境质量意义重大。特别是像杭州这样的著名风景旅游城市，伴随着城市现代化的建设和发展，对环境保护等方面的严格要求，采用管道输送方式将洁净能源——天然气，也将会变得越来越普遍。
城镇燃气管道根据管道材料材质的不同大致可分为钢质管道、球墨铸铁管道、聚乙烯（PE）管道和钢骨架聚乙烯复合管。PE管材虽然因其优异的综合性能在城市埋地燃气管网中大量使用，但是由于多种原因，还是有相当一部分的钢质燃气管道在建设和使用。
2 埋地钢质管道的质量控制环节
埋地燃气钢质管道的安装安全质量，主要可以通过以下三个环节的控制来保证。
2.1 材料方面
压力管道安装工程中，材料是整个工程安全質量的源头，正确的选择材料尤为重要。因此，管道各组成件的材料、规格和型号，应符合相关规范、标准和设计文件要求。该点可由建设单位确定，在材料入库及施工前对其进行定期考核，并由我方核准的具有各项相关资质的合格供应商来保证。
2.2 组对焊接
管道组对、焊接，是压力管道安装工程的核心。对于燃气钢质管道，采用的材料和工艺都相对普通，无需特别处理，只要安装单位严格按制定的施工工艺，合格的作业人员（如焊接人员持有效上岗证件）操作，加上现有的外部检验及焊缝部位的无损检测（特别是射线探伤），即可获得合格的焊接接头。
2.3 管道防腐
管道防腐是压力管道安装工程的关键，防腐质量好坏直接影响到管道的使用寿命。但是在埋地燃气钢质管道施工过程中，该环节常常被人忽视。现在管道防腐工艺要求虽然已被写入规范，如CJJ 33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》和CJJ 95-2003《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》等，但施工验收标准仍不甚明确。
3 埋地钢质管道防腐工艺
从杭州燃气管道（金属焊接）防腐工程的发展过程来看，埋地钢质管道防腐工艺经历了单一外防腐、外防腐加牺牲阳极的阴极保护相结合这两个阶段。无论哪一种方法，外防腐层的完整有效性对管道整体抗蚀寿命的保证都是决定性的。
其中外防腐工艺，又经历了玻璃布加石油沥青（环氧煤沥青）、聚乙烯胶粘带、熔结环氧粉末喷涂三个过程。前两种方法因操作均在现场进行，受条件限制，防腐前的管材外表面除锈及污物的处理往往达不到施工规范及工艺的要求。造成防腐层与管材外表面结合持久力不强，在相对较短时间内脱开，从而使管道局部的电化学腐蚀更严重，很快失效（最快的，新管道验收后不到一年，至通气时发现管道已烂穿，大量燃气泄漏，聚集在污水管道系统，险些酿成严重事故）；而熔结环氧粉末喷涂都是由有资质的专业防腐单位、在固定的制作车间，采用合格的工艺、设备加工而成，因此防腐质量一般是稳定且能保证的。但厚度太薄这个薄弱环节，使得其对运输、搬移等环节的表面防腐层保护要求极高。若不在落管前仔细对其防腐层质量进行全面检查，难免将上述环节造成的防腐层损伤带至地下，留下不正常腐蚀的安全隐患。
4 外防腐层的完整性检测工艺及参数选择
鉴于金属管道外防腐层施工工艺存在的种种局限性，CJJ 33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》在制定05版新标时，除了要求管道下沟、回填前必须对防腐层进行100%的外观检查和电火花检漏外，还吸收国外的先进检测工艺，提出：回填后必须对防腐层完整性进行全线检查，不合格必须返工处理直至合格。燃气管道外防腐层完整性检测的方法很多，比较常见的主要包括以下两类。
4.1 电压法
基本原理：当一个交流信号加在金属管道上时，在防护层破损点便会有电流泄漏入土壤中。这样在管道破损点和土壤之间就会形成电位差，并在破损点的正上方辐射的信号最强，可用仪器在埋设管道的地面上检测到这种电位变化，从而发现管道防腐层的破损点。电压法包括标准管/地电位法、密间隔管地电位法（CIS，CIPS）、直流电压梯度法（DCVG）、变频-选频法、电位差法、近电位勘测法等。
4.2 电流法
基本原理：由发射机向管道发射某一频率的信号电流，电流流经管道时，在管道周围产生一相应磁场，当管道完好时，无电流流失现象或流失较少，在管道周围产生的磁场比较稳定；当防护层破损或老化时，在破损处就会有较大的电流流失现象，随着管道的延伸，其在管道周围磁场的强度就会减弱。与前面检测的电流读数进行比较，发现明显陡降，可以对外防腐层破损点进行实时定位。检测人员在管道上方用地面专用仪器对管道周围的磁场进行接收处理，可以直接读出该处管道数据和管道深度。电流法包括皮尔逊法（PEARSON）、管中电流法（PCM）、C扫描（C-SCAN）、间歇电流法等。
对于CJJ 33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》而言，完整性检测要求虽提了，但并没有明确提出采用何种检测方法，合格的具体参数等门槛值，缺乏可操作性。根据我院选用的，从探测方法和实现机理在当时比较先进的“埋地管道外防腐层状况检测仪SL-2098型”使用说明书描述：外防腐层漏点大小的设定是根据检漏要求来的，要求比较高时（既需要检测出防腐层极微小破损点或针孔），可将漏点信号设定在300mV左右；当检测要求一般时（需要检出肉眼可见的防腐层破损点），可将漏点信号设定在600mV左右；当检测要求不高时（只需检测出面积较大的防腐层破损点），可将漏点信号设定在900mV左右，为慎重起见，我们将门槛值确定为最高等级（漏点信号设定在300mV），但检测仪在回填后的管线上一走，几乎整条线都是报警点，根本无法处理.
5 结论
综上所述，由于CJJ 33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》对埋地后钢质管道外防腐层完整有效的检测方法、合格标准不明确，造成具体操作的不一致性。另外，从可靠性、经济性考虑，也不是确定验收信号越低越好。通过实际测试，并经开挖确认，采用SL-2098型检测仪，只要选择中等验收信号精度，即可对城镇燃气金属管道的外防腐层质量进行有效控制。
参考文献
[1] 《城镇燃气输配工程施工及验收规范》，CJJ33-2005
[2] 《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》， CJJ 95-2003
[3] 肖俊建， 吴明明， 冯超英. 埋地管道外防腐及快速检测技术[J].化工生产与技术， 2004，11（4）：23-25
【关键词】城镇燃气埋地钢质管道 外防腐施工工艺 外防腐完整性检测 检测参数
1 引言
随着国家“西气东输”管道工程的建设，天然气这种洁净能源逐渐被千家万户及社会各企事业单位所使用，不仅免去了烧煤、烧柴和换煤气罐的麻烦，而且对改善环境质量意义重大。特别是像杭州这样的著名风景旅游城市，伴随着城市现代化的建设和发展，对环境保护等方面的严格要求，采用管道输送方式将洁净能源——天然气，也将会变得越来越普遍。
城镇燃气管道根据管道材料材质的不同大致可分为钢质管道、球墨铸铁管道、聚乙烯（PE）管道和钢骨架聚乙烯复合管。PE管材虽然因其优异的综合性能在城市埋地燃气管网中大量使用，但是由于多种原因，还是有相当一部分的钢质燃气管道在建设和使用。
2 埋地钢质管道的质量控制环节
埋地燃气钢质管道的安装安全质量，主要可以通过以下三个环节的控制来保证。
2.1 材料方面
压力管道安装工程中，材料是整个工程安全質量的源头，正确的选择材料尤为重要。因此，管道各组成件的材料、规格和型号，应符合相关规范、标准和设计文件要求。该点可由建设单位确定，在材料入库及施工前对其进行定期考核，并由我方核准的具有各项相关资质的合格供应商来保证。
2.2 组对焊接
管道组对、焊接，是压力管道安装工程的核心。对于燃气钢质管道，采用的材料和工艺都相对普通，无需特别处理，只要安装单位严格按制定的施工工艺，合格的作业人员（如焊接人员持有效上岗证件）操作，加上现有的外部检验及焊缝部位的无损检测（特别是射线探伤），即可获得合格的焊接接头。
2.3 管道防腐
管道防腐是压力管道安装工程的关键，防腐质量好坏直接影响到管道的使用寿命。但是在埋地燃气钢质管道施工过程中，该环节常常被人忽视。现在管道防腐工艺要求虽然已被写入规范，如CJJ 33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》和CJJ 95-2003《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》等，但施工验收标准仍不甚明确。
3 埋地钢质管道防腐工艺
从杭州燃气管道（金属焊接）防腐工程的发展过程来看，埋地钢质管道防腐工艺经历了单一外防腐、外防腐加牺牲阳极的阴极保护相结合这两个阶段。无论哪一种方法，外防腐层的完整有效性对管道整体抗蚀寿命的保证都是决定性的。
其中外防腐工艺，又经历了玻璃布加石油沥青（环氧煤沥青）、聚乙烯胶粘带、熔结环氧粉末喷涂三个过程。前两种方法因操作均在现场进行，受条件限制，防腐前的管材外表面除锈及污物的处理往往达不到施工规范及工艺的要求。造成防腐层与管材外表面结合持久力不强，在相对较短时间内脱开，从而使管道局部的电化学腐蚀更严重，很快失效（最快的，新管道验收后不到一年，至通气时发现管道已烂穿，大量燃气泄漏，聚集在污水管道系统，险些酿成严重事故）；而熔结环氧粉末喷涂都是由有资质的专业防腐单位、在固定的制作车间，采用合格的工艺、设备加工而成，因此防腐质量一般是稳定且能保证的。但厚度太薄这个薄弱环节，使得其对运输、搬移等环节的表面防腐层保护要求极高。若不在落管前仔细对其防腐层质量进行全面检查，难免将上述环节造成的防腐层损伤带至地下，留下不正常腐蚀的安全隐患。
4 外防腐层的完整性检测工艺及参数选择
鉴于金属管道外防腐层施工工艺存在的种种局限性，CJJ 33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》在制定05版新标时，除了要求管道下沟、回填前必须对防腐层进行100%的外观检查和电火花检漏外，还吸收国外的先进检测工艺，提出：回填后必须对防腐层完整性进行全线检查，不合格必须返工处理直至合格。燃气管道外防腐层完整性检测的方法很多，比较常见的主要包括以下两类。
4.1 电压法
基本原理：当一个交流信号加在金属管道上时，在防护层破损点便会有电流泄漏入土壤中。这样在管道破损点和土壤之间就会形成电位差，并在破损点的正上方辐射的信号最强，可用仪器在埋设管道的地面上检测到这种电位变化，从而发现管道防腐层的破损点。电压法包括标准管/地电位法、密间隔管地电位法（CIS，CIPS）、直流电压梯度法（DCVG）、变频-选频法、电位差法、近电位勘测法等。
4.2 电流法
基本原理：由发射机向管道发射某一频率的信号电流，电流流经管道时，在管道周围产生一相应磁场，当管道完好时，无电流流失现象或流失较少，在管道周围产生的磁场比较稳定；当防护层破损或老化时，在破损处就会有较大的电流流失现象，随着管道的延伸，其在管道周围磁场的强度就会减弱。与前面检测的电流读数进行比较，发现明显陡降，可以对外防腐层破损点进行实时定位。检测人员在管道上方用地面专用仪器对管道周围的磁场进行接收处理，可以直接读出该处管道数据和管道深度。电流法包括皮尔逊法（PEARSON）、管中电流法（PCM）、C扫描（C-SCAN）、间歇电流法等。
对于CJJ 33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》而言，完整性检测要求虽提了，但并没有明确提出采用何种检测方法，合格的具体参数等门槛值，缺乏可操作性。根据我院选用的，从探测方法和实现机理在当时比较先进的“埋地管道外防腐层状况检测仪SL-2098型”使用说明书描述：外防腐层漏点大小的设定是根据检漏要求来的，要求比较高时（既需要检测出防腐层极微小破损点或针孔），可将漏点信号设定在300mV左右；当检测要求一般时（需要检出肉眼可见的防腐层破损点），可将漏点信号设定在600mV左右；当检测要求不高时（只需检测出面积较大的防腐层破损点），可将漏点信号设定在900mV左右，为慎重起见，我们将门槛值确定为最高等级（漏点信号设定在300mV），但检测仪在回填后的管线上一走，几乎整条线都是报警点，根本无法处理.
5 结论
综上所述，由于CJJ 33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》对埋地后钢质管道外防腐层完整有效的检测方法、合格标准不明确，造成具体操作的不一致性。另外，从可靠性、经济性考虑，也不是确定验收信号越低越好。通过实际测试，并经开挖确认，采用SL-2098型检测仪，只要选择中等验收信号精度，即可对城镇燃气金属管道的外防腐层质量进行有效控制。
参考文献
[1] 《城镇燃气输配工程施工及验收规范》，CJJ33-2005
[2] 《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》， CJJ 95-2003
[3] 肖俊建， 吴明明， 冯超英. 埋地管道外防腐及快速检测技术[J].化工生产与技术， 2004，11（4）：23-25