0 引 言
??? 由于燃氣的易燃易爆特性，管道燃氣泄漏往往會導致重大人身傷亡和財產損失，近年來國內外發(fā)生過多起惡性事故，教訓深刻。為此，要開展城市燃氣管道的可靠性分析和風險評估研究，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，使其更符合生產實際的需求。下面根據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，目前國內外比較權威的資料是美國uhlbauer所著的《管道風險管理手冊》一書，該書介紹了美國埋地長輸管道安全評估的經典方法，利用大量完整可靠的管道建設運行數(shù)據庫，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，有完備的勘察設計、施工監(jiān)理、竣工驗收程序，質量相對均衡且缺陷較少。城市燃氣管道則隨著城市建設的進展逐步形成，且不斷拓展。由于投資來源復雜，設計、施工和驗收標準往往參差不齊，質量缺陷相對較多。
??? (3)長輸管道通常鋪設在野外，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，其日常管理側重于陰極保護，發(fā)現(xiàn)電位異常時即開始整改。國內城市燃氣管道管理相對薄弱，日常管理側重于巡線檢漏，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 管道腐蝕評價的關鍵點
??? 分析城市燃氣管道的建設和運行管理與長輸管道間的差異可知，《管道風險管理手冊》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。根據國內外安全評估的經驗，針對城市燃氣管道的特性，采用樣本調查表確定初值、實測數(shù)據迭代修正、制定檢測評價標準的方法，建立了適合于國內城市燃氣管道的腐蝕評價體系。
??? (1)管道腐蝕與環(huán)境結合評估腐蝕預期
??? 地下燃氣管道處在土壤環(huán)境中，其腐蝕預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。對于防腐結構良好的長輸管道，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維持正常運行。因此，城市燃氣管道的腐蝕預期評估，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期。許多因素對腐蝕預期的影響是非線性的，各因素之間有著不同的相關程度。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)據間存在大量的信息重復，使模型變量維數(shù)加大，因而有必要根據城市燃氣管道的具體情況，進行降維預處理。
??? 我們首先通過聚類分析，依據12個樣本管段檢測數(shù)據和開挖情況，對影響腐蝕預期的因素進行相關分析和聚類分析。結果表明，影響腐蝕預期的44個因素在相關系數(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，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生的漏項。最后通過社會科學統(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)據的科學完整，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。
??? 借鑒國內外相關標準的原理，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)。????