城鎮燃氣管網泄漏檢測技術規程
1 總則
1.0.1隨著城鎮燃氣供氣壓力的提高和燃氣管道數量的不斷增長,燃氣泄漏事故時有發生;加強對泄漏檢測工作的管理,提高管網安全運行水平,是杜絕燃氣管網泄漏事故的關鍵之一。目前,國內燃氣供應單位泄漏檢測的技術水平存在一定差異;為此,編制城鎮燃氣管網泄漏檢測標準,規范泄漏檢測的技術及方法,對于提高泄漏檢測的效率、加強燃氣行業的安全管理、保證燃氣管網的安全運行至關重要。
1.0.2燃氣管道、管道附屬設施、廠站內工藝管道、管網工藝設備等不同設備、設施的檢測方法各有不同,根據不同設備、設施泄漏檢測的不同方法和特點,明確了本規程的適用范圍。
儲氣設施也是輸配系統中的重要設備,但對于儲氣設施的管理,因其本體屬于壓力容器或已具有專門的檢測技術要求,因此,本規程的適用范圍不包含儲氣設施本體,但連接部位的泄漏檢測仍包含在本規程范圍內。
1.0.3目前,燃氣泄漏檢測技術發展較快,新技術、新設備不斷涌現,在城鎮燃氣管網泄漏檢測工作中應積極采用行之有效的新技術、新方法和新設備,并在技術方面進行完善,以提高檢測效率。
3 檢測
3.1 一般規定
3.1.1燃氣管道多數埋于地下,一旦發生泄漏,情況非常復雜;泄漏檢測操作人員只有在了解相應的泄漏原理、掌握檢測技術方法及儀器設備操作知識的基礎上,才能準確分析判斷泄漏部位,進而有效地發現泄漏位置,因此對泄漏檢測操作人員所掌握技能的要求較高。檢測人員在上崗前必須進行相關知識及技能的培訓,包括:燃氣常識、泄漏原理、檢測儀器操作、檢測技術及相關安全知識等內容。
3.1.2由于泄漏檢測現場可能存在燃氣泄漏的情況,泄漏檢測操作存在一定的危險,因此,在泄漏檢測操作現場一定要做好安全防范,檢測人員也要注意安全防護;現行行業標準《城鎮燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規程》CJJ 51對操作人員及操作現場的安全防護有較為細致的規定,現行行業標準《城鎮燃氣標志標準》CJJ/T?153中對設置和使用標志有相關的規定。
3.1.3將泄漏檢測的基本程序劃分為泄漏初檢、泄漏判定和泄漏點定位的三個過程是在大量調研、總結國內各地燃氣供應單位泄漏檢測實踐工作基礎上提出的。泄漏初檢為按照檢測計劃而執行的泄漏檢測工作。此過程為主動查漏的過程,在未知有泄漏的情況下主動發現泄漏,消除隱患。在檢測過程中經常遇到一些干擾因素的影響,例如汽車尾氣、沼氣等因素會造成泄漏檢測結果的誤判,因此需要進行泄漏判定。泄漏判定為排除影響檢測結果的干擾因素,確定是否為管道內燃氣泄漏的過程,此過程在埋地管道的泄漏檢測中十分重要,目前已有較為成熟的分析技術,可以判別是否為燃氣泄漏,同時還可區分是何種燃氣的泄漏,在經過分析后進一步進行泄漏點定位。
3.1.5針對不同類別的燃氣設備設施采用的檢測方法也不同,本條按照不同的檢測項目推薦幾類檢測方法以供選擇。儀器檢測法是指利用各種檢測儀器進行泄漏檢測,此種方法是客觀的方法,也是必須選用的方法。環境觀察法一般指通過觀察植被、水面、積雪顏色及異常氣味等判斷是否有疑似泄漏存在的情況。氣相色譜分析是采用分析儀器對混合氣體內的各組分進行分析,進而明確氣體種類的方法。鉆孔檢測法是在管道上方,沿管道走向鉆孔,并結合檢測儀器檢測孔內的氣體濃度,確認泄漏部位的方法。激光甲烷遙測技術是可以不接觸被測物體表面就能檢測出是否有燃氣泄漏的檢測技術,對于難以通過接觸進行檢測的架空管道,一般采用此種非接觸型檢測方法。
泄漏檢測是一個復雜的過程,除架空管道外,使用單一的方法一般不能達到既檢測出泄漏又能進行泄漏點定位的要求,往往需要組合采用幾種檢測方法。但不論組合采用哪幾種方法,都需要以儀器檢測方法為主。
3.2 管道檢測
3.2.1在城鎮燃氣泄漏檢測工作中經常使用的泄漏檢測儀器有基于光學原理制成的,因光學檢測儀均需要吸收散射的光線進行對比分析,必須在光線充足的條件下進行,因此提出在白天檢測的要求。目前檢測儀器的構造都比較復雜,且電子元器件對環境條件要求較為嚴格,在溫度過高或過低、雨污水噴濺等情況均易對檢測儀器內部元器件造成損害,因此,除特殊的緊急情況外,一般在惡劣天氣時盡量不進行泄漏檢測。
3.2.2泄漏檢測儀器有多種類型,有的設置在機動車上,有的設置在手推車等非機動車上,還有的為手持式;根據泄漏檢測工作的需要,可以選擇不同類型的檢測儀器;一般情況下,車載儀器用于城市道路下燃氣管道的泄漏初檢,手推車或者手持式儀器用于人行道、綠地、庭院等或需要進行泄漏確認的情況。不論采用何種泄漏檢測儀器,在泄漏檢測時速度都不能過快,如果超過泄漏檢測儀器的反應速度,會影響泄漏檢測效果。
車載儀器的泄漏檢測速度是在收集大量國內外泄漏檢測資料,綜合考慮目前在用車載檢測儀器檢測速度實際情況的基礎上得出的。車載式泄漏檢測儀器車輛速度保持在30km/h以下時,檢測效果相對較好。1m/s為正常步行速度,在此速度下采用手推車載儀器或手持式儀器進行泄漏檢測效果較好。
3.2.3管道埋于地下,情況較為復雜,根據泄漏擴散原理,燃氣會沿著某些縫隙處向外擴散,對這些燃氣易擴散積聚的部位進行重點檢測,比較方便快捷。
3.2.4在用儀器檢測的同時觀察周圍的環境,可以快速、直接發現問題,及時排除泄漏隱患。在泄漏檢測過程中,經常遇到泄漏檢測儀器有濃度顯示但又不是發生燃氣泄漏的情況,這種情況稱為疑似泄漏。疑似泄漏是由于一些干擾因素造成的,這些干擾因素包括汽車尾氣干擾、沼氣干擾、化學污染等,發現疑似泄漏情況后需要進一步進行泄漏檢測,確認是否有泄漏和泄漏氣體的種類,減少誤開挖造成的損失。
3.2.5泄漏判定需要對燃氣的組分進行分析,氣相色譜分析法是比較有效的方法。目前,泄漏判定最常見的情況是區分天然氣與沼氣,由于天然氣與沼氣的主要成分均為甲烷,泄漏檢測儀器檢測到甲烷的存在并不能說明是何種氣體,還需要通過分析其他組分進行判別,目前主要通過分析乙烷含量來區分上述兩種氣體;由于天然氣中含有乙烷,而沼氣中則不含,因此,分析出乙烷成分的存在就可以判定是天然氣泄漏。
國內有些城市有天然氣、人工煤氣或液化石油氣多種氣源同時存在的情況,區分是何種燃氣泄漏十分必要,可以通過對燃氣組分的分析進行判定。
3.2.6因城市地下市政設施情況復雜,鉆孔前需要查明其他市政設施的資料,摸清其具體部位,防止鉆孔時破壞其他市政設施。
- 燃氣泄漏后會沿著地下縫隙向上擴散,在管道上方打孔能提高查找漏點的效率;
- 在打孔檢測時會發現不同檢測孔內燃氣濃度有逐漸升高或降低的趨勢,距離泄漏部位最近的孔內燃氣濃度也相對較高,因此需要打足夠多的孔,保證從各孔的濃度值中找出濃度最高的孔及各孔濃度變化的規律,判斷出具體的泄漏部位;
- 道路的結構層包括水泥路面、瀝青路面和三合土基層等,為保護管道在打孔時不被破壞,參照各地實踐經驗和查閱管道埋深確定打孔深度;
- 檢測孔內的燃氣濃度會向孔外擴散,為保證檢測的準確性,需配置防止發散的檢測探頭;儀器在進行泄漏檢測時需要一定的反應時間,這段時間內儀器的示值不穩定,因此,檢測操作應持續一段時間,以保證儀器檢測的準確性;
- 由于液化石油氣的比重比空氣大,當發生泄漏時會積聚在泄漏部位的下部,因此,在泄漏檢測時,儀器探頭應接近孔下部。
3.2.7鉆孔后離泄漏部位越近的孔內燃氣濃度越高,因此需要找出濃度最高的孔,從該孔進行開挖。
燃氣管道泄漏可能是一個部位發生泄漏,也有可能是多個部位同時發生泄漏。對于同期建設相同材質的管道,因其腐蝕情況類似,在查明一處泄漏部位后,還需要排查其他部位泄漏的可能性。
發現泄漏點后緊急搶修堵漏處置的技術措施、人員及管理要求等不包含在本規程內。
3.3 管道附屬設施、廠站內工藝管道及管網工藝設備的檢測
3.3.1設備及管道的連接部位是易泄漏部位,通過檢測法蘭、焊口等連接部位可以有效地檢測泄漏。不規范的泄漏檢測順序可能導致無法準確找到泄漏部位。天然氣、人工煤氣比重較輕,發生泄漏時會向上擴散,一般采用從下往上的檢測順序,液化石油氣比重較重,泄漏檢測時一般采用從上往下的順序。如果在室外泄漏檢測,一般采用從上風側往下風側檢測的順序。
3.3.2天然氣或人工煤氣的比重較輕,若在閥門井上部或井蓋周邊檢測到有燃氣濃度,說明井內也有燃氣濃度。當發現檢測儀器有燃氣濃度顯示時,需要采取相應的措施防止發生事故。
3.3.4泄漏初檢發現閥門井內有燃氣濃度時需要下井進行泄漏判定和泄漏點定位檢測,如果井內氧氣濃度低或有毒、有害氣體超標,會直接威脅檢測人員的安全,故本條對涉及進入閥門井等地下場所檢測人員人身安全的有關氣體的濃度指標提出要求。
1本款規定了檢測人員進入閥門井等地下場所檢測時場所內燃氣、氧氣、一氧化碳和硫化氫等氣體濃度的限值,其中氧氣的濃度要求參照現行國家標準《缺氧危險作業安全規程》GB 8958標準規定,燃氣的濃度要求參照現行行業標準《城鎮燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規程》CJJ?51的規定,一氧化碳及硫化氫的濃度要求參照現行國家標準《工作場所有害因素職業接觸限值第1部分:化學有害因素》GBZ 2.1標準規定。在國家標準中,一氧化碳濃度及硫化氫濃度均以“mg/m3”為單位,為保持與國家標準的一致,本規程也采用“mg/m3”為單位。而在實際泄漏檢測工作中,現有的泄漏檢測儀器通常表示為“ppm”,因此可以對檢測數據進行換算,在此推薦一種換算公式,可以參考使用。本計算公式基于理想氣體狀態方程推導而出,在標準狀況下,氣體質量濃度與體積濃度的換算關系可用下式表示:
C=22.4X/M? ???(1)
式中:C——“ppm”濃度值;
X——氣體以“mg/m3”表示的濃度值;
M——氣體分子量。
2檢測人員在地下場所進行檢測操作時,可能會出現由于氣體擾動造成一氧化碳或硫化氫氣體百分比超標的情況,因此要求在檢測操作過程中各種泄漏檢測儀器始終處于檢測的狀態,一旦氣體百分比達到危險限值,檢測儀器發出報警,檢測人員可以立即撤離,以保證安全。
3.3.5如果被測部位表面坑凹不平或存有污物,涂刷檢測液時在坑凹不平或有污物處容易積存空氣,空氣浮出形成氣泡,從而掩蓋某些小漏孔產生的氣泡。檢測環境光照不足時會影響對細小氣泡的觀察。
目前,在城鎮燃氣輸配系統中越來越多地使用不銹鋼材料,在對不銹鋼材料進行檢測時,控制檢測液中氯離子的含量,避免對不銹鋼材料造成腐蝕。
3.3.6本條為擴大檢測范圍的要求。在對閥門井等地下空間進行泄漏檢測時,可能出現檢測儀器有示值但未找到具體泄漏部位的現象,如果經泄漏判定確認為燃氣泄漏,則說明閥門井周邊的埋地管道存在泄漏的可能性,需要擴大檢測范圍,并按照埋地管道檢測方法對周圍燃氣管道進行檢測,直至找到泄漏部位。
4 檢測周期
4.0.1本章規定的檢測周期為泄漏檢測工作的最長間隔,燃氣供應單位可根據實際情況自行制定較為靈活的泄漏檢測周期,但不得低于本規程的要求。
國家標準《城鎮燃氣技術規范》GB 50494—2009對管道的“設計使用年限”有相應的規定。一般情況下,鋼質管道在腐蝕控制良好的條件下壽命可超過30年,聚乙烯管道和鑄鐵管道的設計使用壽命一般可達40年~50年。
4.0.2行業標準《城鎮燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規程》CJJ 51—2006對管道泄漏檢測周期提出了要求,但在本規程編寫調研過程中發現,國內各地燃氣供應單位都已經自覺提高了要求,因此,本規程對此作了相應的修改。
行業標準《城鎮燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規程》CJJ 51—2006對管道檢測周期的規定主要以壓力進行劃分,但通過調查發現,管道發生泄漏與管道的壓力并無明顯關系,因此,本規程對管道泄漏檢測周期的規定按照管道材質及管道是否有陰極保護進行劃分。
3城鎮燃氣管道多數不是同期建設完成,其運行情況也有差別,從經濟性和安全性考慮,作出本條規定。
4.0.3腐蝕因素近似的管道通常指同期建設的材質、環境、施工單位等情況相同的管道。如某一住宅小區內一期建設的鋼管檢測到有燃氣泄漏,說明該區域內同一期建設的其他鋼管存在腐蝕泄漏隱患,需重點檢測,相應地調整檢測周期。
4.0.4發生地質災害時,管道有可能發生斷裂、變形等情況,需要立即對管道進行泄漏檢測,并根據檢測結果調整泄漏檢測周期。
4.0.5由于管道內的燃氣發生泄漏后滲透到地面需要一定的時間,由管道檢修通氣后,如果存在泄漏不一定能夠立即被發現,需要在一定時間內進行復檢,以排除泄漏隱患。
4.0.6管道發生泄漏后,燃氣一般會沿著管道擴散到周圍的管道附屬設施內,管道附屬設施內,管道附屬設施的泄漏檢出率一般比埋地管道高,因此,管道附屬設施的檢測周期應比管道的檢測周期適當縮短。
4.0.7考慮到實際工作中多數情況是在生產運行的財時進行泄漏檢測,因此本條提出泄漏檢測可結合生產運行工作財時進行。城鎮調壓站及調壓箱的檢測周期是根據國內泄漏檢測實際情況確定。
5 檢測儀器
5.1 性能
5.1.1泄漏檢測儀器是泄漏檢測工作中的必要工具,泄漏檢測儀器的性能是保證發現燃氣泄漏、找到泄漏位置的關鍵因素。
5.1.2“10×10-6”在數值上等同于“10ppm”。靈敏度是泄漏檢測儀器所檢出燃氣濃度的最小值,是泄漏檢測儀器重要的指標。地下燃氣管道泄漏后,擴散到地表的燃氣濃度可能非常低,如果采用的泄漏檢測儀器的靈敏度較低,將直接影響檢測結果,因而對其提出要求。因本規程為首次制定,國內尚無相應的參考標準,此數值是參考美國、歐洲等國家或地區關于燃氣泄漏檢測的要求提出。
5.1.3最大允許誤差是對檢測儀器精度的要求。用于檢測爆炸下限和檢測高濃度的儀器在達到爆炸下限前必須報警,以保證檢測人員的安全,所以對此類泄漏檢測儀器檢測精度的要求較高。最大允許誤差值是參考現行行業標準《可燃氣體檢測報警器》JJG 693的要求提出。
5.1.4地下市政設施除燃氣管道外,還有電纜、熱力管道、雨污水管道等設施,為保證安全,鉆孔設備及專用勘探棒等需要絕緣。
5.2 配備
5.2.1城鎮燃氣包含人工煤氣、天然氣及液化石油氣等幾個種類,因此,檢測儀器的選擇必須與被測燃氣種類相適應。原則上說,為滿足檢測工作量的需求,管網設備設施數量較多的燃氣供應單位所配備的檢測儀器數量及種類也相應較多。某些有多種附件的檢測儀器應配置齊全,以滿足在復雜條件下進行泄漏檢測的需要。另外,對于閥門井、防爆區域等特殊場所需要檢測氧氣、一氧化碳、硫化氫等氣體濃度和儀器需要防爆類型等情況,在設備配置時都要注意。
5.2.2泄漏檢測儀器有多種形式,有單一功能的檢測儀,也有多種功能的綜合檢測儀,本規程僅對檢測儀器的功能提出了要求,可以單獨選配,也可以配置具備多種功能的綜合檢測設備。
具備檢測百萬分比濃度功能的儀器通常以“ppm”顯示燃氣濃度,即能檢測到氣體百萬分之一濃度;具備檢測百分比濃度功能的儀器通常以“%”顯示燃氣濃度;具備檢測爆炸下限百分比功能的儀器所能檢測到的最高濃度為被檢測燃氣的爆炸下限。
具備氣體組分百分比檢測功能的儀器能夠通過比對分析出混合氣體中各組分所占的百分比。
5.2.3泄漏點定位時需要配合使用鉆孔機及各類鉆頭等設備,所以應配置相應的附屬設備以滿足需要。
5.2.4不論對防爆場所如何界定,只要是規定中要求的防爆場所,就要使用防爆型儀器。
5.2.5對閥門井、地下調壓站(箱)進行泄漏檢測時,還需對空間內氧氣和有毒氣體進行檢測,因此,還需配置相應的檢測儀器。
5.3 使用及維護
5.3.3在不同地區針對不同的檢測對象,不同的泄漏檢測設備可以有不同的報警值,因此,需要根據泄漏檢測的實際工作經驗反復試驗設定相對合理的報警值。
6 檢測記錄
6.0.1~6.0.3完善、準確的檢測記錄是極為重要的,能夠為日后泄漏檢測工作及事故的處理提供參考。
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