城市燃?xì)夤艿腊踩u(píng)估中的腐蝕評(píng)價(jià)
0 引 言
??? 由于燃?xì)獾囊兹家妆匦裕艿廊細(xì)庑孤┩鶗?huì)導(dǎo)致重大人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，近年來國(guó)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?xì)夤艿赖目煽啃苑治龊惋L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，建立綜合安全管理體制，保證在役管道運(yùn)行的安全可靠。我們對(duì)深圳在役的200km埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行了系統(tǒng)的安全評(píng)估，通過實(shí)踐檢驗(yàn)和修正，進(jìn)一步完善了埋地管道安全評(píng)估手段和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使其更符合生產(chǎn)實(shí)際的需求。下面根據(jù)我國(guó)城市燃?xì)夤艿赖奶攸c(diǎn)，探討燃?xì)夤艿赖母g評(píng)價(jià)問題。
1 城市燃?xì)夤艿赖奶攸c(diǎn)
??? 對(duì)于管道的安全評(píng)估手段，目前國(guó)內(nèi)外比較權(quán)威的資料是美國(guó)uhlbauer所著的《管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊(cè)》一書，該書介紹了美國(guó)埋地長(zhǎng)輸管道安全評(píng)估的經(jīng)典方法，利用大量完整可靠的管道建設(shè)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，歸納出各影響因素的分值。對(duì)于城市燃?xì)夤艿赖陌踩u(píng)估，由于該方法不與具體的管道運(yùn)行工況相聯(lián)系，使用結(jié)果往往與實(shí)際情況有較大偏差。究其原因，在于長(zhǎng)輸管道與城市燃?xì)夤艿烙幸韵旅黠@差別：
??? (1)長(zhǎng)輸管道通常為單管，閥門和變徑管很少。
??? 城市燃?xì)夤艿蓝酁榄h(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(zhǎng)輸管道通常為一次同期建成，有完備的勘察設(shè)計(jì)、施工監(jiān)理、竣工驗(yàn)收程序，質(zhì)量相對(duì)均衡且缺陷較少。城市燃?xì)夤艿绖t隨著城市建設(shè)的進(jìn)展逐步形成，且不斷拓展。由于投資來源復(fù)雜，設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)往往參差不齊，質(zhì)量缺陷相對(duì)較多。
??? (3)長(zhǎng)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?xì)夤艿乐苓叚h(huán)境復(fù)雜，環(huán)境的改變有時(shí)為突變，另外，城市雜散電流干擾很普遍且嚴(yán)重。
??? (4)長(zhǎng)輸管道和國(guó)外燃?xì)夤艿烙型陚涞墓芾眢w系，其日常管理側(cè)重于陰極保護(hù)，發(fā)現(xiàn)電位異常時(shí)即開始整改。國(guó)內(nèi)城市燃?xì)夤艿拦芾硐鄬?duì)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(shí)消除。
??? 2 管道腐蝕評(píng)價(jià)的關(guān)鍵點(diǎn)
??? 分析城市燃?xì)夤艿赖慕ㄔO(shè)和運(yùn)行管理與長(zhǎng)輸管道間的差異可知，《管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊(cè)》中的腐蝕模型不適用于城市燃?xì)夤艿馈Ｒ暾⒖茖W(xué)而精確地對(duì)城市燃?xì)夤艿肋M(jìn)行腐蝕評(píng)價(jià)，就必須建立新的評(píng)估模型。根據(jù)國(guó)內(nèi)外安全評(píng)估的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)城市燃?xì)夤艿赖奶匦裕捎脴颖菊{(diào)查表確定初值、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)迭代修正、制定檢測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的方法，建立了適合于國(guó)內(nèi)城市燃?xì)夤艿赖母g評(píng)價(jià)體系。
??? (1)管道腐蝕與環(huán)境結(jié)合評(píng)估腐蝕預(yù)期
??? 地下燃?xì)夤艿捞幵谕寥拉h(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?xì)夤艿琅c環(huán)境的交互作用相當(dāng)復(fù)雜，土壤理化性能會(huì)影響防腐層的老化破損進(jìn)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(duì)于防腐結(jié)構(gòu)良好的長(zhǎng)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(hù)電流的作用，也不會(huì)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(píng)估系統(tǒng)都側(cè)重于管道本身，對(duì)環(huán)境的影響重視不夠。對(duì)于城市燃?xì)夤艿溃栏瘜尤毕莺芏啵帢O保護(hù)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(qiáng)，管道很快就會(huì)發(fā)生穿孔泄漏，而環(huán)境腐蝕性較弱，則可以在很長(zhǎng)時(shí)問內(nèi)維持正常運(yùn)行。因此，城市燃?xì)夤艿赖母g預(yù)期評(píng)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(jí)的確定
??? 腐蝕預(yù)期取決于防腐層現(xiàn)狀、陰極保護(hù)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(duì)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(dá)40余個(gè)，完全測(cè)取需要很長(zhǎng)時(shí)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?xì)夤艿赖木唧w情況，進(jìn)行降維預(yù)處理。
??? 我們首先通過聚類分析，依據(jù)12個(gè)樣本管段檢測(cè)數(shù)據(jù)和開挖情況，對(duì)影響腐蝕預(yù)期的因素進(jìn)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(gè)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(duì)同類因素進(jìn)行主成分分析，以貢獻(xiàn)率作為選擇特征因素的依據(jù)，同時(shí)也對(duì)44個(gè)因素直接進(jìn)行主成分分析，以避免聚類分析可能產(chǎn)生的漏項(xiàng)。最后通過社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件包(SSPS)軟件分析可知，整合出的8個(gè)主要因素的特征貢獻(xiàn)率已達(dá)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(gè)主要因素包括防腐層種類、鋼管壁厚、建設(shè)監(jiān)理力度、運(yùn)行時(shí)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(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的原理，我國(guó)制訂出了適合于安全評(píng)估需要的8個(gè)主要因素的分級(jí)體系(見表1)。????
