一、前言
　　由于燃?xì)獾囊兹家妆匦?，管道中燃?xì)庖坏┬孤?，往往會?dǎo)致重大人身傷亡和財產(chǎn)損失，近年來國內(nèi)外已發(fā)生過多起惡性事故，教訓(xùn)深刻。為此，國家建設(shè)部與中國城市燃?xì)鈪f(xié)會在2001年共同組織編制了《城市燃?xì)庑袠I(yè)“十五”技術(shù)進步發(fā)展規(guī)劃》，明確要求開展城市燃?xì)夤艿赖目煽啃苑治龊惋L(fēng)險評估研究，建立綜合管理體制，保證在役管道運行的安全可靠。深圳燃?xì)饧瘓F積極響應(yīng)，啟動了“城市燃?xì)夤艿腊踩珷顩r評估”課題研究，2002年項目列入國家建設(shè)部年度科研計劃并取得突破性進展，在2003年初進行的階段成果審定會上，得到有關(guān)專家的充分肯定。此后我們對深圳在役的200公里埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿肋M行了系統(tǒng)的安全評估，通過實際檢驗和修正，進一步完善了埋地管道安全評估手段和評價標(biāo)準(zhǔn)，使其更符合生產(chǎn)實用的需求，整個項目計劃在2004年底投入試運行。
　　
　　二、城市燃?xì)夤艿赖奶攸c
　　Muhlbauer所著《管道風(fēng)險管理手冊》介紹了美國埋地長輸管道安全評估的經(jīng)典方法，其利用海量、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。目前，國內(nèi)部分科研機構(gòu)借鑒其基本思路，請國內(nèi)專家憑各自的主觀感覺填寫調(diào)查表，經(jīng)統(tǒng)計處理確定各影響因素的分值，不與具體工況相聯(lián)系，使用結(jié)果表明其往往與實際情況有較大偏差。究其原因，在于與長輸管道相比，城市燃?xì)夤艿烙忻黠@差別：
　　1、長輸管道通常為單管，閥門和變徑很少。城市燃?xì)夤艿蓝酁榫W(wǎng)、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?xì)夤艿绖t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(biāo)準(zhǔn)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)在郊野，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，改變有時為突變，另外城市雜散電流干擾很普遍且嚴(yán)重。
　　4、長輸管道和國外燃?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，發(fā)現(xiàn)電位異常時即開始整改。國內(nèi)城市燃?xì)夤艿拦芾硐鄬Ρ∪酰粘９芾韨?cè)重于巡線查找漏氣點；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。
　　
　　三、城市燃?xì)夤艿栏g評價的技術(shù)難題及突破
　　分析城市燃?xì)夤艿赖慕ㄔO(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燃?xì)夤艿?，要完整、科學(xué)而精確地對城市燃?xì)夤艿肋M行腐蝕評價，就必須建立新的評估模型。我們在與國內(nèi)外管道運營企業(yè)、科研機構(gòu)、大專院校廣泛交流的基礎(chǔ)上，借鑒國外安全評估的經(jīng)驗，針對城市燃?xì)夤艿赖奶匦砸l(fā)的技術(shù)難題，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(biāo)準(zhǔn)的方法，建立了適合于國內(nèi)城市燃?xì)夤艿赖母g評價體系。

　　1、將管體腐蝕與環(huán)境結(jié)合考慮，綜合評估腐蝕預(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。由于城市燃?xì)夤荏w與環(huán)境的交互作用相當(dāng)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，現(xiàn)有一些評估系統(tǒng)都側(cè)重于管體本身，對環(huán)境的影響重視不夠。對于城市燃?xì)夤艿?，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，管體很快就會發(fā)生穿孔泄漏，而環(huán)境腐蝕性較弱，則可以在很長時間內(nèi)維持正常運行。因此，城市燃?xì)夤艿赖母g預(yù)期評估，必須將管體腐蝕與環(huán)境腐蝕性綜合考慮。
　　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。因素多達四十余個，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)無謂加大，因而有必要根據(jù)城市燃?xì)夤艿赖木唧w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份分析，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。主要因素包括防腐層種類、鋼管壁厚、建設(shè)監(jiān)理力度、運行年數(shù)、土壤腐蝕性、管地電位、防腐層電阻率和缺陷線密度。
　　建設(shè)監(jiān)理力度意在體現(xiàn)管段建設(shè)原始質(zhì)量的參差不齊，取決于建設(shè)單位的實際資質(zhì)、對其所建工程的普遍評價、建設(shè)時期監(jiān)理制度的總體情況、管段竣工資料的完善程度、管段首次腐蝕泄漏時運行時間等。對土壤腐蝕性分級方法，我們充分借鑒國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的原理，在2002年初制訂出適合于安全評估需要的綜合分級體系。對防腐層電阻率分級則消化吸取國外檢測技術(shù)，并實現(xiàn)了與國內(nèi)判據(jù)的有機銜接。

表1主要影響因素及等級一覽表　　

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　　我們還通過200多公里的實際檢測數(shù)據(jù)，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定了各影響因素對腐蝕預(yù)期的貢獻，得到較為符合實際情況的結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，形成完整的測試體系和分級標(biāo)準(zhǔn)，制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地下鋼質(zhì)燃?xì)夤艿婪栏瘷z測與驗收技術(shù)規(guī)程》，并實際應(yīng)用于新建燃?xì)夤艿赖目⒐を炇蘸驮谝酃艿赖闹芷跈z測。同時，在生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)平臺上建立起適合城市燃?xì)獾墓艿蕾Y料數(shù)據(jù)庫和外掛評估模塊，為今后動態(tài)評估奠定了堅實的基礎(chǔ)。