埋地燃气管道（PE）案例分析王少军高级工程师压力管道、压力容器检验师RT-III、UT-III、MT-III、PT-III上海市特种设备无损检测考委会成员上海市质量工程系列中级职称评审评委压力管道设计、元件制造、安装资质评审员无损检测机构核准评审员、气瓶移动式压力容器评审员联系方式
目录PE燃气管道安装焊接技术2PE燃气管道背景及检验检测意义1PE燃气管道检验检测案例3PE燃气管检验方法及检测技术34
PE燃气管道背景1聚乙烯（Polyethylene，简称PE），是一种高分子聚合物，以乙烯为主要原料经聚合反应制得的一种热塑性树脂。具有抗冲击性、柔韧性、耐化学腐蚀性、可熔接性、易于成型加工等特性聚乙烯管道属于非金属管道范畴。
PE燃气管道背景120世纪20年代，采用低密度聚乙烯（LDPE）用于矿井无压排水管。20世纪50年代，采用高密度聚乙烯（HDPE）用于矿井给水管。20世纪60年代，采用中高密度聚乙烯用于燃气管道。我国1982年上海，最早使用PE管道输送城市燃气。《国家化学建材产业“十五”计划和2010年发展规划纲要》中提出，城市燃气管道（中低压管）20%以上采用塑料管。目前，上海初步统计具有2000公里的城镇PE燃气管道，每年逐步递增。
PE燃气管道背景-材料1PE管按材料的最小要求强度（MRS）划分成PE32、PE20、PE63、PE80和PE100五个压力等级。目前国内燃气管道主要为PE80（MDPE）和PE100（HDPE）材料生产。年代等级产品特点第一代20世纪50年代PE32PE20PE63不含支链的聚乙烯分子为主，共聚单体含量低，密度高，耐慢速裂纹增长性能差第二代20世纪70年代中期P80采用共聚单体，具备一定耐慢速裂纹增长性能第三代80年代末PE100采用双峰聚合技术，改进聚乙烯的长期静液压性能和耐慢速裂纹增长性能，普遍具有高的抵抗快速裂纹扩展的能力第四代2001年PE100RC通过分子结构设计、新型催化剂和聚合工艺技术，进一步提高慢速裂纹增长性能，在外部划伤和点载荷的作用下，仍能达到设计使用寿命
PE燃气管道背景-生产1PE管的生产过程在管材挤出生产线上完成PE管生产过程
PE燃气管道背景-安装1PE燃气管的安装过程一般采用焊接方式。焊接方式一般有电熔连接和热熔连接。电熔连接热熔连接
PE燃气管道背景-安装1受施工人员操作、焊接工艺及设备、环境因素等影响产生焊接缺陷。（GB51455)序号焊接形式缺陷类型1电熔焊接气泡与孔洞、未熔合、金属丝错位、夹杂、冷焊等2热熔焊接气孔、未熔合、未焊透、裂纹、夹杂、错边、过焊等
PE燃气管道背景-运行1PE燃气管道在运行维护环节出现的失效影响因素。
PE燃气管道背景-失效1PE燃气管道典型失效破坏模式：韧性失效、脆性失效和热氧老化失效三个阶段。目前PE燃气管道设计压力较低，韧性破坏发生概率较低管道脆性破坏阶段主要是慢速裂纹扩展，出现在低载荷、长期服役情况下热氧老化降解破坏，管材自身老化才出现，几乎与应力无关
PE燃气管道背景-失效1某燃气公司2017至2021年8月，聚乙烯PE管道失效漏气事件第三方施工焊接缺陷埋深不足管道裸露管材质量不合格地基沉降低温冻裂合计数量（起）128611621166
PE燃气管道背景-失效1国内外埋地PE燃气管已发生多次事故。PE燃气管道事故影响着城市公共安全。时间地点事故简述主要原因1986匈牙利700米长的裂纹出现在直径0.315米的PE管道上快速裂纹扩展2005深圳福田区110PE燃气管道破裂，导致泄漏违章施工2007重庆南岸区PE燃气管道被地面火源烧坏，燃气泄漏起火PE管道不耐高温2010成都挖掘机将PE燃气管道挖断不慎施工2010贵溪管道缺陷，试压过程开裂施工过程2017青白江管道发生开裂泄漏，存在不稳定性施工过程
共性问题工程应用检验意义公共安全1PE燃气管道检验检测意义
PE燃气管道安装焊接技术-一般规定21、压力管道施工单位资质要求许可级别许可范围备注GA1设计压力大于4.0MPa（表压，下同）的长输输油输气管道GA1级覆盖GA2级GA2GA1级以外的其他长输管道GB1燃气管道GB2热力管道GC11.输送《危险化学品目录》中规定的毒性程度为急性毒性类别1介质、急性毒性类别2气体介质和工作温度高于其标准沸点的急性毒性类别2液体介质的工艺管道；2.输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》、GB50016《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体（包括液化烃），并且设计压力大于或者等于4.0MPa的工艺管道；3.输送流体介质，并且设计压力大于或者等于10.0MPa，或者设计压力大于或者等于4.0MPa且设计温度高于或者等于400℃的工艺