摘要：對(duì)某次高壓燃?xì)夤艿肋M(jìn)行外防腐檢測(cè)，內(nèi)容包括：管道陰極保護(hù)電位檢測(cè)，防腐層平均絕緣電阻率調(diào)查，管道防腐層缺陷點(diǎn)定位，管道沿線土壤腐蝕性檢測(cè)，管道沿線雜散電流檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果：管道陰極保護(hù)狀態(tài)良好；防腐層狀態(tài)良好，僅幾段管道防腐層絕緣電阻率為“可”和“良”，其余均為“優(yōu)”；發(fā)現(xiàn)7個(gè)漏電點(diǎn)，分析判斷4個(gè)是犧牲陽(yáng)極，3個(gè)是防腐層破損點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿溃?span lang="EN-US">  陰極保護(hù)；  外防腐檢測(cè)；  完整性評(píng)價(jià)

External Anti-corrosion Inspection of a Sub-high Pressure Gas Pipeline

Abstract: The external anti-corrosion inspection of a sub-high pressure gas pipeline is conducted. The inspection contents include pipeline cathodic protection potential，average resistivity of anti-corrosive coating， failure location of anti-corrosive coating，soil corrosivity and stray current. The results show that the pipeline cathodic protection and the coating are all excellent. There are only several pipe lengths with “fair” and “good” resistivity，and the other pipe lengths have “excellent” resistivity. There are seven electric leakage points，four of which are sacrificial anodes，and the other three are anti-corrosive coating failures.

Key words: city gas pipeline；cathodic protection；external anti-corrosion inspection；integrity assessment

1 概述

某燃?xì)夤镜哪炒胃邏喝細(xì)夤艿烙?span lang="EN-US">2008年投入運(yùn)行。該管道長(zhǎng)23 km，靠近海邊，施工時(shí)條件極其惡劣，工人只能在海水落潮的時(shí)候搶時(shí)間施工，對(duì)保證施工質(zhì)量提出了很大的挑戰(zhàn)。故該燃?xì)夤鞠Ｍ麑?duì)此管道進(jìn)行外防腐檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)情況，對(duì)管道的外防腐層和犧牲陽(yáng)極進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)，以保證燃?xì)夤艿赖陌踩\(yùn)行。2012年5-6月，丹陽(yáng)奧恩能源科技發(fā)展有限公司與該燃?xì)夤竞献鳎瑢?duì)該管道進(jìn)行了外防腐檢測(cè)。

2 管道定位

采用金屬管道和電纜測(cè)位器PL-960以及英雷迪公司的PCM+兩種儀器對(duì)管位和埋深進(jìn)行了探測(cè)^[1]。探測(cè)結(jié)果表明，對(duì)埋深4 m以內(nèi)的管道，兩種儀器給出的埋深數(shù)據(jù)相對(duì)誤差在5％以內(nèi)。檢測(cè)中繪制了詳細(xì)的管道平面走向圖，發(fā)現(xiàn)很多管道標(biāo)志樁標(biāo)示位置有偏差。

另外，在該市轟轟烈烈的植樹(shù)造林活動(dòng)中，管道上方種植了很多樹(shù)，這些樹(shù)的根會(huì)深入到管道的防腐層中，破壞防腐層，從而引起管道腐蝕，應(yīng)該移除這些樹(shù)木。

3 管道陰極保護(hù)電位檢測(cè)

檢測(cè)管地電位是監(jiān)控管道陰極保護(hù)效果的一種重要方法，但它不能確定缺陷大小、位置以及是否存在涂層剝離^[2]。由于該管道未設(shè)檢測(cè)樁，故采用閥門(mén)井作為測(cè)試設(shè)備接入點(diǎn)，對(duì)10處閥門(mén)井的管地電位進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)管道陰極保護(hù)狀態(tài)良好，管地電位都負(fù)于-0.85 V，因此管道陰極保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)為“優(yōu)”級(jí)。建議加設(shè)檢測(cè)樁，對(duì)保護(hù)電位進(jìn)行常態(tài)化檢測(cè)，以便掌握管道陰極保護(hù)的一手資料。

4 管道防腐層平均絕緣電阻率調(diào)查

采用英國(guó)雷迪公司的PCM+儀器，配備相應(yīng)的電阻率計(jì)算軟件，計(jì)算管段的平均絕緣電阻率。這種方法可長(zhǎng)間距快速探測(cè)整條管道的防腐層狀況，能定性定量評(píng)估防腐層老化情況，也可縮短間距對(duì)破損點(diǎn)進(jìn)行定位；屬于非接觸地面測(cè)量，可在各類(lèi)地表透過(guò)各種土壤檢測(cè)，操作簡(jiǎn)便。但在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，該方法在城市管道的檢測(cè)中，受地面情況的干擾非常多，有時(shí)一輛汽車(chē)經(jīng)過(guò)都會(huì)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

筆者對(duì)此管道的防腐層絕緣電阻率進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，并列出了每段管道(根據(jù)信號(hào)加入點(diǎn)情況以及測(cè)量情況將此管道分為10段)的電阻率計(jì)算表。調(diào)查結(jié)果表明，管道防腐層狀態(tài)良好，僅幾段管道防腐層絕緣電阻率為“可”和“良”，其余均為“優(yōu)”。因此管道防腐層保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)為“優(yōu)”級(jí)。

5 管道防腐層缺陷點(diǎn)定位

防腐層缺陷點(diǎn)定位對(duì)管道保護(hù)非常重要。為了提高準(zhǔn)確性，檢測(cè)過(guò)程中采用了直流交流電流衰減法(PCM)和直流電位梯度測(cè)試技術(shù)(DCVG)兩種方法定位管道防腐層缺陷點(diǎn)。前述用PCM+儀器檢測(cè)管道防腐層電阻率時(shí)，PCM+儀器與交流電位梯度技術(shù)(ACVG)聯(lián)合使用，可以精確判斷防腐層破損點(diǎn)的位置。該方法向管道中施加的是交流電，在城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖臋z測(cè)中，易受管道周?chē)娋€、金屬雜物等的干擾。相比較而言，DCVG方法檢測(cè)速度比較慢，但該方法向管道中施加的是直流電，在城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿缽?fù)雜的周?chē)h(huán)境中不易受到干擾。

在檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)管地電位的IR降可以進(jìn)一步判斷防腐層缺陷的大小。在陰極保護(hù)過(guò)程中，外加電流在管道上形成的電位差見(jiàn)式(1)。

式中 V_T——管道到遠(yuǎn)方大地的電位差，mV

     V₁——管道通過(guò)防腐層到周?chē)寥赖碾娢徊睿?span lang="EN-US">mV

     V_S——管道周?chē)寥赖竭h(yuǎn)方大地的電位差，mV

采用DCVG進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，V_T為管道的斷電電位V_off(單位為mV)與通電電位V_on(單位為mV)之差，V_s可由DCVG的高靈敏度毫伏表直接讀取。IR降的計(jì)算見(jiàn)式(2)。

式中 R_IR——IR降

IR降越大，陰極保護(hù)程度越低，即埋地管道防腐層缺陷面積越大，可見(jiàn)DCVG能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)防腐層缺陷的面積，并能對(duì)整個(gè)管道的陰極保護(hù)效果做出客觀的判斷。IR降與防腐層破損情況的關(guān)系見(jiàn)表1。

在檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了7處漏電點(diǎn)。城市燃?xì)夤艿榔毡椴捎脿奚?yáng)極進(jìn)行管道保護(hù)。在采用DCVG和PCM定位防腐層破損點(diǎn)技術(shù)中，管道漏電可能是由防腐層破損引起，也可能是由犧牲陽(yáng)極引起。燃?xì)夤緦?duì)該管道犧牲陽(yáng)極的埋設(shè)位置不很清楚，這給防腐層破損點(diǎn)的判斷增加了困難，這也是目前防腐層破損點(diǎn)判斷中存在的一個(gè)技術(shù)難題。我們?cè)谇捌诘墓艿劳暾栽u(píng)價(jià)工作中，總結(jié)了判斷犧牲陽(yáng)極的方法^[3]。在這些漏電點(diǎn)中，漏電位置離管道非常近，通過(guò)漏電位置來(lái)判斷是否是犧牲陽(yáng)極很困難。此處采用計(jì)算R_IRC的方法對(duì)漏電點(diǎn)是否是犧牲陽(yáng)極進(jìn)行判斷，R_IRC的定義如下：

式中 V_nc——犧牲陽(yáng)極的開(kāi)路電位，mV，對(duì)鎂陽(yáng)極為-l 500mV

如果R_IRC大于等于0.6，則可判斷此處金屬表面防腐層的電阻很小，預(yù)測(cè)為犧牲陽(yáng)極；如果R_IRC＞1，則不排除此處管道上伴隨有防腐層破損情況；如果R_IRC小于0.6，則表明此處金屬表面防腐層的絕緣電阻還比較大，可以判斷為防腐層破損。此處的0.6是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性數(shù)值，按此判斷是否精準(zhǔn)，還需要更多的實(shí)踐來(lái)證實(shí)。根據(jù)此方法，對(duì)7處漏電點(diǎn)的判斷結(jié)果見(jiàn)表2。

6土壤腐蝕性檢測(cè)

土壤腐蝕性檢測(cè)包括土壤腐蝕性現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與土壤采樣檢測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)選取了l2處采樣點(diǎn)，采用土壤腐蝕性檢測(cè)儀CMS-140B對(duì)土壤電阻率、土壤氧化還原電位及土壤腐蝕速率等進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)對(duì)這l2處土壤進(jìn)行采樣，遞交華南理工大學(xué)傳熱強(qiáng)化與過(guò)程節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤酸堿度、含鹽量及電解失重等的檢測(cè)。綜合各檢測(cè)結(jié)果得知，管道經(jīng)過(guò)的某河道內(nèi)土壤電阻率較小，土壤的腐蝕性較強(qiáng)，岸上土壤電阻率較大，土壤的腐蝕性較小。靠海的部位土壤電阻率較小，土壤含鹽量偏高，腐蝕性較強(qiáng)。管道經(jīng)過(guò)的綠化帶內(nèi)，園林部門(mén)定期澆水導(dǎo)致管道周?chē)寥篮恐芷谛栽鰷p，會(huì)加速管道的腐蝕。

7 雜散電流檢測(cè)

雜散電流檢測(cè)采用沈陽(yáng)中科院金屬所研制的SCM200C雜散電流測(cè)量?jī)x。檢測(cè)原理及方法主要依據(jù)SY／T 0017-2006《埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》提供的檢測(cè)方法^[4]。在此管道上選取7處懷疑雜散電流比較嚴(yán)重的地區(qū)，通過(guò)對(duì)雜散電流的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，除某段與鐵路相交的管道受到雜散電流的影響稍大以外，其他管段受雜散電流的影響較弱。

8 結(jié)論及建議

①復(fù)核了23 km次高壓燃?xì)夤艿赖墓芪唬瑴y(cè)量了埋深。在定位過(guò)程中對(duì)沿途標(biāo)志樁進(jìn)行了校正，確保樁樁在位，見(jiàn)樁知管。在定位的基礎(chǔ)上繪制了管道平面走向圖，為該管道管理提供了寶貴的數(shù)據(jù)資料。

②對(duì)該次高壓管道的可測(cè)閥門(mén)井進(jìn)行了管地電位檢測(cè)，管地電位都負(fù)于-0.85 V，因此管道陰極保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)為“優(yōu)”級(jí)。

③建議加設(shè)檢測(cè)樁，巡線人員對(duì)保護(hù)電位進(jìn)行常態(tài)化檢測(cè)，以便掌握管道陰極保護(hù)的一手資料。

④對(duì)該次高壓燃?xì)夤艿肋M(jìn)行了詳細(xì)的防腐層絕緣電阻率調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明管道防腐層狀態(tài)良好，僅幾段管道防腐層絕緣電阻率為“可”和“良”，其余均為“優(yōu)”。因此管道防腐層保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)為“優(yōu)”級(jí)。

⑤在防腐層缺陷點(diǎn)的定位和防腐層平均絕緣電阻率的檢測(cè)過(guò)程中，某些管段未探測(cè)到有犧牲陽(yáng)極保護(hù)管道，建議增加犧牲陽(yáng)極。

⑥檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)7個(gè)漏電點(diǎn)，經(jīng)過(guò)分析判斷，懷疑其中4個(gè)是犧牲陽(yáng)極，另外3個(gè)是防腐層破損點(diǎn)。因?yàn)槁╇婞c(diǎn)的數(shù)量不多，且明確犧牲陽(yáng)極的位置對(duì)管道的運(yùn)行也很有意義，建議在條件許可的情況下，對(duì)所有的漏電點(diǎn)都進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)證。

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本文作者：門(mén)偉 曹慧平 畢洪波 程京木 吳魁 解東來(lái)