石海平

【摘要】本文介紹了寧波航煤管道受地鐵雜散電流影響后的檢測(cè)和維護(hù)情況。PCM檢測(cè)結(jié)果表明，由于迅速采取了排流措施，目前航煤管道的外防腐層狀況較好，未發(fā)現(xiàn)有漏點(diǎn)出現(xiàn)。管道電位檢測(cè)表明管線受到新的干擾源影響，即地鐵2號(hào)線影響，需要進(jìn)行排流。針對(duì)這種有雜散電流，土壤強(qiáng)腐蝕環(huán)境下的管道維護(hù)，認(rèn)為應(yīng)該加強(qiáng)管道檢測(cè)頻率以降低腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。另外，地鐵行業(yè)的控制標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)并不一致，針對(duì)這一情況，提出了可行的解決思路。

【關(guān)鍵詞】雜散電流；航煤管道；PCM不開挖檢測(cè)；地鐵干擾；土壤電阻率

Discuss for the inspection and maintenance of stray current interfered Pipeline

Shi Haiping

（Ningbo branch company of China national aviation fuel LLC.）

Abstract：The check & maintenance method for stray current interfered Ningbo aviation fuel pipeline was introduced. From the PCM inspect result； the outer coating quality was excellent and no default was founded as for the quick respond stray current drainage. The pipe to earth potential inspects indicate that the Metro line 2# brings new interference and new drainage should be applied. In the strong corrosive soil environment， the stray current interfered underground pipelines should raise the inspect frequency to reduce the risk of leakage. In addition， the standards of metro industry are inferior to the new national standards， the feasible resolution to this confliction is proposed for discussion.

1、引言

目前國內(nèi)對(duì)于受到雜散電流影響管道的研究主要集中在雜散電流對(duì)管道的影響大小[1]，[2]和如何進(jìn)行檢測(cè)和排流[3]、[4]，這方面的工作前人進(jìn)行了很多探討[5]、[6]、[7]，[8]。但是在管道受到雜散電流影響并進(jìn)行排流后，管道如何進(jìn)行管理，這方面的相關(guān)研究不多，標(biāo)準(zhǔn)也不甚不明確。本文介紹了寧波航煤管道受影響后的一些檢測(cè)和維護(hù)措施，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了探討，給出了相關(guān)結(jié)論與建議，為受雜散電流影響管道防護(hù)提供了一些思路。

中國航空油料有限責(zé)任公司寧波分公司的航煤管道于2011年9月份投入使用。自2014年4月以來，日常檢測(cè)發(fā)現(xiàn)受到寧波地鐵1號(hào)線的雜散電流影響較大。由于雜散電流腐蝕風(fēng)險(xiǎn)極大，根據(jù)計(jì)算，每1個(gè)安培的雜散電流持續(xù)1年可以腐蝕掉9.1Kg的鐵[9]。因此，發(fā)現(xiàn)問題后，立即安排了雜散電流排流工作，排流效果較好。為進(jìn)一步了解管道的腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀，降低管道的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，2015年實(shí)施了航煤管道的外防腐蝕層檢測(cè)和評(píng)估項(xiàng)目，以檢查和確認(rèn)管道受到的影響程度，并為將來的管理提供數(shù)據(jù)和思路。

埋地管道由于埋地鋪設(shè)，地理環(huán)境復(fù)雜多變，不適合使用常規(guī)方法進(jìn)行檢測(cè)。因此，采用PCM檢測(cè)技術(shù)，來進(jìn)行管道表面涂層不開挖檢測(cè)，PCM技術(shù)檢查已經(jīng)證明是一種比較高效的檢測(cè)手段[10]，[11]。本次檢測(cè)主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：

（1）管道外部土壤腐蝕性檢測(cè)和評(píng)價(jià)；

（2）管道外覆蓋層狀況檢測(cè)與評(píng)價(jià)；

（3）管道陰極保護(hù)狀況和雜散電流檢測(cè)；

根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，對(duì)管道的狀況進(jìn)行了綜合評(píng)估，并提出了有維護(hù)建議。

2、主要檢測(cè)儀器

1）交變電位梯度檢測(cè)儀器（PCM）

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)使用英國雷迪公司最新生產(chǎn)的管道電流測(cè)繪系統(tǒng)，PCMplus系統(tǒng)。這套系統(tǒng)能識(shí)別因管道與其它金屬結(jié)構(gòu)接觸時(shí)而引起的各種短路故障和管道的各種防護(hù)層故障。系統(tǒng)組成：PCM+發(fā)射機(jī)及手持式接收機(jī)、防腐軟件、外接電源。

2）多功能土壤腐蝕速度測(cè)量?jī)x

多功能土壤腐蝕速度測(cè)量?jī)x采用五個(gè)相同材質(zhì)電極環(huán)組合聯(lián)結(jié)成組合式電化學(xué)探頭，有效地降低了測(cè)量腐蝕電流密度時(shí)土壤介質(zhì)IR降的影響；可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤電阻率和土壤腐蝕速率的同時(shí)測(cè)量。

3、檢測(cè)數(shù)據(jù)與分析

從鎮(zhèn)海煉化到機(jī)場(chǎng)的航煤管道經(jīng)常穿越稻田地，池塘，道路，小河及余姚江。埋設(shè)深度一般在1.5～2.5米左右，但在穿越段深度可達(dá)到10米以上。管道土壤為壤土或粘土，較為濕潤。

3.1土壤電阻率和土壤腐蝕速率快速檢測(cè)

影響評(píng)價(jià)土壤腐蝕性的常用的幾個(gè)參數(shù)有：土壤電阻率、土壤氧化還原電位、PH值、土壤含水率、土壤透氣性、土壤溫度等，其中土壤電阻率是表征土壤導(dǎo)電性能的指標(biāo)，常作為判斷土壤腐蝕性的最基本參數(shù)。以土壤電阻率劃分土壤腐蝕性是各國的常用方法，即電阻率小，腐蝕性強(qiáng)，對(duì)于大多數(shù)情況都是適用的。對(duì)鎮(zhèn)海煉化—寧波櫟社國際機(jī)場(chǎng)油庫航煤管道沿線進(jìn)行了土壤電阻率和土壤腐蝕性測(cè)試。測(cè)試數(shù)據(jù)見表3.3.1。

從數(shù)據(jù)表可以看出，鎮(zhèn)海煉化—寧波櫟社國際機(jī)場(chǎng)油庫航煤管道沿線地區(qū)，土壤電阻率基本都是小于100Ω˙m，屬于低阻土壤環(huán)境，腐蝕性較強(qiáng)，這一點(diǎn)從腐蝕速率測(cè)量上也可以看出，腐蝕速率在部分地區(qū)達(dá)到0.2mm/a以上，腐蝕性還是比較強(qiáng)的。另外，沿線測(cè)得的氧化還原電位，低于-200mV，屬于易發(fā)生厭氧菌腐蝕的區(qū)域。

總體上來說，管道靠近河流和耕地，土質(zhì)濕潤，含水量高，土壤電阻率低，是屬于腐蝕性較強(qiáng)的土壤環(huán)境，應(yīng)特別注意該區(qū)域埋地管道的日常檢測(cè)，防止腐蝕泄漏事故的發(fā)生。

3.2管道外覆蓋層狀況不開挖檢測(cè)（PCM檢測(cè)）結(jié)果

通過單頻法進(jìn)行全線檢測(cè)，檢測(cè)從鎮(zhèn)海煉化附近的2#測(cè)試樁開始，檢測(cè)間距在50～100米之間，根據(jù)檢測(cè)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)情況確定檢測(cè)間距。檢測(cè)記錄的數(shù)據(jù)有：電流接入點(diǎn)位置，發(fā)射機(jī)發(fā)射電流及頻率、檢測(cè)距離、接收機(jī)中接收的管中電流，埋地管的埋深。在深度在檢測(cè)范圍內(nèi)的管道，對(duì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)管中的電流數(shù)據(jù)下降超過30%以上的區(qū)域使用A支架進(jìn)行加密間距檢測(cè)，以尋找到破損點(diǎn)的位置。

本次檢測(cè)共將管道分為不同的檢測(cè)段，各測(cè)段的不同Idb梯度分段對(duì)應(yīng)實(shí)際電流衰減數(shù)據(jù)，大致反映了各段的外防腐層絕緣電性參數(shù)的好壞（見表3.2.1）。為了更好地理解管道表面防腐層的狀況，應(yīng)用計(jì)算軟件進(jìn)行了管道的外防腐層的絕緣電性參數(shù)Rg值計(jì)算，并對(duì)管道防腐蝕情況進(jìn)行了分類。

表3.2.1利用dB值遞減率初步判定防腐層局部缺陷類型

dB值遞減率（dB/km） 防腐層局部缺陷類型 說明

<30 正常 基本完好。防腐層無明顯的缺陷

60-110 局部防腐層破損 防腐層有局部缺陷

300-500 嚴(yán)重破損或搭接 存在交叉管線

使用專門的管道防腐數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析和計(jì)算，通過計(jì)算出管道防腐蝕層的Rg值，參照國家標(biāo)準(zhǔn)《GBT19285-2014埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)工程檢驗(yàn)》技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)即可評(píng)定防腐層的質(zhì)量等級(jí)[12]。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見表3.2.2，檢測(cè)結(jié)果見表3.2.3。

從航煤管道的檢測(cè)結(jié)果來看，管道表面的涂層狀況非常好，全部達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。A支架檢測(cè)結(jié)果表明，管道沒有漏點(diǎn)。這說明，由于管道使用時(shí)間較短，雖然最近遭受了雜散電流的干擾，但整體涂層狀況還是較好的。

關(guān)于管道本體的檢測(cè)和評(píng)價(jià)，GBT30582-2014“基于風(fēng)險(xiǎn)的埋地鋼質(zhì)管道外損傷檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)”中6.3.1.1條規(guī)定，新建管道投用后3年內(nèi)一般應(yīng)進(jìn)行首次基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)[13]。6.3.1.3條又規(guī)定，運(yùn)行工況發(fā)生顯著改變從而導(dǎo)致運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)提高的，應(yīng)當(dāng)加大檢測(cè)頻率[13]。在舊標(biāo)準(zhǔn)SYT0087-95“鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕與防護(hù)調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)”中第3條規(guī)定，全線普查應(yīng)10年進(jìn)行一次，超過10年管道每5年進(jìn)行一次。重點(diǎn)調(diào)查應(yīng)3年一次，但交、直流干擾段應(yīng)每年進(jìn)行一次調(diào)查、調(diào)整和評(píng)定。對(duì)于防腐層技術(shù)狀況檢測(cè)，日常調(diào)查要求3年一次。[14]但在新的替代標(biāo)準(zhǔn)SYT0087.1-2006“鋼制管道及儲(chǔ)罐腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評(píng)價(jià)”中，則推薦使用ECDA方法對(duì)管道進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)，但對(duì)評(píng)價(jià)周期則沒有進(jìn)行規(guī)定[15]。

基于雜散電流影響危害性較大，并綜合以上國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，應(yīng)加大航煤管道的防腐蝕層技術(shù)狀況檢測(cè)的頻率，即全線日常檢查應(yīng)不少于2年一次，受干擾段的防腐層狀況調(diào)查應(yīng)該每年至少進(jìn)行一次。當(dāng)有新的干擾源出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)該立即在排流的同時(shí)，展開防腐層狀況調(diào)查。

對(duì)于受雜散電流影響的管段，應(yīng)該重視防腐層狀況的調(diào)查作用，涂層如果完好，一般不會(huì)發(fā)生腐蝕。雜散電流腐蝕是一種強(qiáng)度較大的點(diǎn)腐蝕，腐蝕一般從涂層漏點(diǎn)產(chǎn)生并擴(kuò)展，因此，加強(qiáng)涂層漏點(diǎn)檢測(cè)工作可以有效確定腐蝕危害現(xiàn)狀，并提前進(jìn)行防治。

3.3管地電位檢測(cè)結(jié)果

寧波航油管道采用了外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)與涂層聯(lián)合防護(hù)的保護(hù)方式。陰極保護(hù)系統(tǒng)的恒電位儀保護(hù)電位設(shè)置在-1.3V（相對(duì)于銅/硫酸銅參比電極，以下如不特殊說明，所有電位均指相對(duì)于銅/硫酸銅參比電極）。

檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，大部分管道的保護(hù)電位達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求，且波動(dòng)較小，但在部分管段，由于受到地鐵雜散電流影響，存在較大波動(dòng)，部分檢測(cè)結(jié)果見下表3.3.1。

從管地電位的檢測(cè)結(jié)果來看，管道的陰極保護(hù)系統(tǒng)的效果是比較好的，鎮(zhèn)海端和機(jī)場(chǎng)端的保護(hù)電位比較均勻，但是在靠近地鐵部分，由于受到地鐵雜散電流影響，電位波動(dòng)較大。從表可以看出，在靠近地鐵1號(hào)線部位，經(jīng)過排流后，電位波動(dòng)范圍控制在較小范圍。而在地鐵2號(hào)線影響部位，電位波動(dòng)較大，且向正向波動(dòng)較大，應(yīng)該及時(shí)考慮進(jìn)行排流。目前寧波地鐵建設(shè)的發(fā)展非常迅速，原來1號(hào)線受地鐵影響時(shí)，通過檢測(cè)和排流，已經(jīng)將影響控制在可接受范圍內(nèi)。現(xiàn)在2號(hào)線通車后，對(duì)管道的影響馬上顯現(xiàn)?？梢酝茰y(cè)，在將來3號(hào)線和4號(hào)線通車時(shí)，也有可能對(duì)管道的防護(hù)帶來影響。因此，對(duì)于地鐵對(duì)于管道的影響，應(yīng)該從以下三個(gè)方面進(jìn)行防護(hù)：1）必須加強(qiáng)對(duì)管道的干擾監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)周期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，在靠近地鐵線的管道，建議安裝遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)；2）在地鐵建設(shè)前期就與地鐵建設(shè)方進(jìn)行提前溝通，未雨綢繆使地鐵系統(tǒng)減少電流泄漏，減少對(duì)周圍管道的干擾；3）發(fā)現(xiàn)存在干擾，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行排流，以保證管道安全；另外，與地鐵方面的溝通發(fā)現(xiàn)，地鐵行業(yè)的雜散電流控制標(biāo)準(zhǔn)是CJJ49-92《地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程》。根據(jù)此規(guī)程，要控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)的極化電位正向偏移值小于0.5V[16]，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)比較明顯偏低，現(xiàn)用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21447-2008《鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范》、GB/T21448-2008《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》和GB50991-2014《埋地鋼質(zhì)管道直流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》均指出，當(dāng)管道電位正向偏移0.1V（100mv）時(shí)，即認(rèn)為受到強(qiáng)干擾，必須進(jìn)行排流防護(hù)[17]，[18]，[19]。因此，管道管理人員和技術(shù)工作者應(yīng)該與地鐵管理和技術(shù)人員一起推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，早日統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，以避免實(shí)際工作中的不知所措。在目前標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況下，鑒于雜散電流腐蝕是一種極為嚴(yán)重的腐蝕形態(tài)，對(duì)油氣管道的安全危害巨大，因此，建議在以后的工作中，應(yīng)以要求更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，即國家標(biāo)準(zhǔn)作為GB/T21447-2008《鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范》作為統(tǒng)一使用標(biāo)準(zhǔn)。這需要管道管理者提前與地鐵企業(yè)進(jìn)行磋商，提早介入。

4、結(jié)論

通過對(duì)受雜散電流影響的寧波航煤管道的總體檢查與重點(diǎn)檢測(cè)（包括漏點(diǎn)檢測(cè)）后，得出主要的結(jié)論如下：

1）土壤電阻率測(cè)試和腐蝕速率測(cè)試表明，管道沿線腐蝕環(huán)境為強(qiáng)腐蝕環(huán)境；

2）由于及時(shí)采取排流措施，檢測(cè)表明管道的涂層狀況良好，未發(fā)現(xiàn)有漏點(diǎn)出現(xiàn)；

3）管線電位測(cè)試和干擾測(cè)試表明，管線受到2號(hào)線地鐵干擾影響較大，在靠近地鐵2號(hào)線區(qū)域，應(yīng)該進(jìn)行排流；

4）對(duì)于受管道雜散電流影響管道，建議加大管道的防腐蝕層技術(shù)狀況檢測(cè)的頻率，即全線日常檢查應(yīng)不少于2年1次，受干擾段的防腐層狀況調(diào)查應(yīng)不少于1年1次。當(dāng)有新的干擾源出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)該立即在排流的同時(shí)，展開防腐層狀況調(diào)查；

5）管道企業(yè)應(yīng)該與地鐵方面就雜散電流相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行磋商，一起推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，早日統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。在目前標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況下，建議以要求更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)作為實(shí)際使用標(biāo)準(zhǔn)。

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