王輝

（西安石油大學(xué)期刊中心，陜西 西安710065）

輸油管道檢驗(yàn)方法

王輝

（西安石油大學(xué)期刊中心，陜西 西安710065）

我國的輸油管道每年將數(shù)億噸原油輸往全國各地，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活便捷至關(guān)重要，必須保證輸油管道安全可靠地運(yùn)行。為了使輸油管道高效運(yùn)行，以某石化集團(tuán)的長輸管線為例，提供一些輸油管道的檢測手段和評價(jià)方法。利用這些方法檢測輸油管道，可以掌握管壁的腐蝕速率和減薄狀況，及時(shí)采取必要措施消除隱患，保證安全可靠地運(yùn)行。

輸油管道；監(jiān)測；原油；評價(jià)

1　輸油管道概況

我國采用管道輸油始于1959年，有近60年的歷史，油氣管道總長達(dá)（10×104）km以上，長輸油氣管道近300條，遍布全國各地。每條管道均有自身特點(diǎn)，有的建成時(shí)間早、運(yùn)行時(shí)間長，有的距離長，有的所處環(huán)境復(fù)雜，還有的輸量大。

某石化集團(tuán)公司建有37條輸油管道，管道全長6000 km以上。長輸管線的一些區(qū)段已因城市膨脹而被圈圍在城區(qū)內(nèi)，大量建筑物矗立在管線上，存在安全隱患，一旦出現(xiàn)管道破損就會(huì)造成油品泄漏，而受環(huán)境所限，搶險(xiǎn)車輛及機(jī)具無法進(jìn)入現(xiàn)場，可能會(huì)造成大的安全事故；部分管道運(yùn)行時(shí)間較長，防腐層老化嚴(yán)重，同時(shí)受到打孔盜油的破壞，易造成原油資源損失和環(huán)保安全事故。這些長輸管線已運(yùn)行多年，為了準(zhǔn)確掌握防腐層及管道本體的具體情況，保證管道陰極保護(hù)率100%，確保管道安全運(yùn)行，本文將以某管線雜散電流較為嚴(yán)重的A段和B段為例進(jìn)行檢測，對A、B兩段共90 km長的管道進(jìn)行非開挖檢測及開挖探坑檢測［1］。

2　管道檢測主要參照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

為保證管道檢測的可靠性，須按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定實(shí)施檢測［2］，一般用到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1.

表1　管道檢測的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3　對輸油管道的檢查和評價(jià)

本次檢測主要包括對管道外防腐層完整性、管道陰極保護(hù)有效性、雜散電流干擾、沿線地面裝置位置確認(rèn)及管道附屬設(shè)施檢測。開挖探坑檢測主要針對補(bǔ)口、定向鉆出入土點(diǎn)、固定墩、穿越處等重點(diǎn)地段及防腐層漏點(diǎn)。探坑開挖后檢測防腐層外觀情況、厚度、粘結(jié)力及檢漏，另外，對鋼管表面腐蝕狀態(tài)、鋼管壁厚進(jìn)行檢測，并對探坑土壤腐蝕性進(jìn)行檢測［3］。

3.1管道現(xiàn)場勘查

檢查管道敷設(shè)環(huán)境及沿段設(shè)施分布，記錄管線沿途的環(huán)境，確認(rèn)管道的位置，對管線上的三樁進(jìn)行標(biāo)定。這條管線共有測試樁97個(gè)，A段21個(gè)，B段76個(gè)；標(biāo)識樁169個(gè)，A段9個(gè)，B段160個(gè)；轉(zhuǎn)角樁45個(gè)，A段38個(gè)，B段7個(gè)；穿越樁26個(gè)，全部分布在A段。A、B兩段的穿越情況均較復(fù)雜，如表2所示。

表2　管道穿越情況

對三樁標(biāo)定的統(tǒng)計(jì)（見表3）顯示，A段中6個(gè)樁的偏移位置在1.0～2.0 m之間，18個(gè)樁的偏移位置在0.5～1.0 m，80個(gè)樁的偏移位置小于0.5 m；B段中74個(gè)樁的偏移位置大于2.0 m，57個(gè)樁的偏移位置為1.0～2.0 m，13個(gè)樁的偏移位置在0.5～1 m之間，91個(gè)樁的偏移位置小于0.5 m.

3.2管線埋深、位置走向測定

借助PCM（Pipeline Current Mapping管道電流測繪）設(shè)備進(jìn)行管道埋深和走向測定。PCM設(shè)備包含發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。發(fā)射機(jī)在管道和大地之間施加某一頻率的正弦電壓，給待檢測管道發(fā)射交變信號電流，管道中的交變電流會(huì)產(chǎn)生交變磁場，在地面上根據(jù)磁場的強(qiáng)度即可以確定管道的走向［4］。

檢測結(jié)果表明，A段有69處管道埋深過淺（見圖1），埋深小于1.5 m（相對管中），占測試段管道的17.25%；B段有72處管道埋深過淺（見圖2），埋深小于1.5 m（相對管中），占測試段管道的6%.A段管道有6段埋深過大而無法測試埋深，有4段由于穿越池塘或河流造成埋深過大。

圖1　A段管道埋深過淺點(diǎn)所處位置

圖2　B段管道埋深過淺點(diǎn)所處位置

3.3防腐層檢測與評價(jià)

本次采用交變電流衰減法（PCM）和交流電位梯度法（ACVG）進(jìn)行管道外防腐層完整性檢測，測定電流衰減率Y（dB/m），準(zhǔn)確定位破損點(diǎn)，掌握破損點(diǎn)分布密度，確定防腐層缺陷位置和缺陷的大小，明確其它異常點(diǎn)的嚴(yán)重程度，定性評價(jià)外防腐層的狀況，按缺陷嚴(yán)重程度分類，確定缺陷的修復(fù)優(yōu)先級別如表4所示［5］。

表4　外防腐層缺陷的修復(fù)優(yōu)先順序

檢測A段管道，防腐層質(zhì)量評價(jià)為優(yōu)、良、中、差、劣的管道長度分別為1.9、2.68、7.8、7.5和0.34 km，分別占被檢管道長度的9.8%、12%、39.8%、36%和1.8%.

3.4陰極保護(hù)有效性檢測

陰極保護(hù)有效性檢測可借助CIPS儀器，通過測量管道的通斷電電位來判斷陰極保護(hù)的有效性。綜合各條管線直流電位普査結(jié)果和管線CIPS通斷電電位的檢測結(jié)果，分析不同管段上直流雜散電流的情況以及相關(guān)性，針對不同雜散電流的類型，選取重點(diǎn)檢測的工具和方法［6］。

此次用密間隔電位測試方法（CIPS）對A段管線約20 km和B段管線約60 km管道進(jìn)行檢測。A段管線監(jiān)測管道的斷電電位均處于正常陰極保護(hù)范圍。B段管線有共5.03 km管道的斷電電位正于-850 mV，處于欠保護(hù)狀態(tài)，共2.342 km管道的斷電電位負(fù)于-1200 mV，處于過保護(hù)狀態(tài)，其他管段的斷電電位均處于-850～-1200 mV之間，管道處于正常陰極保護(hù)范圍（見圖3）。

圖3　被檢管道陰極保護(hù)狀況

B段管道存在交流雜散干擾，交流干擾專項(xiàng)測試結(jié)果顯示此段管道有11處的交流干擾電壓持續(xù)高于4 V，且這11處管道的交流電流密度介于300～100 A/m2之間，交流干擾程度為“中”，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50698 -2011要求，宜釆取交流排流措施。

3.5管道開挖檢測

開挖探坑后，觀察探坑的土壤割面，記錄土壤顏色、土壤濕度、松緊度、植物根系、地下水位，進(jìn)行土壤環(huán)境腐蝕檢測，測量土壤電阻率、pH值、氧化還原電位、含水率、氯離子、硫酸根離子以及土壤總含鹽量。進(jìn)行開挖處防腐層厚度和完整性測試，記錄防腐層名稱、外觀、厚度、粘結(jié)力、漏點(diǎn)情況。應(yīng)注意防腐層破損處有無粉末狀物質(zhì)，據(jù)此判斷是否存在局部應(yīng)力腐蝕環(huán)境。目測防腐層外觀，觀察防腐層表面是否平整、搭接均勻，表面有無氣泡、蝕坑、破損、裂紋、剝離等現(xiàn)象，記錄其材料和結(jié)構(gòu)。對防腐層厚度的檢測依照SY/T 0066《管道防腐層厚度無損測量方法（磁性法）》，釆用涂層測厚儀進(jìn)行測量，每根管道至少應(yīng)測3個(gè)部位，每個(gè)部位應(yīng)測量沿圓周均勻分布的4個(gè)點(diǎn)的防腐層厚度，以最薄點(diǎn)來評價(jià)防腐層厚度是否滿足要求。對于熔結(jié)環(huán)氧或液態(tài)環(huán)氧涂料，釆用電火花檢漏儀對全部防腐層進(jìn)行漏點(diǎn)檢測。

管道剩余壁厚測試一般釆用超聲波測厚方法，測厚位置應(yīng)在坑檢圖上標(biāo)明，以便在同一測厚點(diǎn)再次檢測［7］。

在每個(gè)測厚位置應(yīng)沿管道環(huán)向12個(gè)鐘點(diǎn)方位進(jìn)行監(jiān)測，在近焊縫區(qū)、母材區(qū)測試出管道壁厚的分布狀況，以初步判斷該條管線的腐蝕剩余壁厚。每條管線至少應(yīng)測試4處環(huán)向截面的剩余壁厚。當(dāng)發(fā)現(xiàn)管道壁厚有異常情況時(shí)，應(yīng)在附近增加測點(diǎn)，并確定異常區(qū)域大小。通過測試管道剩余壁厚，了解管壁減薄情況，確定管道腐蝕的嚴(yán)重性。對于管道上的缺陷之處進(jìn)行缺陷測試時(shí)，應(yīng)首先清除腐蝕區(qū)域表面的腐蝕產(chǎn)物，用探針法、超聲波法測量最小剩余壁厚或最大腐蝕坑深。然后釆用游標(biāo)卡尺、千分表或鋼板尺等測量工具對腐蝕坑的長度、寬度進(jìn)行測量。如果存在大面積腐蝕坑，還需依據(jù)SY/T 0087.1標(biāo)準(zhǔn)測量危險(xiǎn)截面的尺寸，測定該截面的最大軸向長度和最大環(huán)向分布長度。

本次管道的防腐層為加強(qiáng)級環(huán)氧粉末，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 0315-2005《鋼質(zhì)管道單層熔結(jié)環(huán)氧粉末外涂層技術(shù)規(guī)范》要求，加強(qiáng)級環(huán)氧粉末防腐層的最小厚度為400 μm，測試的結(jié)果顯示，只有3處管道的防腐層厚度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，其他位置的管道防腐層最小厚度均小于400 μm.開挖點(diǎn)防腐層的剝離強(qiáng)度測試結(jié)果顯示，防腐層的粘結(jié)力均下降，均有剝離現(xiàn)象。從10個(gè)點(diǎn)的防腐層破損情況來看，防腐層破損面積均比較小，管道防腐層破損點(diǎn)均由外力的物理損傷造成，10處管體均未發(fā)現(xiàn)腐蝕。對4處焊縫進(jìn)行無損檢測，4處焊縫均達(dá)到合格級別。10個(gè)防腐層破損點(diǎn)開挖檢測結(jié)果顯示，兩條管線目前均未發(fā)生腐蝕，無法得到實(shí)際腐蝕速率，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NACE RP0502，如果未發(fā)現(xiàn)任何腐蝕缺陷，則無需計(jì)算剩余使用壽命。

4　結(jié)束語

所檢測管線總體狀況較好，但對于檢測發(fā)現(xiàn)的一些問題需要進(jìn)行整改，改善部分區(qū)段的運(yùn)行狀況，對管道埋深過淺位置須進(jìn)行覆土處理，提高管道的埋深，重新埋設(shè)A段74個(gè)樁，更換B段破損的測試樁，對防腐層出現(xiàn)剝離的現(xiàn)象的管段須盡快安排防腐層大修。2條管線的防腐層破損點(diǎn)的密度均大于GB/T21447-2008《鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范》8.2.5條中5處/10 km的規(guī)定，應(yīng)及時(shí)對管道的防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)。

［1］鄭賢斌，陳國明，朱紅衛(wèi).油氣長輸管線泄漏檢測與監(jiān)測定位技術(shù)研究進(jìn)展［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2006，28（3）：152-155.

［2］王鏞根，張西鋒.長輸管線泄漏檢測方法綜述［J］.信息與控制，1993，22（9）：105-110.

［3］李煒，朱蕓.長輸管線泄漏檢測與定位方法分析［J］.天然氣工業(yè)，2005，25（6）：105-109.

［4］竺蘇錚，孫金陽.埋地長輸管線流體泄漏的檢測與定位［J］.廣州化工，2012，40（11）：168-169.

［5］楊海洋，高志賢，李孝瑩，等.長輸管線檢測評價(jià)及檢測方法［J］.全面腐蝕控制，2013，27（1）：6-8.

［6］張鵬.油氣長輸管線的安全性、可靠性和風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)的研究策略［J］.石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2000，16（9）：5-8.

［7］孫嘉陽.油田集輸管線的腐蝕原因及防腐措施［J］.石化技術(shù)，2015，（12）：81.

Some Crude Oil Pipeline Inspection Methods

WANG Hui
（Xi’an Shiyou University，Journal Center，Xi’an Shaanxi 710065，China）

Every year pipelines in our country carried hundreds of millions of tons of crude oil to refineries.To develop national economy and people life，it is important to ensure that the pipelines run safely and reliably.Now take a crude oil pipeline as an example，to provide some testing methods and evaluation methods.Detection of oil pipeline with this method can help know the condition of corrosion and weakness.

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TE88

A

1672-545X（2016）07-0188-03

2016-04-06

王輝（1964-），女，陜西人，本科，主要從事編輯、石油地質(zhì)及油氣儲(chǔ)運(yùn)研究。