上海煤氣第一管線工程有限公司　楊　哲

天然氣管道完整性管理服務(wù)思路探討

上海煤氣第一管線工程有限公司楊哲

文章著重探討了天然氣管道完整性服務(wù)的思路，即在天然氣管道不停輸?shù)臓顩r下，實(shí)現(xiàn)天然氣管道的完整性全面檢驗(yàn)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、重點(diǎn)檢測(cè)和評(píng)價(jià)，然后根據(jù)檢驗(yàn)情況進(jìn)行防腐層修復(fù)、陰極保護(hù)修復(fù)、排流、補(bǔ)強(qiáng)、不停輸封堵?lián)Q管等天然氣管道完整性管理服務(wù)工作。

天然氣管道完整性服務(wù)全面檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)處理修復(fù)

天然氣管道主要存在以下失效模式：管道外部環(huán)境(占?jí)骸⒙裆畈蛔愕?導(dǎo)致的第三方破壞、腐蝕防護(hù)系統(tǒng)(管道外防腐層破損、陰極保護(hù)有效性不足和雜散電流干擾等)造成的管體內(nèi)外腐蝕、典型管段(穿跨越出土入土端、穿河流池塘等)產(chǎn)生的高風(fēng)險(xiǎn)損傷破壞，以及施工質(zhì)量與車輛碾壓對(duì)管道本體安全的影響等。

天然氣管道完整性管理服務(wù)是在天然氣管道不停輸?shù)臓顩r下，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣管道完整性的全面檢驗(yàn)。 即在外部腐蝕環(huán)境(宏觀檢查、雜散電流測(cè)試、陰極保護(hù)、防腐層質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)、腐蝕防護(hù)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)等)檢測(cè)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)在役管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并且針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)管段和應(yīng)力分布載荷較大的管段進(jìn)行重點(diǎn)管體外腐蝕檢測(cè)，同時(shí)開展管體腐蝕損傷評(píng)價(jià)、剩余強(qiáng)度評(píng)估和剩余壽命預(yù)測(cè)等評(píng)價(jià)內(nèi)容，然后根據(jù)檢驗(yàn)情況分別采取防腐層修復(fù)、陰極保護(hù)修復(fù)、排流、補(bǔ)強(qiáng)或不停輸封堵?lián)Q管等措施，從而達(dá)到天然氣管道的完整性管理服務(wù)。

為達(dá)到最佳優(yōu)化的目的，應(yīng)采用國(guó)際先進(jìn)的完整性管理理念，按照《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)程-長(zhǎng)輸(油氣)管道》(TSG D7003—2010)等的要求，并結(jié)合我公司所掌握的國(guó)內(nèi)外最新標(biāo)準(zhǔn)、專利技術(shù)及工藝工法進(jìn)行天然氣管道完整性管理服務(wù)工作。

1　工作依據(jù)

天然氣管道完整性管理服務(wù)工作參照以下法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、工法執(zhí)行。

《石油天然氣管道保護(hù)法》(2010.10.01實(shí)施)；《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》(國(guó)務(wù)院549號(hào))；《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》(國(guó)務(wù)院591號(hào)令)；《石油天然氣管道保護(hù)條例》(國(guó)務(wù)院令313號(hào))；《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》(勞動(dòng)部[1996]140號(hào))；《石油天然氣管道安全監(jiān)督與管理暫行規(guī)定》(經(jīng)貿(mào)委17號(hào)令)；《壓力管道使用登記管理規(guī)則》(TSG D5001—2009)；《危險(xiǎn)化學(xué)品輸送管道安全管理規(guī)定》(安監(jiān)總局令43號(hào)，2012.03.01實(shí)施)；《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—長(zhǎng)輸(油氣)管道》(TSG D7003—2010)；《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則——公用管道》(TSG D7004—2010)；《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程(試行)》(國(guó)質(zhì)檢鍋[2003]108號(hào))；《承壓類設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》(JB/T4730—2005)；《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》(GB/T 19624—2004)；《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)》(SY/T 0087.1—2006)；《城鎮(zhèn)燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程》(CJJ 95—2013)；《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法》(GB/T 21246—2007)；《鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范》(GB/T21447—2008)；《城鎮(zhèn)燃?xì)庵械蛪航饘俟艿滥沂讲煌］敺舛率┕すしā?；《高壓鋼質(zhì)燃?xì)夤艿辣P式不停輸封堵技術(shù)指引》；其他相關(guān)的國(guó)家和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。

2　完整性全面檢驗(yàn)

主要工作內(nèi)容有：資料調(diào)查、一般性宏觀檢驗(yàn)、穿跨越宏觀檢驗(yàn)、腐蝕防護(hù)系統(tǒng)非開挖檢測(cè)與評(píng)價(jià)(管道外覆蓋層狀況檢測(cè)與評(píng)價(jià)、管道陰極保護(hù)效果檢測(cè)評(píng)價(jià)、管線腐蝕環(huán)境調(diào)查)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、管體缺陷的探坑與露管段檢驗(yàn)檢測(cè)、焊縫質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)、占?jí)喊踩煽啃苑治觥⒐芟祽?yīng)力分析、剩余強(qiáng)度評(píng)定、剩余壽命預(yù)測(cè)、安全狀況等級(jí)評(píng)定，以及路由圖繪制。檢驗(yàn)的流程圖見圖1。

圖1　檢驗(yàn)流程

2.1檢驗(yàn)人員及設(shè)備

2.1.1檢驗(yàn)人員

(1)凡從事在用壓力管道檢驗(yàn)的檢測(cè)檢驗(yàn)人員，應(yīng)有相關(guān)經(jīng)歷。

(2)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需持有壓力管道檢驗(yàn)師證書，其它檢驗(yàn)人員需具有相應(yīng)的檢驗(yàn)資格，并從事允許范圍內(nèi)相應(yīng)項(xiàng)目的檢驗(yàn)工作。

2.1.2檢驗(yàn)設(shè)備

檢驗(yàn)設(shè)備如表1所示：

表1　所需的檢驗(yàn)設(shè)備

2.2資料調(diào)查

(1)管道設(shè)計(jì)單位資格，設(shè)計(jì)圖紙、文件與有關(guān)強(qiáng)度計(jì)算書；

(2)管道元件產(chǎn)品質(zhì)量證明書；

(3)管道安裝單位資格，安裝監(jiān)督檢驗(yàn)證書，安裝及竣工驗(yàn)收文件和資料；

(4)管道使用登記證；

(5)管道平面圖與縱(橫)斷面圖；

(6)管道運(yùn)行記錄，包括輸送介質(zhì)壓力、電法保護(hù)運(yùn)行記錄、陰極保護(hù)系統(tǒng)故障記錄，管道修理或改造的資料，管道事故或失效資料，管道的各類保護(hù)措施的使用記錄，管線周圍的其它施工活動(dòng)，管道的電法保護(hù)日常檢查記錄，輸送介質(zhì)分析報(bào)告(特別是含硫化氫、二氧化碳、氧氣、游離水和氯化物)；

(7)運(yùn)行周期內(nèi)的年度檢查報(bào)告；

(8)歷次全面檢驗(yàn)報(bào)告；

(9)檢驗(yàn)人員認(rèn)為檢驗(yàn)所需要的其他資料。

2.3危害辨識(shí)

檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行全面檢驗(yàn)前，應(yīng)根據(jù)提交和收集的資料辨識(shí)危害管道結(jié)構(gòu)完整性的潛在危險(xiǎn)。這些潛在危險(xiǎn)主要分為以下幾種：

(1)與時(shí)間有關(guān)的危險(xiǎn)，如內(nèi)腐蝕、外腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂；

(2)固有的危險(xiǎn)，如制造、施工過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷；

(3)與時(shí)間無(wú)關(guān)的危險(xiǎn)，如第三方破環(huán)、外力破壞、人為誤操作；

(4)其他危害管道安全的潛在危險(xiǎn)。2.4宏觀檢查

年度檢查是指為了確保管道在檢驗(yàn)周期內(nèi)的安全運(yùn)行而實(shí)施的常規(guī)性檢查，年度檢查一般每年1次。當(dāng)進(jìn)行全面檢驗(yàn)時(shí)，則該年度可不進(jìn)行年度檢查，但全面檢驗(yàn)包含年度檢查的內(nèi)容。

2.4.1宏觀檢查的重點(diǎn)部位與管段主要包括

檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定事故容易發(fā)生的位置以及發(fā)生事故造成嚴(yán)重后果的位置，重點(diǎn)對(duì)下列管道或者位置進(jìn)行檢查：

(1)穿跨越管道；

(2)管道出土、入土點(diǎn)、管道分支處、管道敷設(shè)時(shí)位置較低點(diǎn)的管道，以及位于排污管下或者其他液體管道下的管道；

(3)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)影響管道安全運(yùn)行的嚴(yán)重泄漏和嚴(yán)重事故的管道；

(4)工作條件苛刻及承受交變載荷的管道；(5)存在第三方破壞的管道；

(6)曾經(jīng)為非機(jī)動(dòng)車道或者綠化帶改為機(jī)動(dòng)車道的、經(jīng)過(guò)空穴（地下室）的管道。

(7)位于變坡等位置的管道。

2.4.2宏觀檢查的主要項(xiàng)目和內(nèi)容如下：

(1)泄漏檢查，主要檢查管道穿跨越段、閥門、閥井、法蘭、補(bǔ)償器、套管等組成件的泄漏情況；

(2)位置與走向檢查；(3)地面標(biāo)志檢查；

(4)管道沿線地表環(huán)境調(diào)查；

(5)穿跨越管道檢查，主要檢查穿越管道錨固墩、套管檢查孔的完好情況以及水流沖刷侵蝕情況，跨越管道防腐層、補(bǔ)償器完好情況，吊索、支架、管子墩架的變形、腐蝕情況；

(6)線路閥門、法蘭、補(bǔ)償器等管道元件的檢查；(7)檢查人員認(rèn)為有必要的其他檢查。

2.4.3外防腐(保溫)層檢查

主要檢查入土端與出土端、露管段、閥井內(nèi)、閥室內(nèi)管道防腐（保溫）層的完好情況。檢驗(yàn)人員認(rèn)為有必要時(shí)可對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較高地段管道采用檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行地面非開挖檢測(cè)。

外防腐層是確保管道不產(chǎn)生腐蝕的第一道屏障，是最重要的防護(hù)措施。按照要求，應(yīng)進(jìn)行防腐層地面檢漏、絕緣性能測(cè)試和整體狀況評(píng)估，同時(shí)也可對(duì)位置埋深與走向進(jìn)行調(diào)查。

2.4.3.1位置、埋深和走向的檢測(cè)與調(diào)查

檢測(cè)管道位置、埋深和走向是否符合安全技術(shù)規(guī)范和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。埋深檢測(cè)時(shí)以50米為1個(gè)測(cè)點(diǎn)，對(duì)局部重要地區(qū)進(jìn)行加密檢測(cè)以確定是否滿足要求，并繪制管道埋深分布圖。如果管道權(quán)屬方能提供關(guān)于管道走向、埋深的資料，則檢驗(yàn)方將在驗(yàn)證其準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上予以認(rèn)同。

2.4.3.2管道外防腐層狀況非開挖檢測(cè)評(píng)價(jià)

從電化學(xué)腐蝕原理上講，外覆蓋層是為了增大宏觀原電池腐蝕電流回路中的電阻，從而減小腐蝕電流，達(dá)到保護(hù)金屬管體的目的。由于外蓋層的安裝質(zhì)量、運(yùn)行過(guò)程中的自然老化、第三方破壞，外覆蓋層整體質(zhì)量會(huì)有所下降。因而需經(jīng)過(guò)檢測(cè)確定出管線外覆蓋層的整體狀況、破損點(diǎn)大小與嚴(yán)重程度、破損點(diǎn)的分布、電流衰減曲線。根據(jù)外覆蓋層的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)外覆蓋層進(jìn)行評(píng)價(jià)并分級(jí)，提出維修維護(hù)處理措施。

非開挖檢測(cè)采用交流電流衰減法進(jìn)行，先劃分出相應(yīng)的檢測(cè)段，然后進(jìn)行相關(guān)非開挖檢測(cè)工作，并以電流衰減率Y(dB/m)、破損點(diǎn)分布密度對(duì)外覆蓋層的整體性能進(jìn)行評(píng)估。檢測(cè)時(shí)以50 m間距(局部管段加密)進(jìn)行防腐層電流衰減測(cè)試。防腐層破損點(diǎn)采用ACVG方法進(jìn)行檢測(cè)與定位，5 m測(cè)量一點(diǎn)。

在進(jìn)行防腐層電流衰減與防腐層破損點(diǎn)定位測(cè)試時(shí)，應(yīng)由管道權(quán)屬方技術(shù)人員配合作好測(cè)試點(diǎn)與破損點(diǎn)的地面標(biāo)識(shí)工作。

2.4.4電性能測(cè)試

(1)測(cè)試絕緣法蘭、絕緣接頭、絕緣短管、絕緣套、絕緣固定支墩和絕緣墊塊等電絕緣裝置的絕緣性能；

(2)對(duì)采用法蘭和螺紋等非焊接件連接的閥門等管道附件的跨接電纜或者其他電連接設(shè)施，測(cè)試其電連續(xù)性。

2.4.5陰極保護(hù)系統(tǒng)測(cè)試

陰極保護(hù)是以消耗外加能量(電能或化學(xué)能)來(lái)?yè)Q取對(duì)金屬材料的保護(hù)，確保陰保有效是管道腐蝕防護(hù)檢測(cè)的重要內(nèi)容。

測(cè)試采用常規(guī)參比電極地表法與CIPS/DCVG進(jìn)行，對(duì)恒電位儀等陰保設(shè)施進(jìn)行調(diào)查。測(cè)試管道沿線保護(hù)電位，測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮IR降的影響，當(dāng)管道保護(hù)電位異常時(shí)，測(cè)試管內(nèi)電流，檢查陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀況，管道陰極保護(hù)率和運(yùn)行率、排流效果。常規(guī)參比電極地表法通過(guò)測(cè)試樁、管道露管點(diǎn)、開挖點(diǎn)、閥井、加信號(hào)點(diǎn)等處測(cè)試管道沿線管地電位。CIPS/DCVG檢測(cè)需進(jìn)行CIPS/DCVG陰極保護(hù)效果分布測(cè)量，繪制管道保護(hù)電位沿距離分布圖，并綜合評(píng)價(jià)陰極保護(hù)運(yùn)行效果。

2.4.6壁厚檢測(cè)

利用在用管道的閥井或者新挖探坑，對(duì)重要壓力管道或者有明顯腐蝕和沖刷減薄的彎頭、三通、盲管、管徑突變部位及其相鄰直管部位進(jìn)行壁厚抽樣檢測(cè)。

2.5管線腐蝕環(huán)境調(diào)查

通過(guò)對(duì)下述項(xiàng)目的檢測(cè)，主要評(píng)價(jià)管線沿線的腐蝕環(huán)境狀況。

2.5.1土壤電阻率測(cè)試

土壤電阻率是土壤腐蝕性的一項(xiàng)基本指標(biāo)，這項(xiàng)參數(shù)能夠判斷未開發(fā)地域的土壤腐蝕性嚴(yán)重程度，對(duì)管道敷設(shè)環(huán)境土壤腐蝕性強(qiáng)弱程度也具有重要的指導(dǎo)意義。根據(jù)管道沿線的環(huán)境情況，有針對(duì)性的測(cè)試管道經(jīng)過(guò)地區(qū)的土壤電阻率。測(cè)試位置主要包括沿線加電點(diǎn)、開挖坑檢點(diǎn)、可能具有腐蝕傾向的重要地段等。

2.5.2腐蝕速率檢測(cè)

腐蝕速率檢測(cè)擬采用MICROCOR技術(shù)，它綜合了E/R適用范圍廣和LPR法響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，是一種用于腐蝕過(guò)程監(jiān)測(cè)、腐蝕過(guò)程控制、緩沖劑效應(yīng)評(píng)價(jià)的理想技術(shù)。

2.5.3土壤理化分析

選取一定數(shù)量的土壤樣本進(jìn)行土壤理化分析，所需分析的理化指標(biāo)有：PH值、硫酸鹽、氯離子、碳酸鹽、硫化物、氯化物、總堿度等內(nèi)容。

2.5.4雜散電流測(cè)試

針對(duì)管線不同地段的情況，沿線測(cè)試重要區(qū)段點(diǎn)，特別是有明顯干擾源的區(qū)域，如變壓器入地點(diǎn)、穿跨越鐵路與公路、與鐵路公路近距離并行段的抽查、高壓線跨越處、有管道交叉的區(qū)域等。

若在開挖坑檢處發(fā)現(xiàn)具有明顯雜散電流干擾腐蝕特征缺陷時(shí)，應(yīng)采用雜散電流檢測(cè)儀SCM測(cè)試雜散電流。在進(jìn)行雜散電流測(cè)試時(shí)，應(yīng)確保雜散電流的檢測(cè)具有較為足夠的時(shí)間，收集到足夠的數(shù)據(jù)。對(duì)檢測(cè)出的數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行評(píng)定。

2.5.4腐蝕防護(hù)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)

在進(jìn)行外覆蓋層檢測(cè)和陰極保護(hù)檢測(cè)之后，結(jié)合管線腐蝕環(huán)境調(diào)查結(jié)果，對(duì)管線的腐蝕防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.6風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

天然氣管道全面檢驗(yàn)是基于風(fēng)險(xiǎn)的專業(yè)性檢驗(yàn)。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，能將管道按風(fēng)險(xiǎn)排序，從而將檢驗(yàn)重點(diǎn)集中在高風(fēng)險(xiǎn)管道上，達(dá)到在降低風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)減少管道權(quán)屬方成本的目的。

檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)資料審查分析完成后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估。 管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是以誘發(fā)管道事故的各種因素為依據(jù)，以影響因素發(fā)展成危險(xiǎn)事故的可能性為條件，以事故后果造成的綜合損失為評(píng)估指標(biāo)，對(duì)管道的各區(qū)段進(jìn)行評(píng)價(jià)，以風(fēng)險(xiǎn)值的大小來(lái)對(duì)管道各區(qū)段的安全程度做出綜合評(píng)價(jià)。

2.7探坑結(jié)合露管段直接檢測(cè)

為確保管道安全運(yùn)行，就必須對(duì)管道一些薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，其中包括安裝過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)質(zhì)量問(wèn)題的管段、運(yùn)行期間發(fā)生過(guò)問(wèn)題的管段(如：管道斷裂、泄漏、第三方破壞、帶壓補(bǔ)漏等）、關(guān)鍵地段的管段、以及非開挖檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有明顯問(wèn)題的管段，如：前期檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的腐蝕防護(hù)系統(tǒng)狀況有問(wèn)題、電流流出點(diǎn)的管段、腐蝕環(huán)境較為嚴(yán)重的管段，風(fēng)險(xiǎn)因子或失效可能性較大的管段等。

除需考慮上述因素外，更應(yīng)結(jié)合前期的檢測(cè)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，包括：腐蝕防護(hù)系統(tǒng)檢驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果、一般性宏觀檢驗(yàn)結(jié)果等。綜合考慮上述因素后，合理布置探坑位置將有助于摸清管道安全狀況，消除管道運(yùn)行安全隱患。管體缺陷的檢測(cè)采用探坑檢測(cè)結(jié)合露管段直接檢測(cè)進(jìn)行。

2.7.1探坑檢測(cè)與露管段的選擇原則：

(1)探坑的選取應(yīng)結(jié)合局部非開挖檢測(cè)的結(jié)果，擬選擇安裝過(guò)程中焊口質(zhì)量較差、防腐層有缺陷、有泄漏搶險(xiǎn)和關(guān)鍵地段的管段；彎頭(管道變向點(diǎn))、變坡點(diǎn)、三通等管件；管道埋設(shè)地勢(shì)低洼處、環(huán)境腐蝕性較強(qiáng)的地段，具體位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況確定；

(2)對(duì)于閥井兩側(cè)的露管段，隨橋敷設(shè)與管橋的露管段，入土點(diǎn)、出土點(diǎn)等部分進(jìn)行隨機(jī)抽查檢測(cè)；

(3)對(duì)于河灘地、水田、山頂、山腳應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)檢驗(yàn)；

(4)在檢測(cè)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)某一區(qū)域管體腐蝕現(xiàn)象較嚴(yán)重或焊接質(zhì)量較差，防腐層總體狀況、環(huán)境腐蝕性、電流流出或雜散電力干擾較強(qiáng)等現(xiàn)象，應(yīng)在該區(qū)域進(jìn)行以探坑擴(kuò)探為主的重點(diǎn)檢驗(yàn)；

(5)根據(jù)管道使用年限、管道運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生事故地點(diǎn)、經(jīng)過(guò)的城市郊區(qū)的管段比例等；

(6)重點(diǎn)考慮風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果。

2.7.2開挖坑的要求

開挖坑長(zhǎng)度約為1.5～2.5 m，使管道沿長(zhǎng)度方向位于探坑正中，管道兩側(cè)凈寬各為0.5 m，同時(shí)，管道底部掏空約0.5 m。對(duì)地下水位較高的地區(qū)，應(yīng)及時(shí)排水。

2.7.3檢測(cè)項(xiàng)目

探坑檢測(cè)和露管段直接檢測(cè)內(nèi)容包括：外覆蓋層性能檢測(cè)、管段結(jié)構(gòu)與焊縫外觀檢查、管體壁厚測(cè)量、管體外壁腐蝕狀況檢測(cè)、管地電位近參比測(cè)試、硬度測(cè)試。

2.7.3.1外覆蓋層性能檢測(cè)

外覆蓋層外觀檢查(如色澤、外觀、是否有剝離、充水、龜裂、老化等現(xiàn)象)、外覆蓋層厚度測(cè)試、外覆蓋層破損狀態(tài)描繪等。

2.7.3.2管段結(jié)構(gòu)與焊縫外觀檢查

對(duì)開挖管段進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢查與幾何尺寸測(cè)量，對(duì)本體、焊縫等部位進(jìn)行外觀和腐蝕檢查，對(duì)焊縫還需進(jìn)行焊縫成型質(zhì)量、焊瘤、咬邊、錯(cuò)邊、表面裂紋等項(xiàng)目的檢查。

2.7.3.3管體壁厚測(cè)試

采用超聲波測(cè)厚方法進(jìn)行管道剩余壁厚測(cè)試，測(cè)厚位置應(yīng)在路由圖上的探坑檢測(cè)圖中標(biāo)明，以便在同一測(cè)厚點(diǎn)再次檢測(cè)。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(cè)點(diǎn)，并確定異常區(qū)域大小，必要時(shí)，可適當(dāng)提高整條管線的厚度抽查比例。

測(cè)厚點(diǎn)選擇原則：導(dǎo)波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有異常信號(hào)的部位；易受介質(zhì)腐蝕和沖蝕的彎頭部位、三通部位、穿跨越管段部位、直徑突變的管段部位、壓縮站或加壓站出口部位的管段、低洼點(diǎn)以及部分焊縫兩側(cè)。在選擇測(cè)厚點(diǎn)時(shí)，還應(yīng)注意防腐保溫層下腐蝕、土壤-空氣界面腐蝕、其他潛在局部腐蝕部位等 。

2.7.3.4管體外壁腐蝕狀況檢測(cè)

(1)檢查鋼質(zhì)管道表面金屬腐蝕部位：腐蝕產(chǎn)物分布(均勻、非均勻)、厚度、顏色、結(jié)構(gòu)、緊實(shí)度，繪制腐蝕形狀圖，拍彩色照片，并對(duì)腐蝕產(chǎn)物成分進(jìn)行初步鑒定。

(2)對(duì)腐蝕坑的部位、長(zhǎng)度、寬度以及深度進(jìn)行測(cè)量記錄。

2.7.3.5管地電位近參比測(cè)試

具體做法參見《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法》(GB/T 21246—2007)，此處不作贅述。

2.7.3.6硬度測(cè)試

對(duì)于易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕傾向的介質(zhì)與材料組合，需選取有代表性的部位進(jìn)行硬度檢驗(yàn)。檢測(cè)時(shí)，當(dāng)焊接接頭的硬度值有異常時(shí)，服務(wù)方應(yīng)視具體情況擴(kuò)大焊接接頭無(wú)損檢測(cè)抽查范圍。檢查部位為對(duì)接環(huán)焊縫兩側(cè)及角焊縫周圍。

2.8無(wú)損檢測(cè)

一般采用磁粉探傷與超聲波探傷進(jìn)行管道焊接質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)。

2.8.1磁粉探傷

需進(jìn)行磁粉探傷的部位的選擇原則:宏觀檢查中發(fā)現(xiàn)裂紋及可疑情況的管道、處于應(yīng)力腐蝕環(huán)境中的管道、長(zhǎng)期承受明顯交變載荷的管道。應(yīng)在對(duì)接環(huán)焊縫、支管角焊縫部位和容易造成應(yīng)力集中的部件進(jìn)行表面無(wú)損檢測(cè)。

2.8.2超聲波探傷

探傷點(diǎn)的選擇原則：制造、安裝中返修過(guò)的焊接接頭和安裝時(shí)固定口的焊接接頭；錯(cuò)邊、咬邊嚴(yán)重超標(biāo)的焊接接頭；泵、閘室進(jìn)出口第一道焊接接頭或相近的焊接接頭；穿跨越部位、出土與入土端附近的焊接接頭、低洼點(diǎn)。應(yīng)在上述部位的對(duì)接環(huán)焊縫和容易造成應(yīng)力集中的部位進(jìn)行檢測(cè)。

無(wú)損檢測(cè)應(yīng)與露管段檢測(cè)、探坑檢測(cè)相結(jié)合，對(duì)挖出的焊縫應(yīng)100%檢測(cè)。

2.9合于使用性評(píng)價(jià)

根據(jù)《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則——長(zhǎng)輸(油氣)管道》(TSG D7003—2010)及《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—公用管道》(TSG D7004—2010)等的要求，高壓燃?xì)夤艿兰按胃邏喝細(xì)夤艿劳暾匀鏅z驗(yàn)應(yīng)開展合于使用性評(píng)價(jià)。

2.9.1管系應(yīng)力分析

要確保管道的安全運(yùn)行，需分析管道系統(tǒng)的整體應(yīng)力狀況，計(jì)算出有嚴(yán)重缺陷管段的應(yīng)力水平，確定出較危險(xiǎn)的管段。并以上述檢測(cè)結(jié)論為基礎(chǔ)，采用國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行必要的管系應(yīng)力校核。管系應(yīng)力分析采用有限元法進(jìn)行，需根據(jù)資料審查和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪的詳細(xì)的管線走向、埋深和土壤的物理力學(xué)性能參數(shù)來(lái)計(jì)算。分析內(nèi)容包括：正常操作條件的管系約束力、持續(xù)應(yīng)力、膨脹應(yīng)力和位移等；分析判斷管道的實(shí)際應(yīng)力是否滿足強(qiáng)度要求；分析管道系統(tǒng)的應(yīng)力狀況水平，確定出較危險(xiǎn)的管段。

2.9.2剩余強(qiáng)度評(píng)估

含缺陷管道剩余強(qiáng)度評(píng)估是在缺陷檢測(cè)的基礎(chǔ)上，主要依據(jù)中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《含缺陷油氣輸送管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法》(SY/T 6477—2014)，對(duì)管道剩余承壓能力的定量評(píng)價(jià)。若剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果表明損傷管道適用于目前的工作條件，則只要建立合適的監(jiān)測(cè)(檢測(cè))程序，管道就可以在目前工作條件下繼續(xù)安全運(yùn)行。若評(píng)價(jià)結(jié)果表明損傷管道不適合目前操作條件，則宜對(duì)該管道降級(jí)使用。

2.10壓力管道安全等級(jí)評(píng)定

根據(jù)上述檢測(cè)與評(píng)估結(jié)果，按照《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則——長(zhǎng)輸(油氣)管道》(TSG D7003—2010)等，并參照《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》確定出該管道的安全狀況等級(jí)。

3　風(fēng)險(xiǎn)處理

在對(duì)管道進(jìn)行完整性全面檢驗(yàn)的同時(shí)，需要對(duì)一些風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行處理，必要時(shí)需要進(jìn)行維搶修的工作。

城鎮(zhèn)燃?xì)怃撝乒艿栏黝愲[患的處置技術(shù)分類按圖2所示：

圖2　各類隱患的處置技術(shù)分類

3.1現(xiàn)場(chǎng)處理

3.1.1防腐層現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口補(bǔ)傷

根據(jù)外防腐(保溫)層檢查結(jié)果，按照相關(guān)規(guī)范的要求對(duì)防腐層現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口補(bǔ)傷。確保防腐層和保溫層的整體性，提高防腐及保溫性能，延長(zhǎng)管道使用壽命。

3.1.2陰極保護(hù)系統(tǒng)

根據(jù)陰極保護(hù)系統(tǒng)檢查結(jié)果，對(duì)原來(lái)有陰極保護(hù)系統(tǒng)但已失效的進(jìn)行修復(fù)；對(duì)原來(lái)沒有陰極保護(hù)的管段加設(shè)陰極保護(hù)系統(tǒng)。

3.1.3雜散電流防護(hù)

根據(jù)雜散電流的測(cè)試結(jié)果，采用屏蔽或排流等手段對(duì)雜散電流進(jìn)行防護(hù)。

3.2臨時(shí)應(yīng)急搶修技術(shù)

根據(jù)天然氣管道特點(diǎn)，可應(yīng)用的應(yīng)急搶修技術(shù)主要有管道堵漏卡具、復(fù)合修復(fù)、注塑技術(shù)等等。

3.2.1管道堵漏卡具

管道堵漏卡具根據(jù)其應(yīng)用搶修管道的壓力級(jí)制的不同可分為中低壓管道堵漏卡具和高壓管道堵漏卡具。管道堵漏卡具其工作原理是通過(guò)螺栓卡緊，使卡具環(huán)形密封與管線緊密連接，上下水平密封緊密連接，達(dá)到承壓堵漏的目的。

3.2.2管道復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)技術(shù)

目前應(yīng)用于各類鋼制燃?xì)夤艿缿?yīng)急修復(fù)技術(shù)中，管道復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用日趨增多，如合成材料套管修復(fù)技術(shù)、合成材料纏繞修復(fù)技術(shù)等?，F(xiàn)在被廣泛應(yīng)用的管道復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)技術(shù)由復(fù)合套筒、粘膠、高強(qiáng)度填料三部分構(gòu)成。其技術(shù)特點(diǎn)在于復(fù)合套筒在工廠根據(jù)管徑預(yù)制成型，成型過(guò)程中嚴(yán)格控制纖維的排布、材料配比、經(jīng)高溫高壓后制成復(fù)合套筒。預(yù)成型的復(fù)合套筒最大的優(yōu)點(diǎn)在于現(xiàn)場(chǎng)使用簡(jiǎn)單方便，受環(huán)境、人員操作影響小，直接使用粘膠粘接于管道修復(fù)部位，待粘膠2～3小時(shí)固化后即可。

該技術(shù)采用多層復(fù)合材料帶纏繞在管道缺陷或破損泄漏處，是一種快速經(jīng)濟(jì)的臨時(shí)性或者永久性的燃?xì)夤艿佬迯?fù)技術(shù)。其應(yīng)用范圍包括：①腐蝕或損傷程度小于等于80%的管道補(bǔ)強(qiáng) (可用于運(yùn)行壓力高達(dá)25 MPa的管道) ；②堵漏(管道壓力最高可達(dá)7 MPa,泄漏孔直徑最大可達(dá)25 mm)；③環(huán)逢焊接部位加固；④抑制正在孕育的管道裂紋；⑤淺海或海洋平臺(tái)管道修復(fù)(可用于垂直樹立的管道修復(fù))；⑥管道支撐或懸掛部位加固；⑦彎曲部位的損傷或腐蝕修復(fù)。

對(duì)管道進(jìn)行復(fù)合材料修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)，可以起到三種主要作用(根據(jù)ASME 做出的定義)：降低缺陷處的應(yīng)力、降低缺陷處的應(yīng)變和恢復(fù)管道的承壓能力。3.2.3管道注塑劑密封修復(fù)技術(shù)

管道注塑劑密封修復(fù)技術(shù)其原理是利用堵漏卡具、卡帶等工具，將泄漏部位原來(lái)的封閉空腔，或者在泄漏部位上建立一個(gè)封閉空腔，通過(guò)增壓工藝，采用大于介質(zhì)系統(tǒng)壓力的外部推力(高壓注劑泵)，將具有塑性、固化性的密封劑如環(huán)氧樹脂、高強(qiáng)玻璃纖維等材料注入模管與管線的夾層內(nèi)并充滿封閉空間，堵塞泄漏空洞和通道，密封劑在一定的條件下，迅速固化(或密封)，在泄漏部位上建立起一個(gè)固定的新的密封結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到不停產(chǎn)，帶壓修復(fù)消除介質(zhì)的泄漏。

管道注塑劑密封修復(fù)技術(shù)其技術(shù)特點(diǎn)是固化材料的強(qiáng)度適用于高壓天然氣管道的堵漏；固化的密封劑不會(huì)粘連在金屬管道表面，很容易拆除。

3.3永久修復(fù)技術(shù)

燃?xì)怃撝乒艿栏黝愲[患的永久修復(fù)技術(shù)如上所述可有管道停氣修復(fù)和不停氣之分，由于停氣修復(fù)技術(shù)為常規(guī)管道的停氣更換或者焊縫修補(bǔ)等等，本文不再展開，而燃?xì)夤艿啦煌］斒┕ぜ夹g(shù)是指在燃?xì)夤艿涝谶M(jìn)行急搶修以及開支管或其他類型的施工時(shí)能夠保證原管道持續(xù)供氣的一種新型管道施工技術(shù)。燃?xì)夤艿啦煌］敿夹g(shù)主要應(yīng)用于在役運(yùn)營(yíng)的燃?xì)夤艿乐校ㄟ^(guò)采用開孔、接旁通、封堵等專用技術(shù)，對(duì)管道進(jìn)行工藝性改造與維修。該技術(shù)能減少殘余燃?xì)鈱?duì)大氣環(huán)境的污染，有效節(jié)約燃?xì)饽茉?，并且能減少放散余氣對(duì)周圍人員造成的安全隱患，尤其是其能在不停輸狀態(tài)下進(jìn)行管道施工更是避免的停氣對(duì)城市生產(chǎn)、企業(yè)運(yùn)作、居民生活的影響，從而保障人民正常生產(chǎn)和生活的用氣。因此在人口密集的城市地區(qū)具有突出的環(huán)保性、節(jié)能性和安全性，充分符合了目前國(guó)家節(jié)能降耗的能源利用政策。

4　結(jié)語(yǔ)

天然氣管道完整性管理服務(wù)是管道服務(wù)商面對(duì)不斷變化的因素，對(duì)天然氣管道運(yùn)行中面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，通過(guò)監(jiān)測(cè)、檢測(cè)、檢驗(yàn)等各種方式，獲取與專業(yè)管理相結(jié)合的管道完整性的信息，制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策，采取修復(fù)或減輕失效威脅的措施，不斷改善識(shí)別到的不利影響因素，從而將管道運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，最終達(dá)到持續(xù)改進(jìn)、減少和預(yù)防管道事故發(fā)生、經(jīng)濟(jì)合理地保證天然氣管道安全運(yùn)行的目的。

Research on Natural Gas Pipeline Integrity Management Service

Shanghai Municipal Gas No.1 Pipelines Engineering Co., Ltd.Yang Zhe

This paper focuses on the management concepts of natural gas pipeline integrity service, and its management. This provides overall inspection, risk analysis, focus inspection and assessment on life gas pipeline. The scheme to be implemented bases on results of the inspection and assessment, such as pipeline coating repair , cathodic protection ,electrical drainage protection ,intension improvement using composite material and on-line plugging.

natural gas pipeline, integrity service, comprehensive inspection, risk assessment, treatment and repair