李德剛

（中國石油天然氣股份有限公司管道大連輸油氣分公司大石橋輸油站，遼寧大石橋 115100）

埋地管道外防腐層腐蝕檢測與評價方法

李德剛

（中國石油天然氣股份有限公司管道大連輸油氣分公司大石橋輸油站，遼寧大石橋 115100）

管道運輸是目前油氣運輸?shù)闹饕侄危艿婪栏瘜邮菧p緩管道腐蝕，延長管道使用壽命的主要方法之一。因此，深入分析研究埋地管道外防腐層的腐蝕狀況，并對其安全狀況進行評價，進而給出合理的整改方案，對保證管道的安全運行及開展計劃性的修復工作具有重要意義。

埋地管道；外防腐層；腐蝕

埋地管道擔負著為下游用戶輸送石油、天然氣的任務(wù)，隨著運行年限增長、環(huán)境變化和腐蝕等原因，易出現(xiàn)防腐層破損、老化、龜裂、剝離和脫落的現(xiàn)象，導致管道腐蝕、油氣泄露，給沿線人民財產(chǎn)和自然環(huán)境帶來巨大的影響。管道外防腐層檢測是指在不開挖的情況下，采取外檢測技術(shù)對埋地管道外防腐層及陰保效果進行檢測及評價。通過對埋地管道進行缺陷檢測，采用就地開挖或者修復補強技術(shù)，可以使管道重新達到設(shè)計承壓能力，有效防止管道事故發(fā)生，避免不必要的管道維修和更換，同時保證油氣管道的安全平穩(wěn)運行。

1 埋地輸油氣管道外防腐層檢測技術(shù)及評價

1.1 常用的外防腐層檢測技術(shù)

對埋地管道進行缺陷的檢測評價主要是通過檢測儀器在地面完成工作，盡管方法不盡相同，但檢測內(nèi)容基本一致，目前管道外防腐層的檢測技術(shù)方法一般常用交流電位梯度法（ACVG）、直流電位梯度法（DCVG）結(jié)合交流電流衰減法對油氣管道進行外檢測[1]，皮爾遜（音譯）法由于精確定位難度大，已較少采用。

（1）交流電位梯度法（ACVG）通過向管道施加某一特定頻率的交流電流信號，如果外防腐層破損，信號電流就會從破損處流出，并以破損處為中心形成一個球形電位場，在地面上通過對這個電位場地面投影的電位梯度檢測，確定出電位場的中心，從而確定破損處的位置。

（2）直流電位梯度法（DCVG）對流到埋地管線防腐層的破損部位陰極保護的電流與土壤上的電壓梯度即土壤IR降進行檢測，由IR計算得出防腐缺陷大小，還可確定管線是否正在遭到腐蝕。

（3）交流電流衰減法（ACAS）通過在管道上施加低頻交流信號，測量該信號在管道上的衰減情況，進而評價埋地管道防腐狀況對防腐層較大破損點給出準確信息。

1.2 外防腐層檢測內(nèi)容

外防腐層檢測主要包括以下內(nèi)容。

（1）了解管道沿線的地理環(huán)境、埋地管道占壓情況、管道沿線防護帶和沿線環(huán)境等。

（2）采用埋地管道探測儀或管道防腐狀況檢測系統(tǒng)，對管道埋深、位置和走向進行測定并記錄。

（3）通過對管道沿途土壤含水、含鹽、酸堿性、微生物活性、電阻率和氧化還原電位的檢測，來評價土壤的腐蝕性。

（4）應用管道防腐層檢測系統(tǒng)，查找管道全線的防腐層破損情況，正確識別腐蝕活躍點，并確定具體位置。

（5）進行現(xiàn)場測試，并對采集數(shù)據(jù)進行綜合分析，計算出管道防腐層絕緣電阻率，根據(jù)標準進行分級和評價，確定管道防腐層老化狀態(tài)。

（6）查找管道建設(shè)期間在鋼套管、穿跨越處等埋設(shè)的臨時性的犧牲陽極，若有，則明確測試樁犧牲陽極跨接電阻的具體位置。

（7）查找出管道自然電位異常的具體原因。

1.3 開挖驗證

根據(jù)現(xiàn)場防腐層檢測結(jié)果，選點開挖檢測管道防腐層現(xiàn)狀及鋼管狀況，并進行防腐層修復。一般開挖坑尺寸要求為3m×1.5m，坑深為超出管底 0.5m，土質(zhì)為黃土時放坡比為1∶0.2；砂壤土為1∶0.5；砂土為1∶1。開挖坑內(nèi)若有地下水時，坑長加長1m，在坑的一頭底部開挖一個0.5m見方深坑，以利排水。開挖坑內(nèi)管道并進行項目檢測。

1.4 針對三層聚乙烯/聚丙烯修復方案

對于直徑≤30mm外防腐層破損點（包括針孔），采用熱熔膠黏劑和聚乙烯補傷片進行修復。而對于直徑＞30 mm 外防腐層破損點，采用黏彈體防腐膠帶和纏繞聚丙烯膠帶修復。

2 防腐層缺陷修復

2.1 熱溶膠+聚乙烯補傷片修復施工

（1）直徑小于 30mm 的防腐層缺陷采用熱溶膠+聚乙烯補傷片進行修復。

（2）直徑大于 30mm 的防腐層缺陷采用黏彈體防腐膠帶+聚丙烯增強纖維膠帶進行修復。黏彈體防腐膠帶施工前，應保證補傷出表面干燥。

2.2 補口熱收縮帶的修復

（1）確認熱收縮帶為局部缺陷時，根據(jù)局部缺陷的大小按照熱溶膠+聚乙烯補傷片修復施工和黏彈體防腐膠帶加聚丙烯增強纖維膠帶修復施工的規(guī)定進行修復。

（2）將其全部拆除，采用黏彈體防腐膠帶加聚丙烯增強纖維膠帶修復施工。

（3）纏繞聚丙烯增強纖維膠帶，黏彈體防腐膠帶層質(zhì)檢合格后，方可進行纏繞聚丙烯增強纖維膠帶的纏繞施工，聚丙烯增強纖維膠帶具體施工方法是：從一端開始先原位纏繞一周，留出約3 mm寬的黏彈體膠帶不纏繞外帶，然后進行螺旋纏繞，纏繞外帶時應保持一定張力，膠帶搭接寬度為50%～55%，直至另一端，最后在結(jié)束部位原位纏繞一周。

2.3 修復驗收

外防腐層補傷處應進行外觀檢查，需確保其表面平整，無皺折、氣泡等現(xiàn)象，若不合格則應重新補傷。補傷處應采用100 %電火花檢漏，檢漏電壓為15 kV，無漏點既為合格。

3 埋地管道外防腐層分級評價

埋地管道外防腐層有效的評價的方法就是進行安全質(zhì)量分級，尤其對于我們管道運營單位更需要掌握管道外防腐層的技術(shù)狀況等級，以便按照生產(chǎn)計劃，確定管道運行與維護措施，保證管道平穩(wěn)輸送油氣。

國內(nèi)針對石油瀝青防腐層的分級評價行業(yè)標準，標準號為 SY/T5918-94，通過對絕緣電阻率的測試、老化程度及表現(xiàn)等 2 個方面將防腐層分為 5 級。絕緣電阻測量方法在標準中包括：電位差法、管中電流法、變頻選頻法；老化程度及表現(xiàn)分級主要是從外觀表象方面進行防腐層分級評價。

美國 NACE TM0102-2002提出利用導電測量法進行分級，該標準中提出將外覆蓋層質(zhì)量分為4級。NACE RP0502-2002則提出應按每種不同的間接檢測方法分別進行分級，均分為3級，并提出了具體的程序與步驟。

就我國來講，目前較常使用的外覆蓋層有：石油瀝青、煤焦油瓷漆、熔結(jié)環(huán)氧粉末、擠出聚乙烯、3PE 防腐層、聚乙烯防腐帶、環(huán)氧煤瀝青等。較常用的檢驗檢測方法主要有：Pearson、PCM、DCVG、CIPS 以及其它方法等。而SY/T5918的內(nèi)容與當前的現(xiàn)實不相符，不能滿足使用、檢驗、管理的需要。

表1 電法測量防腐層絕緣電阻率的等級劃分 ?·m2

由于不同質(zhì)量的外覆蓋層所需的保護電流密度不同，文獻[5]提出利用保護所需要的最小電流密度進行分級（見表2）。但由于保護電流密度不容易測得（需要開挖），特別是在城市地區(qū)，受雜散電流的干擾嚴重。

表2 依據(jù)實現(xiàn)陰極保護所需要的最小電流量劃分

美國 NACE Standard TM0102-2002 提出利用電導率進行分級（見表3）：

表3 10?·m 土壤電阻率下外覆蓋層電導系數(shù)與外覆蓋層質(zhì)量對應關(guān)系表

可見，該分級方法是針對土壤電阻率為 10?·m 的土壤環(huán)境，且沒有注明適用于何種外覆蓋層。NACE RP0502-2002則提出應按每種不同的間接檢測方法分別進行分級（見表4），并提出了具體的程序與步驟。但該標準沒有就每個級別的具體數(shù)值作出說明，也沒有注明適用于何種外覆蓋層，僅提出了要考慮的一些參數(shù)及其變化程度。

表4 腐蝕程度分類標準

4 結(jié)論

總之，腐蝕是影響管道安全和使用壽命的關(guān)鍵因素，近年來，我國埋地管道外腐蝕體系檢測及評價的應用愈來愈廣泛，定期開展管道外防腐蝕體系檢測及評價技術(shù)能夠很好摸清管道的腐蝕情況及運行情況。對檢測中發(fā)現(xiàn)的問題進行有計劃、有針對性的維修，延長管道使用壽命，減少或避免事故發(fā)生，進而降低管道運行風險，節(jié)約企業(yè)成本，做到事前預控，實現(xiàn)科學管理。

[1] 劉海峰，胡劍，楊俊.國內(nèi)油氣長輸管道檢測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].天然氣工業(yè)，2004，（11）：174-150.

[2] 張煒強，郭曉男，陳圣乾，等.埋地管道外防腐蝕層檢測技術(shù)[J].石油化工腐蝕與防護，2010，（3）：52-55.

[3] 唐林華，蔡英華，路芳，等.川西氣田輸氣管道防腐層檢測調(diào)查分析[J].天然氣與石油，2008，（4）：19-23.

[4] 陳世利.埋地管道防腐層缺陷檢測與評價技術(shù)研究[D].天津：天津大學，2003.

[5] 趙丹錚.基于超聲波的管道防腐層缺陷檢測方法的研究[D].沈陽：沈陽工業(yè)大學，2015.

Corrosion Detection and Evaluation Method for External Corrosion Protection of Buried Pipeline

Li De-gang

Pipeline transportation is the main means of oil and gas transportation.Pipeline coating is one of the main methods to slow down the pipeline corrosion and prolong the service life of pipeline.Therefore，it is very important to analyze the corrosive condition of the outer coating of the buried pipeline and evaluate its safety condition，and then give a reasonable rectif i cation plan，which is of great signif i cance to ensure the safe operation of the pipeline and carry out the planned repair work.

buried pipeline；outer coating；corrosion

TE988.2

B

1003–6490（2017）03–0152–02

2017–03–01

李德剛（1978—），男，遼寧大石橋人，主要研究方向為油氣管道保護。