燃氣埋地鋼制管道外防腐層完整性檢測的應(yīng)用及探討

1、 燃氣埋地鋼制管道外防腐層完整性檢測的應(yīng)用及探討 摘要：本文簡要介紹了燃氣埋地鋼制管道外防腐層完整性檢測的基本原理和方法，通過新、舊管道的完整性檢測案例，敘述了完整性檢測的過程，并分析了需要注意的因素和存在的問題，提出了解決外防腐層完整性檢測的一些建議，希望對今后其他類似工程提供一定的參考。關(guān)鍵詞：完整性檢測；外防腐層；埋地鋼制管道1 前言 城鎮(zhèn)燃氣埋地鋼質(zhì)管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程cjj/t52003中第5.3.5條“防腐管回填后必須對防腐層完整性進行檢測”是強制性條文1。防腐涂層完整性檢測是在埋地燃氣管道回填后，采用專用設(shè)備在地面對涂層綜合性能進行檢測，科學(xué)、準確、經(jīng)濟地對外防腐層破損缺陷定位，

2、對缺陷大小程度分類統(tǒng)計，掌握外防腐層狀況，并為防腐層破損部位的修復(fù)提供指導(dǎo)，保證涂層的完整性及完好性。2 完整性檢測的主要方法 燃氣管道外防腐層完整性檢測的方法很多2，比較常見的主要包括以下兩類。2.1 電壓法 基本原理：當(dāng)一個交流信號加在金屬管道上時，在防護層破損點便會有電流泄漏入土壤中。這樣在管道破損點和土壤之間就會形成電位差，并在破損點的正上方輻射的信號最強，可用儀器在埋設(shè)管道的地面上檢測到這種電位變化，從而發(fā)現(xiàn)管道防腐層的破損點。電壓法包括標準管/地電位法、密間隔管地電位法(cis，cips)、直流電壓梯度法(dcvg)、變頻-選頻法、電位差法、近電位勘測法等。2.2 電流法 基本原理

3、：由發(fā)射機向管道發(fā)射某一頻率的信號電流，電流流經(jīng)管道時，在管道周圍產(chǎn)生一相應(yīng)磁場，當(dāng)管道完好時，無電流流失現(xiàn)象或流失較少，在管道周圍產(chǎn)生的磁場比較穩(wěn)定；當(dāng)防護層破損或老化時，在破損處就會有較大的電流流失現(xiàn)象，隨著管道的延伸，其在管道周圍磁場的強度就會減弱。與前面檢測的電流讀數(shù)進行比較，發(fā)現(xiàn)明顯陡降，可以對外防腐層破損點進行實時定位。檢測人員在管道上方用地面專用儀器對管道周圍的磁場進行接收處理，可以直接讀出該處管道數(shù)據(jù)和管道深度。電流法包括皮爾遜法(pearson)、管中電流法(pcm)、c掃描(c-scan)、間歇電流法等。3 完整性檢測在工程實踐中的應(yīng)用3.1 工程案例一3.1.1 工程簡介

4、 北京市某新建天然氣工程鋼制管道設(shè)計管徑dn1000、設(shè)計壓力4.0mpa。防腐采用三層結(jié)構(gòu)聚乙烯(3pe)加強級防腐和柔性陽極的聯(lián)合保護，在管道回填后綜合采用管中電流法(pcm)、人體電容法、變頻-選頻法對埋地管道的防腐層進行完整性檢測分析。33.1.2 檢測過程 (1) 前期準備在測試前在現(xiàn)場對管道進行定位，并初步了解工程實施情況，收集土壤測試報告，查看相關(guān)基礎(chǔ)資料，主要包括管道施工設(shè)計圖、相鄰管線及地下構(gòu)筑物、管道防腐涂層設(shè)計等，然后進行現(xiàn)場踏勘，選定檢測方法和儀器。 (2) 現(xiàn)場測試 一般情況，完整性檢測應(yīng)在管道工程完工后進行。結(jié)合具體工程特點，為及時發(fā)現(xiàn)問題并解決，并結(jié)合工期要求，確

5、定檢測方式為管道回填一段立刻實施檢測。具體做法為：在管溝回填至管頂0.5m處、敷設(shè)管道警示帶之前，檢測人員執(zhí)行防腐層完整性檢測操作。 (3) 數(shù)據(jù)整理 檢測完成后立即進行數(shù)據(jù)分析，并出具檢測報告。如檢測后沒有發(fā)現(xiàn)問題，可以繼續(xù)鋪設(shè)警示帶，并回填其他剩余土方。3.1.3 本工程完整性檢測方式的優(yōu)缺點 (1) 優(yōu)點 防腐層破損主要是施工中磕碰引起的，檢測發(fā)現(xiàn)破損點后可以立即將該部位管道挖出進行修補，相對全部回填完畢檢測再將管道挖出，減少大量土方，避免不必要的工程費用支出，同時又不影響管道施工組織，保證了整個工期進度。 (2) 缺點 回填一段檢測一段的檢測方法固然能及時發(fā)現(xiàn)問題，但也有局限性。 a.

6、 因管線較長，分段檢測無形之中增加了檢測次數(shù)，加大了檢測成本。 b. 先回填的管段一般是直管段，容易操作，出現(xiàn)問題的可能性一般較??；而彎管段管道連接時不易操作，固定口防腐出現(xiàn)問題的可能性較大。由于施加信號和管段位置識別困難，該管段完整性檢測出現(xiàn)錯誤判斷的可能性較大。3.2 工程案例二3.2.1 工程簡介 北京市某在役管線已運行30年以上，管線主要敷設(shè)在瀝青路面下，壓力級制為中壓a(o.4mpa)，管徑dn400，外防腐層為石油瀝青防腐，無陰極保護措施。采用了c掃描技術(shù)進行完整性檢測。3.2.2檢測過程 (1)前期準備 對被測管線進行現(xiàn)場定位，查看基礎(chǔ)資料，包括管道施工設(shè)計圖、竣工圖，調(diào)查相鄰管

7、線及地下構(gòu)筑物，協(xié)調(diào)道路、交通等相關(guān)主管部門。安排檢測人員，制訂檢測計劃，選定檢測方法和儀器。 (2) 現(xiàn)場檢測 進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄，查找防腐層缺陷。通過土壤測試，測量地表下的土壤電阻率、雜散電流的影響、管線周圍微生物腐蝕程度、管道在土壤中的自腐蝕電位、土壤含水量、土壤導(dǎo)電性能、土壤ph值，判定該管道所處的土壤環(huán)境為強腐蝕性。使用c掃描在線檢測管道防腐狀況。對于此類已經(jīng)通氣、無陰極保護測試樁的管道，可利用地面設(shè)施如閥室等進行重點檢測。實施前應(yīng)得到管道運行管理部門的支持和配合。上一頁 1 2下一頁 (3) 數(shù)據(jù)整理 數(shù)據(jù)分析，出具檢測報告。管道防腐層分級見表1。表1 防腐層分級表防腐層絕緣電阻值(

8、m2)10000200o1o0005002000500防腐層質(zhì)量優(yōu)良好-合格差劣分類長度(m)7575107146總長的百分比18.6%18.6%26.6%37.296 (4)開挖驗證 根據(jù)檢測結(jié)果，挖出相應(yīng)位置的管道檢查，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)段管線已發(fā)生輕微腐蝕，驗證檢測結(jié)果真實準確。結(jié)論如下： a. 管線防腐層的破損等缺陷較多，防腐層完整性差，防腐層絕緣電阻率等級為劣。應(yīng)盡量修復(fù)防腐層并增加陰極保護系統(tǒng)，或及時采取其他更為安全的措施。實踐證明，在地下狀況復(fù)雜的城市中使用外防腐層和犧牲陽極的聯(lián)合電保護措施效果明顯。 b. 目前管線防腐層大多已處于老化降級速度較快階段，易形成局部防腐層缺陷。已大量存在的和

9、即將形成的防腐層局部缺陷，加之普遍較強土壤腐蝕性，將加速管道的局部腐蝕，最終導(dǎo)致管道穿孔破壞。在雜散電流存在的地區(qū)，這些缺陷處還可能導(dǎo)致雜散電流電解腐蝕破壞，應(yīng)引起重視。并加強檢測。 c. 在防腐層破損處，管體已發(fā)生輕微腐蝕，多表現(xiàn)為表面有浮銹、一定范圍的麻點腐蝕和潰瘍狀腐蝕。防腐層的局部破損易造成孔蝕等局部腐蝕破壞，本工程暫沒發(fā)現(xiàn)明顯影響管道安全運行的孔蝕現(xiàn)象。 對運行一定時間的埋地管道應(yīng)加強腐蝕控制檢測，完善腐蝕控制系統(tǒng)。特別是完善防腐層和陰極保護的聯(lián)合保護技術(shù)，對保證管道的安全運行，抑制各種腐蝕的發(fā)生發(fā)展有十分重要的作用。4 完整性檢測中需注意的問題 在燃氣埋地鋼制管道的完整性檢測過程中

10、，還發(fā)現(xiàn)了一些檢測的局限性，使檢測報告對管道防腐質(zhì)量判別產(chǎn)生直接的影響。4.1 對非開挖、穿跨越管段的檢測 (1) 頂管、淺埋暗挖隧道穿越 由于檢測儀器對非金屬管道不敏感，在采用鋼筋混凝土套管頂管、淺埋暗挖隧道穿越鐵路、公路、河流等特殊地段的管段，其本身結(jié)構(gòu)對檢測信號有屏蔽作用，穿越此類地段進行檢測較困難，無法提供檢測報告。該管段的材料通常會提高安全等級，施工時要注意對防腐層的保護，并安裝鐲式陽極或帶狀陽極進行電保護?；靥钪绊氝M入套管或隧道內(nèi)進行防腐層的電火花、外觀等檢測。在確保施工質(zhì)量的前提下，如果出現(xiàn)極其特殊情況需要檢測該段管道的防腐層，可以采用開挖豎井方式進入套管或隧道內(nèi)進行直觀檢查。

11、 (2) 夯管穿越 由于夯管一般使用沒有防腐層的鋼套管，會對檢測儀器有干擾，極有可能檢測到的是鋼套管的數(shù)據(jù)，無法得到套管內(nèi)燃氣管道的防腐層數(shù)據(jù)。此處形成了一定的檢測盲區(qū)，只能在套管內(nèi)穿燃氣管道時避免損傷防腐層，并加裝帶狀陽極專門電保護，否則此段管線將是后期運行比較難檢測和評判的部位。 (3) 定向鉆穿越 由于定向鉆段管道高程變化比較大，對檢測儀器的功率和精度要求相對較高。 (4) 過河抗浮塊 管道直埋過河設(shè)置的抗浮塊對檢測儀器有屏蔽作用，且管線投產(chǎn)后穿越河道檢測比較困難，所以在電保護設(shè)計中應(yīng)考慮在河底或河兩岸增加犧牲陽極，在施工中注意不能損傷抗浮塊內(nèi)管道防腐層。 (5) 蓋板保護溝 管道覆土淺

12、等特殊地段通常加設(shè)管道承重保護溝，管溝的鋼筋混凝土蓋板結(jié)構(gòu)對檢測儀器有一定干擾，這種情況下，檢測人員的經(jīng)驗對檢測報告準確性具有很重要的意義。4.2 其他地下管線對檢測的干擾 地下交叉管道情況比較復(fù)雜的管段，可能會有其他金屬管道或金屬物體接觸了被測管道，而使電流非正常擴散，對儀器造成嚴重干擾，將無法得到真實數(shù)據(jù)。4.3 檢測報告對管道修復(fù)方式的影響 對檢測數(shù)據(jù)進行分析并得出報告，防腐層狀況的評價結(jié)果與真實狀況的吻合程度決定了是否進行修復(fù)和具體選擇修復(fù)方法。如發(fā)現(xiàn)防腐層破損，但管道沒有發(fā)生嚴重腐蝕，根據(jù)土壤測試報告并通過評估，僅對防腐層進行修復(fù)即可。而當(dāng)發(fā)現(xiàn)防腐層剝離且管道金屬表面出現(xiàn)凹坑腐蝕，并通過計算認為管道剩余壁厚不能滿足強度，嚴重影響管道安全運行時，應(yīng)立即更換該段管道。檢測結(jié)果直接影響處理方法的選擇和發(fā)生的費用，務(wù)必盡可能保證檢測結(jié)論的準確。無論使用何種修復(fù)方法都應(yīng)該盡量保證不影響用戶的正常用氣，采用最合理、最安全的方案進行。5 結(jié)語 在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的趨勢下，完整性檢測的檢測設(shè)備將越來越先進，分析手段會越來越豐富。逐步建立規(guī)范化的完整性檢測程