埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法(标准版)

( 安全管理 )

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埋地钢管外防腐层直接检测技

术与方法(标准版)

Safety management is an important part of production management. Safety and production are in

the implementation process

埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法

(标准版)

摘要：根据多年检测地下管道外防腐层的实践经验，系统地论述了地下管道外防腐层检测前沿的几种理论方法。通过对这些理论方法和检测技术的分析，以期能对我国油气等埋地管网腐蚀评价的技术规范制定、实际管道腐蚀检测的实施、埋地管网腐蚀评价起到指导和借鉴作用。

关键词：外防腐层直接检测和评价；交流电流法；直流电压法1埋地钢管的腐蚀类型

①管道内腐蚀

这类腐蚀影响因素相对来说比较单一，主要受所输送介质和其中杂质的物理化学特性的影响，所发生的腐蚀也主要以电化学腐蚀为主。例如：如果所运输的天然气的湿度和含硫较高时，管道内就

容易发生电化学腐蚀。对于这类腐蚀的机理研究比较成熟，管道内腐蚀所造成的结果也基本上可预知，因此处理方法也规范。比如通过除湿和脱硫，或增加缓蚀剂就可消除或减缓内腐蚀的发生。近年来随着管道业主对管道运行管理的加强以及对输送介质的严格要求，内腐蚀在很大程度上得到了控制。目前国内外长输油气管道腐蚀控制主要发展方向是在外防腐方面，因而管道检测也重点针对因外腐蚀造成的涂层缺陷及管道缺陷。

②管道外腐蚀

管道外腐蚀的原因包括外防腐层的外力破损，外防腐层的质量缺陷，钢管的质量缺陷，管道埋设的土壤环境腐蚀。

③管道的应力腐蚀破裂

管道在拉应力和特定的腐蚀环境下产生的低应力脆性破裂现象称为应力腐蚀破裂(StressCorrosionCracking，SCC)，它不仅能影响到管道内腐蚀，也能影响到管道外腐蚀。关于应力腐蚀，有资料表明，截至1993年底，国内某输气公司的输气干线共发生硫化物应力腐蚀事故78起，其中某分公司的输气干线共发生硫化物应力腐蚀

破裂事故28起，仅1979年8月至1987年3月间就发生12次硫化物应力腐蚀的爆管事故，经济损失超过700×104元。据国外某国11家公司对1985年至1995年间油气管道事故的统计，应力腐蚀破裂占17％。该国某公司自1977年以来，天然气和液体管道系统发生应力腐蚀破坏事故22起，其中包括12起破裂和10起泄漏事故。这些应力腐蚀为近中性应力腐蚀，是由于聚乙烯外防护层剥离和管道与水分接触造成的。

2埋地钢管的防腐措施

目前管道的腐蚀防护采用了双重措施，即外防腐层和阴极保护。外防腐层是第一道屏障，对埋地钢管腐蚀起到约95％以上的防护作用，一旦发生局部破损或剥离，就必须保证阴极保护(CathodicProtection，CP)电流的畅通，达到防护效果。随着防腐涂层性能的降低，CP的作用会逐渐增加，但是无论如何发挥CP的作用，它都不可能替代防腐涂层对管道的保护作用。而且使用CP应注意它的负作用，CP仅在极化电位-(0.85～1.17)V这样一个很窄的电位带上起作用，一旦电位超出这个范围，就会造成阳极溶解或引起

应力腐蚀破裂。

3外防腐层破损的直接检测和评价

外防腐层破损直接检测和评价技术ECDA(ExternalCorrosionDirectAssessment)是在对埋地钢管不开挖的前提下，采用专用设备和检测方法在地面非接触性地对外防腐层破损缺陷定位，从而对管道的腐蚀状况和管道运行的安全风险进行评估。国外对这个领域的研究比较早，已经制定了相应的技术规范，从而形成了比较完善的知识体系，比如国际防腐蚀工程师协会(NACE)标准RP0502—2002和美国天然气协会(INGAA)对ECDA作了详细的要求和规定，因此具有很强的可操作性。

国内实施管道外防腐层检测技术始于20世纪80年代中期，随着改革开放，国外的检测设备大量引进。但是对于其理论方法和技术规范鲜有论述，致使引进的先进设备并没有发挥应有的效能。笔者认为对理论方法和技术规范的消化引进更重要，它是我们引进设备的基础，也是再创新的基础。虽然我国也制定了相应的腐蚀控制的标准，CJJ95—2003《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》、

SY/T0063—1999《管道防腐层检漏试验方法》，但这些标准只涉及到了防腐层施工和埋设前的质量保证，对埋地管道外防腐层破损直接检测和评价技术没有详细规定，而这方面却又是生产运行中急需解决的问题。

3．1外防腐层破损直接检测和评价的步骤

按照国际防腐蚀工程师协会(NACE)标准RP0502—2002的要求，ECDA的总体技术要求是对于腐蚀已经发生、正在发生和将要发生的敏感管段能做出预测。在实际应用时，为达到此目标，要进行如下4个操作步骤。

①预评价(Pre．Assessment)

收集敏感管道的历史资料及管道特征，并对这些资料进行评估。在所搜集的管道资料的基础上，制定ECDA的可行性方案，按相似条件的管段划分不同的区域，在这些区域内采用的检测仪器要相同，以保证结果的可比性。

②非接触测量(IndirectInspection)

采用2种或2种以上的地面外防腐层破损检测技术，比如：密

间隔电位法(CloseIntervalPotentialSurvey，CIPS)、直流电压梯度法(DirectCurrentVoltageGradient，DCVG)、交流电压梯度法(AlternatingCurrentVoltageGradient，ACVG)、交流电流衰减法(ACAttenuation)，用以检测管道的腐蚀行为和查找外防腐层的破损点。系统地分析以上方法所取得的数据，得出高风险区域的开挖修复的准确信息。

③直接开挖验证(DirectExamination)

选定开挖的现场，实际识别出破损点，并决定是修复还是更换管道。

④后评价(PostAssessment)

对ECDA的以上3个步骤做出总结，建立起评价模型，以便指导将来的管道安全维护。

3．2外防腐层破损的检测方法

3．2．1交流电流法

交流电流法在国际上通常被称为皮尔逊检测法(PearsonSurvey)。其基本原理是：当用一个信号发射机把特定频率