輸氣站場埋地管道開挖檢測技術(shù)

趙連成，安 蓉，張兵強(qiáng) ， 周文茹

(1.中石化川氣東送天然氣管道有限公司安徽管理處，安徽 安慶，246001；2.山東省中遠(yuǎn)天然氣技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司武漢分公司，湖北 武漢 430074)

輸氣站場埋地管道開挖檢測技術(shù)

趙連成1，安 蓉2，張兵強(qiáng)2， 周文茹2

(1.中石化川氣東送天然氣管道有限公司安徽管理處，安徽 安慶，246001；2.山東省中遠(yuǎn)天然氣技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司武漢分公司，湖北 武漢 430074)

結(jié)合川氣東送管道池州輸氣站在不停輸情況下的埋地管道全面開挖檢測評價，對輸氣站場埋地管道全面開挖檢測程序及技術(shù)要求進(jìn)行了闡述，并以此程序和技術(shù)要求，對池州輸氣站的陰保系統(tǒng)、埋地管道防腐層、管道本體及焊縫進(jìn)行了全面開挖檢測評價。為輸氣站場埋地管道全面開挖檢測評價提供借鑒意義。

輸氣站場 ；埋地管道； 開挖； 檢測

站場埋地管道的腐蝕是導(dǎo)致站場發(fā)生泄漏事故的重要因素，腐蝕防護(hù)及定期檢測是確保站場埋地管道安全運(yùn)行的基礎(chǔ)[1]。相比站外長輸管道而言，有許多因素造成輸氣站場腐蝕防護(hù)難度加大，防腐質(zhì)量難于控制，這些因素都造成在同樣條件下的站場埋地管道防腐系統(tǒng)總體質(zhì)量要差于站外長輸管道的防腐[2]。同時由于站場地下管段、管件、電纜、接地網(wǎng)(扁鐵)等相互交叉，空間布置復(fù)雜，致使在不開挖的情況下，目前各種管道檢測儀器不能準(zhǔn)確檢測出站內(nèi)埋地管道本體及防腐層的缺陷。為了準(zhǔn)確掌握輸氣站場埋地管道本體存在的缺陷，對埋地管線防腐層的機(jī)械損傷及脫落情況進(jìn)行全面檢測評價，2015年順利完成了川氣東送管道池州輸氣站(以下簡稱池州站)全面開挖檢測評價。

1 輸氣站場埋地管道不開挖檢測情況

目前，輸氣站場埋地管道不開挖檢測技術(shù)已有應(yīng)用，如文獻(xiàn)[3]介紹了PCM檢測方法在輸氣站場埋地管道不開挖情況下的防腐層檢測的應(yīng)用，但是該方法仍因受到干擾，準(zhǔn)確程度受現(xiàn)場檢測環(huán)境和操作人員技能的影響較大；文獻(xiàn)[4]介紹了超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)在不開挖情況下檢測輸氣站場埋地管道缺陷的應(yīng)用，但是這種技術(shù)只對管道本體缺陷進(jìn)行檢測定位，不能精確定量缺陷尺寸，檢測出缺陷位置后，仍需開挖檢測確認(rèn)缺陷尺寸。為了準(zhǔn)確評價站場埋地管道防腐情況，目前仍需對埋地管道進(jìn)行全面開挖后進(jìn)行直接檢測。

2 輸氣站場埋地管道全面開挖檢測程序

輸氣站場埋地管道全面開挖檢測作業(yè)前，施工方應(yīng)做好管道走向、埋深、陰保系統(tǒng)相關(guān)資料的收集，編制施工方案和應(yīng)急處置方案并獲得甲方審批。根據(jù)施工方案，編制詳細(xì)的開挖檢測計劃，分段進(jìn)行開挖檢測作業(yè)，確保開挖檢測后及時回填，降低管道運(yùn)行風(fēng)險。分區(qū)開挖檢測總體程序?yàn)椋洪_挖前陰保系統(tǒng)測試——全面開挖——防腐層測試、管道本體檢測、焊縫缺陷檢測、土壤檢測等一系列檢測評價工作——防腐層修復(fù)——回填及站容站貌恢復(fù)——開挖后陰保系統(tǒng)測試對比。輸氣站場埋地管道檢測與評價實(shí)施程序框圖如下圖1。

圖1 輸氣站場埋地管道檢測與評價實(shí)施程序框圖

3 開挖檢測技術(shù)要求

3.1 防腐層檢測技術(shù)

開挖后，先對防腐層外觀檢查。在技術(shù)條件具備情況下，宜分段對埋地管道采取PCM檢測，掌握埋地管道防腐層破損漏電情況。若不具備利用PCM檢測技術(shù)條件，應(yīng)對每次開挖的管段，至少選取三個點(diǎn)，使用電火花檢漏儀來檢測管道外層是否存在針孔、砂眼、微孔以及絕緣層過薄等缺陷，根據(jù)不同的防腐層來確定檢測電壓,達(dá)到SY/T 0063-1999《管道防腐層檢漏試驗(yàn)方法》的規(guī)定。防腐層測厚時按照SY/T 0066-1999《鋼管防腐層厚度的無損測量方法(磁性法)》的規(guī)定執(zhí)行，另外應(yīng)對每段管道至少選取三處進(jìn)行防腐層測厚，每處應(yīng)測試2個環(huán)帶，每個環(huán)帶應(yīng)按時鐘位置測試12個點(diǎn)，記錄全部測試數(shù)據(jù)。

3.2 管道本體檢測技術(shù)

管道開挖后，首先采用目測法對管道本體外表面缺陷進(jìn)行檢測(外表面缺陷采用焊縫尺、千分尺等檢測手段對缺陷面積、深度進(jìn)行測量)；內(nèi)表面缺陷采用超生導(dǎo)波檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，針對初查出的缺陷，可采用超聲掃描、超聲波相控陣、TOFD檢測、超聲波測厚、磁粉檢測等檢測技術(shù)對缺陷精確定量檢測[5]。

3.3 管道焊縫缺陷檢測技術(shù)

(1)焊縫表面缺陷檢測

焊縫表面缺陷主要采用滲透(PT)檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，采用磁粉(MT)檢測技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。按照SY/T 4109-2013《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》采用液體滲透法對管道焊縫進(jìn)行無損檢測。

(2) 焊縫內(nèi)部缺陷檢測

采用超聲波(UT)檢測技術(shù)對焊縫內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測；采用X光射線膠片法、超聲波相控陣檢測技術(shù)對檢測出來的缺陷進(jìn)行驗(yàn)證。按照文獻(xiàn)SY/T 4109-2013《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》采用超聲波法、射線探傷法對管道焊縫進(jìn)行無損檢測。相控陣技術(shù)是應(yīng)用基于惠更斯-菲涅耳原理，通過對超聲陣列換能器各陣元進(jìn)行相位控制，能獲得靈活可控的合成波束，進(jìn)行動態(tài)聚焦、成像檢測，能夠提高檢測靈敏度、分辨力和信噪比。相控陣技術(shù)主要特點(diǎn)：便于缺陷判讀，不會誤判或漏判缺陷；檢測速度快、準(zhǔn)；檢測靈活；缺陷檢出率高，檢測范圍廣，定量、定位精度高；檢測結(jié)果受人為因素影響小。

3.4 防腐層修復(fù)技術(shù)

檢測完成后，針對發(fā)現(xiàn)缺陷的防腐層或因檢測需要剝離的防腐層，應(yīng)及時按SYT 5918-2011 埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行修復(fù)。

(1)外防腐層修復(fù)技術(shù)要求:應(yīng)徹底清除存在缺陷的舊防腐層，防腐層修復(fù)處的金屬管體表面處理不應(yīng)低于GB/T 8923.1-2011《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定》規(guī)定的St3級。

(2)修復(fù)質(zhì)量檢驗(yàn):1)表面處理質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)按照GB/T 8923.1-2011《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定》規(guī)定對補(bǔ)口逐一進(jìn)行目視檢查，表面除銹質(zhì)量應(yīng)達(dá)到Sa2.5級或St3級的要求。2)應(yīng)采用粗糙度測量儀或錨紋深度測試紙每4h至少檢測1次錨紋深度，錨紋深度宜不大于50μm。3)粘彈體膠帶施工完成后：外觀應(yīng)平整，搭接均勻，無皺褶，無氣泡；粘彈體膠帶與管體防腐層搭接寬度應(yīng)不小于50mm；厚度采用無損測厚儀進(jìn)行檢測，每道補(bǔ)口至少選擇一個截面上均勻分布的4點(diǎn)，粘彈體膠帶防腐層厚度應(yīng)不小于1.5mm。若不合格，應(yīng)纏繞粘彈體膠帶至規(guī)定厚度；漏點(diǎn)采用電火花檢漏儀對粘彈體膠帶防腐層進(jìn)行全面檢查，以無漏點(diǎn)為合格；若有漏點(diǎn),應(yīng)采用粘彈體膠帶進(jìn)行修補(bǔ)并檢漏,直至合格。4)剝離強(qiáng)度檢驗(yàn)應(yīng)在外護(hù)帶施工完畢72h后進(jìn)行，當(dāng)外護(hù)帶為聚合物膠帶時，還需對聚合物膠帶自身搭接部位及對粘彈體膠帶背材的剝離強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法參照CDP-G-OGP-AC-011-2013-1《埋地鋼質(zhì)管道粘彈體膠帶防腐補(bǔ)口技術(shù)規(guī)定》規(guī)定執(zhí)行。

4 結(jié)論

按照埋地管道開挖檢測程序及技術(shù)要求，順利完成了池州輸氣站全面開挖檢測評價工作。主要檢測評價結(jié)果：(1)恒電位儀功率滿足運(yùn)行要求，恒電位儀后陽極電纜接線點(diǎn)至深井陽極接線樁的電纜接地完好；輔助陽極地床接地電阻能夠滿足恒電位儀正常運(yùn)行。(2)根據(jù)土壤電阻率、管道自然電位及土壤理化分析結(jié)果，確定池州站埋地管道周邊土壤腐蝕性為"中等"級，對埋地管道的腐蝕性較強(qiáng)，需對埋地管道的防腐層等級采用加強(qiáng)級防護(hù)；加強(qiáng)監(jiān)測力度，使管道陰極保護(hù)電位應(yīng)始終處于正常保護(hù)狀態(tài)。(3)實(shí)際檢測中發(fā)現(xiàn)各種規(guī)格管道外防腐層均未達(dá)到設(shè)計要求，個別管道防腐層還存在外層起皮、脫落及機(jī)械損傷，檢測回填前已全部按防腐層修補(bǔ)技術(shù)要求進(jìn)行了全面修補(bǔ)。(4)焊縫表面損傷檢測采用液體滲透法進(jìn)行檢測，并采用磁粉檢測方式進(jìn)行輔助驗(yàn)證，全部檢測埋地管段未見焊縫表面缺陷。(5)采用超聲導(dǎo)波、超聲波測厚儀，對管道本體缺陷及金屬減薄量進(jìn)行檢測，未發(fā)現(xiàn)管道本體內(nèi)、外壁存在機(jī)械損傷及腐蝕減薄的區(qū)域。

[1] 國家質(zhì)檢總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局. TSG D7003-2010 壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則 長輸(油氣)管道[S].北京：新華出版社，2010.

[2] 郭 莉，程曉峰，鞏忠旺，等.輸氣站場埋地管道的腐蝕與防護(hù)[J].經(jīng)驗(yàn)交流 , 2012(10):31-35.

[3] 任虹宇，楊 洋，張 旭.輸氣站站內(nèi)埋地管道防腐層PCM檢測[J].腐蝕與防護(hù),2012, 30(6):58-59,88.

[4] 王禹欽，王維斌，陳長坤，等.輸氣管道超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)[J]. 無損檢測, 2008, 30(9):62-64，79.

[5] 油氣儲運(yùn)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會. SY/T 6151-2009鋼制管道管體腐蝕損傷評價方法[S].北京：石油工業(yè)出版社，2010.

(本文文獻(xiàn)格式：趙連成，安 蓉，張兵強(qiáng)，等.輸氣站場埋地管道開挖檢測技術(shù)[J].山東化工，2017，46(08)：110-111.)

2017-03-04

趙連成(1985—)，工程師， 2011年碩士畢業(yè)于中國石油大學(xué)油氣儲運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)主要從事長輸管道生產(chǎn)運(yùn)行及設(shè)備管理工作。

TG115.285

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