天然氣長(zhǎng)輸管道腐蝕機(jī)理及檢測(cè)技術(shù)研究

王孟孟，張本同，宗麗娜，吳 超

（1.中石油管道有限責(zé)任公司西氣東輸分公司合肥管理處，合肥230000；2.中國(guó)石油大學(xué) 勝利學(xué)院，山東 東營(yíng)257000）

天然氣長(zhǎng)輸管道腐蝕機(jī)理及檢測(cè)技術(shù)研究

王孟孟1，張本同1，宗麗娜2，吳 超1

（1.中石油管道有限責(zé)任公司西氣東輸分公司合肥管理處，合肥230000；2.中國(guó)石油大學(xué) 勝利學(xué)院，山東 東營(yíng)257000）

為了進(jìn)一步做好天然氣長(zhǎng)輸管道的防腐工作，保證管道輸送的安全性和可靠性，對(duì)不同地理環(huán)境下埋地管道的腐蝕機(jī)理及腐蝕原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)不同的腐蝕機(jī)理給出了相應(yīng)的檢測(cè)方法。管道外防腐一般采用外防腐層加陰極保護(hù)的聯(lián)合防腐方式，可采用電流電位檢測(cè)法、密間隔電位檢測(cè)法、人體大地電容檢測(cè)法、直流電壓梯度檢測(cè)法、多頻管中電流檢測(cè)法等方法來(lái)檢測(cè)埋地管道的外部腐蝕情況。在役管道內(nèi)腐蝕的檢測(cè)難度較大，建議在原有超聲波檢測(cè)和漏磁通檢測(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)新的檢測(cè)方法，以期達(dá)到更好的檢測(cè)效果。

腐蝕；防護(hù)；天然氣長(zhǎng)輸管道；腐蝕機(jī)理；檢測(cè)方法

1 埋地天然氣管道的腐蝕機(jī)理

1.1 外腐蝕原理分析

埋地管道環(huán)境是天然氣管道外腐蝕的主要來(lái)源。而埋地管道環(huán)境對(duì)管道的腐蝕主要受到土壤中硫化物、土壤的含水量、含氧量和含鹽量的影響。

1.1.1 土壤硫化物

土壤硫化物與管道金屬的氫膜反應(yīng)，使得氫膜損耗，管道遭受腐蝕。此外，土壤的酸堿度和自身溫度將直接影響硫化物腐蝕速率，當(dāng)土壤pH值在5～9之間，土壤溫度在25～30℃之間時(shí)，腐蝕程度最為嚴(yán)重[1]。

1.1.2 土壤含水量

管道外防腐蝕層一旦發(fā)生破損，在破損處周圍土壤水份會(huì)侵入到管道外壁與防腐蝕層的縫隙形成水膜，若土壤中的含水量增加，則土壤中的溶解氧亦隨之增加，管道外壁能夠更充分地接觸腐蝕介質(zhì)；同時(shí)土壤中的可溶鹽增大，電阻率減小，腐蝕速率加快，腐蝕程度加深。

1.1.3 土壤含鹽量

土壤中的可溶鹽構(gòu)成電解質(zhì)溶液，為管道外壁與溶解氧的電化學(xué)反應(yīng)提供基本條件。土壤中含鹽量的多少與電阻率成反比，含鹽量高，使得土壤含水中陽(yáng)離子如鎂離子等濃度增大，在管道外壁與防腐蝕層的狹小空間內(nèi)形成的水膜的導(dǎo)電力增加，腐蝕速率加快。而土壤中HCO3－和SO42－為結(jié)垢創(chuàng)造條件，易造成管道外壁垢下腐蝕。此外，Cl－會(huì)促進(jìn)點(diǎn)腐蝕。對(duì)西氣東輸管道區(qū)域土壤取樣的分析結(jié)果表明，其含鹽平均百分比大于1.2%，腐蝕性強(qiáng)[2]。另外因西氣東輸管道敷設(shè)地區(qū)的土壤環(huán)境各不相同，土壤中所含離子的種類和數(shù)量也不同，因此管道的防腐問(wèn)題要針對(duì)不同區(qū)域具體分析。

1.1.4 土壤含氧量

空氣中的氧氣與土壤為暢通環(huán)境，使得土壤中含有的一定量的氧溶解于管道外壁與防腐蝕層間的電解質(zhì)溶液中，這會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)管壁的腐蝕。溶解氧含量越多，電化學(xué)反應(yīng)的速率越快，腐蝕程度也就越嚴(yán)重。此外，溶解氧含量還受土壤孔隙的影響。一般管道敷設(shè)填埋的土壤未經(jīng)壓實(shí)處理，孔隙度較大，因此土壤中氧的溶解能力也較大。有報(bào)道顯示，從現(xiàn)場(chǎng)大量腐蝕產(chǎn)物形貌來(lái)分析，腐蝕產(chǎn)物主要為鐵的氧化物，所以氧腐蝕的影響占主導(dǎo)地位[2]。當(dāng)管壁接觸到含水土壤和水膜，溶解氧發(fā)生去極化反應(yīng)，微小腐蝕坑就會(huì)在管道內(nèi)壁形成。天然氣管道外防腐層破損及腐蝕機(jī)理如圖1所示。

圖1 天然氣管道外防腐層破損及腐蝕機(jī)理

1.2 內(nèi)腐蝕原理分析

1.2.1 管道內(nèi)的游離水和高氣相流速

由于壓力降的作用，天然氣管道中的飽和天然氣，會(huì)出現(xiàn)自由液相。這種高氣液比使得管道內(nèi)出現(xiàn)兩種流型：一是環(huán)狀流；二是層流。其中，當(dāng)氣液比相對(duì)較高時(shí)，會(huì)形成環(huán)狀流，特點(diǎn)是液膜涂覆于管壁上，氣體向前對(duì)小液滴進(jìn)行卷吸。當(dāng)氣液比較低時(shí)，出現(xiàn)層流現(xiàn)象，此時(shí)液相的運(yùn)動(dòng)發(fā)生于管道下部，而氣相的運(yùn)動(dòng)發(fā)生于上部。另外，當(dāng)氣體流速增加時(shí)，沖蝕能力也隨之增加，即腐蝕速率與氣體流速成正比。

1.2.2 雜質(zhì)氣體及溫度和壓力

首先天然氣管道中除了天然氣之外，還存在部分雜質(zhì)氣體，如CO2、SO2、H2S和水蒸氣等，而水蒸氣受溫度和壓力的影響，在流管中會(huì)冷凝變成液態(tài)水，所形成的液態(tài)水與CO2及SO2結(jié)合會(huì)形成碳酸（H2CO3）與亞硫酸（H2SO3）等酸性液體，嚴(yán)重腐蝕管道。其次，溫度升高，酸性液體對(duì)管道內(nèi)部的腐蝕速率加快，同時(shí)土壤硫化物對(duì)管道外壁的腐蝕速率也加快。最后，酸性物質(zhì)的活性會(huì)隨著壓力的增大而增強(qiáng)，酸性液體與管道金屬之間的反應(yīng)能力也隨之增強(qiáng)，最終導(dǎo)致管道腐蝕。

2 管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)

2.1 埋地管道外腐蝕檢測(cè)技術(shù)

天然氣埋地鋼質(zhì)管道采用外防腐層和陰極保護(hù)系統(tǒng)組成的聯(lián)合腐蝕防護(hù)系統(tǒng)。因此，外防腐層至關(guān)重要，若防腐層失效則管體就會(huì)發(fā)生腐蝕。防腐層在制作和施工過(guò)程中會(huì)不可避免地出現(xiàn)缺陷損傷，防腐管道埋入地下后，更是受到環(huán)境、土壤等各方面的影響，使防腐層產(chǎn)生老化、龜裂和剝離等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了天然氣管道的使用壽命。相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，天然氣管道90%以上的腐蝕都是由于防腐層的破損所致，因此對(duì)天然氣管道防腐層破損的檢修是非常重要的[2]。

2.1.1 電流電位檢測(cè)法

電流電位檢測(cè)法是將飽和硫酸銅作為參比電極，利用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)保護(hù)電位和自然電位進(jìn)行測(cè)量的一種方法。該檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是能夠快速測(cè)量管道陰極保護(hù)電位，操作方便，但無(wú)法確定管道防腐層缺陷的位置、大小以及涂層是否剝離等。因此，該檢測(cè)法只適用于防腐層狀況較好的陰極保護(hù)檢測(cè)。

2.1.2 密間隔電位檢測(cè)法

密間隔電位檢測(cè)法（CIPS）是評(píng)價(jià)陰極保護(hù)系統(tǒng)能否達(dá)到有效保護(hù)的首選方法之一。與電流電位檢測(cè)法相比，用數(shù)據(jù)采集器代替常規(guī)的萬(wàn)用表。其檢測(cè)基本原理是采集器的一端通過(guò)電纜與管道測(cè)試樁連接，另一端連接參比電極，每隔1～3 m測(cè)量并采集埋地管道的管道電位。測(cè)量時(shí)將得到兩種管道電位，一種是管道電位Von（陰極保護(hù)系統(tǒng)開啟時(shí)）；另一種是管道電位Voff（陰極保護(hù)系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)），其中管道電位Voff是消除土壤中IR降后的保護(hù)電位。

CIPS法的優(yōu)點(diǎn)是能夠檢測(cè)到管道沿線陰極保護(hù)電位的分布，從而準(zhǔn)確評(píng)價(jià)整個(gè)管道的陰極保護(hù)狀況。CIPS法不僅能夠檢測(cè)定位可能發(fā)生的腐蝕部位，還能得到是否需要修補(bǔ)防腐層破損點(diǎn)的相關(guān)信息；缺點(diǎn)是隨著地磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)，城市的發(fā)展，會(huì)存在部分的雜散電流，這將會(huì)影響CIPS檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，若現(xiàn)場(chǎng)陰極保護(hù)無(wú)條件斷開，斷電電位也無(wú)法測(cè)試。

2.1.3 人體大地電容檢測(cè)法

人體大地電容檢測(cè)法[3]是給待測(cè)管道施加一個(gè)1 000 Hz左右的交變電流，使其沿管道方向傳播，在管道周圍產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。利用此磁場(chǎng)使用帶有天線的探測(cè)儀準(zhǔn)確探測(cè)管道的位置、走向、分支等；若管道外防腐層存在缺陷，則會(huì)向土壤泄露電流，電流經(jīng)過(guò)大地回流到接地點(diǎn)，在缺陷處就會(huì)形成一個(gè)以缺陷點(diǎn)為中心的交變電場(chǎng)，該交變電場(chǎng)呈指數(shù)衰減。若兩個(gè)測(cè)試人員站在交變電場(chǎng)內(nèi)，則每個(gè)人具有一定的交變電位，檢漏儀檢測(cè)出兩個(gè)人體間的電位差，若一個(gè)人站在缺陷中心，另一個(gè)人站在管道側(cè)面或無(wú)缺陷的管道上方時(shí)，儀器所接收的信號(hào)幅值最大，從而確定缺陷的準(zhǔn)確位置。該檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是不受陰極保護(hù)的影響，檢測(cè)效率高、速度快。缺點(diǎn)是信號(hào)傳輸?shù)木嚯x有限，發(fā)射點(diǎn)的位置需要不斷更換，對(duì)檢測(cè)人員的要求較高。

2.1.4 直流電壓梯度檢測(cè)法

直流電壓梯度檢測(cè)法（DCVG）是將特定頻率的電流信號(hào)施加于檢測(cè)管道，若管道防腐層有破損點(diǎn)，此處就會(huì)有信號(hào)電流流出。在土壤電阻的作用下，該電流在破損點(diǎn)與周圍大地之間產(chǎn)生電壓梯度，通過(guò)檢測(cè)電壓梯度便可確定天然氣管道防腐層破損點(diǎn)的位置和程度。

2.1.5 多頻管中電流檢測(cè)法

多頻管中電流檢測(cè)法（PCM）又稱電流衰減法，即主要測(cè)量管道中電流衰減的梯度。管道外防腐層的整體狀況一般通過(guò)外防腐層電阻率、電流衰減率、破損點(diǎn)分布等進(jìn)行評(píng)估。PCM法[4]的工作原理為：施加一定頻率的電流信號(hào)于測(cè)試樁上，則在其周圍便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁場(chǎng)，根據(jù)載流導(dǎo)線磁場(chǎng)原理?yè)Q算出等效電流，管中電流大小與等效電流成正比，管中信號(hào)電流的大小可利用接收端從地表的磁場(chǎng)分量來(lái)測(cè)定，當(dāng)管道防腐層完好時(shí)，管道周圍具有穩(wěn)定的磁場(chǎng)，隨著施加信號(hào)點(diǎn)距離的增加，等效電流信號(hào)減小，衰減按照指數(shù)規(guī)律平穩(wěn)變化，即 I=I0e－ax（其中a為電流衰減系數(shù)）；當(dāng)管道防腐層存在缺陷時(shí)，防腐層破損點(diǎn)處的電流將漏失到土壤中，管中電流異常，衰減明顯。因此，若想對(duì)防腐層的狀況進(jìn)行評(píng)估，可連續(xù)測(cè)量分析電流衰減變化規(guī)律并結(jié)合交流地電位差測(cè)量?jī)x（A字架）對(duì)防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行定位。PCM檢測(cè)法的測(cè)試原理如圖2所示。

圖2 PCM法測(cè)試原理

PCM檢測(cè)法不用開挖埋地管道，檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確性和可靠性較高，結(jié)合后期數(shù)據(jù)處理軟件可以得到直觀的評(píng)價(jià)結(jié)果。缺點(diǎn)是受氣候影響，在凍土季節(jié)難于檢測(cè)，且測(cè)試距離較短，不適用于特殊部位如彎頭、三通等的檢測(cè)，且不能檢測(cè)出管道防腐層的剝離情況。

2.1.6 交流電壓梯度檢測(cè)法（ACVG）

采用多頻管中電流檢測(cè)法（PCM）與A字架配合使用，通過(guò)測(cè)量土壤中交流地電位梯度的變化，可以查找和準(zhǔn)確定位埋地管道防腐層的破損點(diǎn)。

2.1.7 變頻選頻檢測(cè)法

變頻選頻檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量時(shí)無(wú)需斷開陰極保護(hù)電源，測(cè)量管道的距離長(zhǎng)，且測(cè)量結(jié)果不會(huì)受管段分支或絕緣法蘭的影響。該檢測(cè)法還能綜合評(píng)價(jià)測(cè)量管段的絕緣層電阻，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方便。缺點(diǎn)是由于測(cè)量管道防腐層的絕緣電阻值有限，因而無(wú)法準(zhǔn)確定位防腐層破損點(diǎn)的位置。該檢測(cè)法適用于管路情況較為簡(jiǎn)單的管網(wǎng)防腐層的綜合性能評(píng)價(jià)，不適用于對(duì)城市埋地管網(wǎng)的評(píng)價(jià)[5]。

上述方法中，電流電位檢測(cè)法和密間隔電位檢測(cè)法是對(duì)管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的全面檢查分析，而人體大地電容檢測(cè)法、DCVG、ACVG、PCM、變頻選頻檢測(cè)法是對(duì)管道外防腐層的全面檢測(cè)分析。各個(gè)檢測(cè)方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，單獨(dú)使用不能全面了解管道腐蝕控制的現(xiàn)狀，兩者結(jié)合的檢測(cè)方法是較為經(jīng)濟(jì)、有效的管道腐蝕控制措施。因此，建議在管道檢測(cè)時(shí)，首先要掌握待測(cè)管道的基本情況，盡量避免干擾；其次是選用多種檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，并進(jìn)行相互驗(yàn)證和對(duì)比，最終得出較為可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)，為管道防腐系統(tǒng)的修復(fù)和評(píng)價(jià)提供科學(xué)的依據(jù)。

2.2 管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)

管道內(nèi)腐蝕會(huì)造成天然氣管道系統(tǒng)嚴(yán)重老化，從而導(dǎo)致管道泄漏，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，使得整個(gè)輸氣系統(tǒng)的完整性、安全性和經(jīng)濟(jì)性均受到嚴(yán)重影響。對(duì)天然氣管道事故的統(tǒng)計(jì)[6-7]結(jié)果表明，管道內(nèi)腐蝕引起的事故約占15%。因此，對(duì)管道內(nèi)腐蝕情況的預(yù)測(cè)和評(píng)估是十分必要的。但是，由于天然氣埋地管道的結(jié)構(gòu)特殊，檢測(cè)工具不容易進(jìn)入到管道內(nèi)部，使得內(nèi)腐蝕的檢測(cè)難度很大。

目前檢測(cè)埋地管道內(nèi)腐蝕的方法主要有超聲波法、漏磁通法、電視測(cè)量法和渦流檢測(cè)法、智能球等。其中，電視測(cè)量法必須與其他方法配合使用才能得到較為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，使得應(yīng)用受到一定的限制；渦流檢測(cè)法適用于有色金屬和黑色金屬管道，可檢測(cè)局部的、全面的腐蝕、裂紋和孔蝕等，但穿透鐵磁材料的能力很弱，只能用來(lái)檢查管道表面的腐蝕。另外，如果腐蝕產(chǎn)物存在磁性垢層，對(duì)檢測(cè)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大的影響。因此，國(guó)內(nèi)外普遍采用的檢測(cè)管道內(nèi)腐蝕方法有超聲波檢測(cè)法、漏磁通檢測(cè)法、清管檢測(cè)法、智能球等。

2.2.1 超聲波檢測(cè)法

超聲波檢測(cè)法是利用脈沖發(fā)射時(shí)間間隔來(lái)測(cè)量管壁受蝕后的厚度。測(cè)量過(guò)程中，探頭需要依次對(duì)管內(nèi)外壁的反射波進(jìn)行接收，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到管壁厚度。該方法的檢測(cè)原理簡(jiǎn)單，不易受管道材料和壁厚的影響，且管道的變形和內(nèi)外壁腐蝕均可被檢測(cè)出，是管道腐蝕缺陷位置和深度的直接檢測(cè)方法。由于檢測(cè)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單準(zhǔn)確無(wú)需校驗(yàn)，超聲波法可以用來(lái)計(jì)算管道最大允許輸送壓力，可為管道維修方案和適用期限的確定提供方便。此外，該方法還可用于管壁內(nèi)缺陷和管道應(yīng)力腐蝕破裂的檢測(cè)。該檢測(cè)法的缺點(diǎn)是超聲波在空氣中衰減很快，檢測(cè)時(shí)需要有聲波的傳播介質(zhì)，如油或水等。

2.2.2 漏磁通檢測(cè)法

漏磁通檢測(cè)法的基本原理在于鐵磁材料具有高磁導(dǎo)率，在外磁場(chǎng)作用下埋地鋼管被磁化，鋼管的磁導(dǎo)率要遠(yuǎn)大于因腐蝕產(chǎn)生缺陷處的磁導(dǎo)率。因此，當(dāng)鋼管內(nèi)部無(wú)缺陷時(shí)，磁力線通過(guò)鋼管均勻分布；當(dāng)存在缺陷時(shí)，磁力線有一部分泄漏出鋼管表面，發(fā)生彎曲。該方法可以檢驗(yàn)各種中小型管道管壁的缺陷，優(yōu)點(diǎn)是不易產(chǎn)生漏檢且不需要耦合劑，缺點(diǎn)是檢測(cè)范圍較窄（僅限于材料表面和近表面區(qū)域），且管壁不宜太厚（壁厚≤12 mm），空間分辨力低，易受外在因素干擾；此外，由于壁厚和檢測(cè)精度成反比，即磁漏信號(hào)在小而深的管壁缺陷處過(guò)大，得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)需要校驗(yàn)；檢測(cè)過(guò)程中當(dāng)所用的材料混有雜質(zhì)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)虛假數(shù)據(jù)。在檢測(cè)過(guò)程中，如果能檢測(cè)速度控制得當(dāng)，也能有效保證檢測(cè)精度。

2.2.3 清管檢測(cè)法

智能清管器是一種結(jié)合錄像觀察儀器利用超聲波、聲發(fā)射等原理進(jìn)行無(wú)損探傷的設(shè)備。常用的智能清管器有漏磁法智能清管器、超聲波智能清管器等。該類清管器通常設(shè)置有200～300個(gè)探頭，可以清晰檢測(cè)到管道內(nèi)外的腐蝕狀況以及由機(jī)械造成的損傷，并能判定損害的程度和位置。漏磁法智能清管器可用于檢測(cè)管道的腐蝕坑、管壁的腐蝕減薄量以及環(huán)向裂紋，但不能完全檢測(cè)又深又細(xì)的軸向裂紋。超聲波智能清管器可用于檢測(cè)管道的金屬損傷、應(yīng)力腐蝕開裂、防腐層剝離和機(jī)械損傷等缺陷。彈性波儀器設(shè)置有輥輪接觸傳感器，因而不需要耦合劑，可用于氣體管道的檢測(cè)。我國(guó)曾經(jīng)從國(guó)外引進(jìn)了智能清管器，完成了克拉瑪依至烏魯木齊線、魯寧線等管道的檢測(cè)項(xiàng)目[8]。

2.2.4 智能球

智能球[9-10]是專門用來(lái)檢測(cè)管道泄漏點(diǎn)的球體，在其內(nèi)部安裝有聲音傳感器。智能球會(huì)隨著介質(zhì)在油氣管道內(nèi)向前移動(dòng)，并準(zhǔn)確記錄泄漏處的異常聲音。智能球泄漏檢測(cè)系統(tǒng)采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)，可識(shí)別和定位非常微小的泄漏點(diǎn)（誤差控制在幾十厘米以內(nèi)），并可估算每處泄漏點(diǎn)泄漏量的大小。智能球檢測(cè)過(guò)程中管道沿線無(wú)需安裝其他附加設(shè)備；具有高精度、高靈敏度和高可靠性；可測(cè)定無(wú)法清管的管道；可一次連續(xù)工作100 h以上；可以現(xiàn)場(chǎng)處理數(shù)據(jù)，并同時(shí)提供分析檢測(cè)報(bào)告。

2.2.5 天然氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法

天然氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法（DG－ICDA）是一種在輸氣管道某一給定管長(zhǎng)度范圍內(nèi)評(píng)價(jià)腐蝕可能性的方法，適用于正常條件下輸送干氣但可能遭受非經(jīng)常性短期液體侵?jǐn)_而引起損壞的天然氣管道[7]。天然氣管道內(nèi)產(chǎn)生腐蝕的先決條件是管道中積聚了腐蝕性的水。DG－ICDA評(píng)價(jià)方法包含兩層意思：①最可能積液的部位沒(méi)有受到腐蝕損壞，則其他不太可能積液的位置更不會(huì)遭受腐蝕，則可確認(rèn)一部分管道的完整性；②最可能積液的部位出現(xiàn)腐蝕，則可查出潛在的完整性問(wèn)題，該方法也是有效的。DG－ICDA評(píng)價(jià)方法可應(yīng)用于內(nèi)檢測(cè)技術(shù)無(wú)法使用的管道部分；可以結(jié)合智能檢測(cè)器和試壓的輔助工具，以提高內(nèi)腐蝕評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確度。

上述不開挖的埋地管道檢測(cè)技術(shù)大多應(yīng)用于在役管道的防腐檢測(cè)。對(duì)于新建管道，要判斷其施工質(zhì)量，一般采用高壓電火花檢測(cè)和水壓試驗(yàn)檢測(cè)。高壓電火花檢測(cè)的過(guò)程為：在管道的針孔缺陷處穿入儀器中的高壓探針，若管道金屬表面具有較薄的防腐層，漏鐵微孔的電阻值和氣隙密度均較小，氣隙被擊穿時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花放電，儀器便會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，若沒(méi)有火花，則表示施工質(zhì)量合格[8]。在新建管道的檢測(cè)中，靜水壓試驗(yàn)是十分必要的。水壓試驗(yàn)還可用于定位已建成管道的缺陷，并評(píng)價(jià)管道的完整性。但要注意的是，用水壓試驗(yàn)檢測(cè)管道系統(tǒng)的完整性時(shí)，保壓時(shí)間要持續(xù)24 h，壓力一般是設(shè)計(jì)壓力的1.25倍。另外，水壓試驗(yàn)還能發(fā)現(xiàn)智能清管器不能發(fā)現(xiàn)的缺陷（如焊縫失效和裂紋等）。但是，水壓試驗(yàn)的檢測(cè)成本較高，是智能清管器檢測(cè)的6倍。雖然水壓試驗(yàn)的成本較高，但由于其可以完整、有效地驗(yàn)證管道系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道存在的安全隱患，因此，水壓試驗(yàn)在目前的管道檢測(cè)及完整性評(píng)價(jià)中應(yīng)用的較為廣泛。

3 結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)輸天然氣管道防腐工作的好壞直接關(guān)系到天然氣輸送的安全性、可靠性以及管道的使用壽命。了解管道的腐蝕機(jī)理，選擇合適的腐蝕檢測(cè)技術(shù)至關(guān)重要。分析管道所敷設(shè)地區(qū)的地理環(huán)境，并對(duì)腐蝕機(jī)理或腐蝕原因做出基本判斷，然后根據(jù)不同的腐蝕機(jī)理選擇不同的檢測(cè)方法。管道外防腐一般是防腐層加陰極保護(hù)，檢測(cè)時(shí)要綜合使用外防腐層和陰極保護(hù)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，從而實(shí)現(xiàn)有效且經(jīng)濟(jì)的檢測(cè)目的；在原有超聲波檢測(cè)和漏磁通檢測(cè)的基礎(chǔ)上，管道內(nèi)腐蝕的檢測(cè)還有待進(jìn)一步開發(fā)新的檢測(cè)方法，以期達(dá)到更好的效果。

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Study on Corrosion Mechanism and Detection Technology of Long-distance Natural Gas Pipeline

WANG Mengmeng1，ZHANG Bentong1，ZONG Lina2，WU Chao1
（1.He-Fei Precinct of Petro-China West-to-East Gas Pipeline Company，Hefei 230000,China;2.Shengli College，China University of Petroleum,Dongying 257000,Shandong,China）

In order to further improve corrosion prevention of long-distance natural gas pipeline to ensure the safety and reliability of pipeline transportation,corrosion mechanism and reasons of the buried pipeline in different geographies were analyzed,and detection methods for different corrosion mechanisms were given.The external corrosion protection combined with cathodic protection was commonly used for external pipeline anticorrosion,and external corrosion detection method of buried pipeline included current-potential method,close interval potential measurements,human-earth capacitance survey,DC voltage gradient method and tube current method.Because of the difficulty of internal corrosion test on service pipeline,a new detect method based on ultrasonic detection and leakage flux detection should be developed to achieve better detect effects.

corrosion；protection;long-distance natural gas pipeline;corrosion mechanism;detection method

TE988.2

B

10.19291/j.cnki.1001-3938.2017.11.013

王孟孟（1987—），男，山東東營(yíng)人，助理工程師，主要從事鋼質(zhì)管道腐蝕與防護(hù)等領(lǐng)域的相關(guān)研究工作。

2017-08-05

編輯：謝淑霞