燃氣埋地鋼管外防腐層檢測技術(shù)研究

廖成龍

摘 ?要：由于城市進程快速推進，管道施工不規(guī)范，導(dǎo)致許多埋地燃氣管道存在不可見的安全隱患，因此對城鎮(zhèn)燃氣管道的外防腐層檢驗檢測工作勢在必行。為了對管道安全進行檢測及評估，避免隱患留存，該文主要以云南省昆明市埋地鋼質(zhì)管道防腐層現(xiàn)場檢測項目為研究案例，分別從檢測原理、整體防腐層檢測及開挖破損點狀況展開探究，具體采用 “ACVG法”和電流衰減法對外腐蝕直接檢驗，并運用相關(guān)軟件對檢測數(shù)據(jù)進行處理，對管道整體質(zhì)量狀況進行評價及風險預(yù)警，保障管道安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃氣;防腐層;破損點;交流電位梯度法（ACVG法）;腐蝕

中圖分類號：TQ515.9 ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

目前，埋地燃氣鋼質(zhì)管道主要采用防腐層與陰極保護組合的方法進行腐蝕控制，外防腐層通過將管道金屬與周圍土壤腐蝕性介質(zhì)隔離來達到防腐的目的，防腐層這第一道防線對管道腐蝕防護起到至關(guān)重要的作用。

云南省昆明市埋設(shè)的燃氣管道均為鋼質(zhì)管道，投用時間和防腐層回填前的防腐層質(zhì)量狀況不明確，假如該段管道存在防腐層破損點，管道金屬裸露部分與土壤接觸，經(jīng)過長時間的腐蝕，可能會導(dǎo)致燃氣管道腐蝕穿孔，這是燃氣管道運行過程中的隱患。因此，對燃氣管道的外防腐層進行尤為重要。

1 項目概況

該次項目防腐層待檢測管道共分為3個片區(qū)：江西片區(qū)、江東片區(qū)和北郊片區(qū)，共計90.37 km;中低壓管道占比情況見表1。該項目低壓庭院管網(wǎng)所占比重較大，管道分支多，而且管徑大小不一致，不同于長輸油氣管道，無法像長輸管道一樣進行內(nèi)檢測，只能通過外腐蝕直接檢測對管道進行安全評估，外腐蝕直接檢驗主要采用的技術(shù)方法是“ACVG法”和電流衰減法。

2 管道防腐層檢測狀況

2.1 防腐層檢測技術(shù)原理

發(fā)射機從管道附屬設(shè)施（閥門井或陰極保護測試井）向管道施加一特定頻率的激勵信號，激勵信號自發(fā)射點開始沿著管道兩邊傳輸，電流流經(jīng)管道時，管道周圍會產(chǎn)生一個磁場，接收機運用電磁感應(yīng)原理將磁場信號轉(zhuǎn)化為電流信號，在管道上方按一定間隔采集管中激勵電流信號。管道防腐層絕緣性能良好時，管道中的電流衰減率與距離成線性關(guān)系。如果存在電流的異常衰減段，證明存在電流的漏電點或管道分支點，在使用PCM+和“A 字架”在管道上方進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)接收機的信號箭頭穩(wěn)定指向前方，則前方可能有防腐層破損點，然后接著往前走，如果發(fā)現(xiàn)接收機信號箭頭改變方向穩(wěn)定指向后方，那么防腐層破損點位置可能在往前和往后之間，然后A字架旋轉(zhuǎn)90°，垂直與管道進行檢測，如果左右兩邊檢測，接收機信號箭頭都指向管道，則該位置為防腐層破損點，其中有一個方向不指向管道，則該位置不是破損點，可能是干擾源，破損點嚴重程度根據(jù)接收機信號轉(zhuǎn)化的dB值大小進行確定[1]。防腐層破損點檢測原理如圖1所示。

2.2 防腐層檢測狀況

2.2.1 防腐層整體狀況

按照《埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護工程檢驗》（GB/T19285—2014）中附錄K的規(guī)定，根據(jù)外防腐層電阻率Rg值（kΩ·m2）對所檢測中、低壓庭院天然氣管道的外防腐層整體質(zhì)量狀況進行檢測評價。

本次檢測中壓管段共30.284 km，有效評價的管道總長度29.301 km，中壓燃氣管道防腐層整體質(zhì)量較好，整體狀況評價見表2。

本次檢測低壓庭院管段共60.086 km，有效評價的管道總長度58.331 km。低壓庭院天燃氣管道防腐層整體質(zhì)量較好，由于庭院管網(wǎng)分支多，地下管網(wǎng)復(fù)雜，周圍干擾情況不明，防腐層質(zhì)量3、4級管段相比中壓管道所占比重較高。整體狀況評價見表3。

2.2.2 防腐層破損點情況

本次檢測中壓、低壓庭院管段共90.37 km，共檢測出防腐層破損點45處，45處防腐層破損點處于整體評價的3、4級管段位置。

以昆明市虹橋路段天然氣700 m管道為例，運用防腐層分析軟件對檢測數(shù)據(jù)進行處理，得到防腐層質(zhì)量等級劃分表4和電流衰減曲線圖1。當Rg值越小，則說明電流衰減越大，防腐層防腐效果越差，現(xiàn)場檢測出破損點P20、P21、P22分別在170 m、423 m、532 m位置，由此判斷破損點位置Rg值較小，漏電大，電流衰減程度高，對應(yīng)在防腐層質(zhì)量等級為4級的位置。

3 開挖驗證

對虹橋路段檢測出的破損點進行開挖驗證，破損點位置與檢測出的位置符合度達到100%。破損點照片如圖2所示，有3種情況會造成防腐層破損。1）管道回填土時，第三方施工對管道防腐層造成劃傷破壞;P21、P22號破損點就是回填土時機械所致，由于管道本身有底漆保護，鋼管本體部分未與土壤接觸，管體基本沒有腐蝕。2）施工時管道焊縫處防腐層要求不嚴格所致，P20號破損點就是彎頭焊縫處防腐層包裹不嚴實，導(dǎo)致管道腐蝕，根據(jù)管道腐蝕情況看來，測試該點管道管地電位（-650 mV），發(fā)現(xiàn)該處管道基本沒有陰極防護系統(tǒng)的保護，觀察管體腐蝕狀況發(fā)現(xiàn)，腐蝕坑光亮，可能存在雜散電流干擾，由此對該處進行了雜散電流監(jiān)測，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)管道直流干擾較強，有必要采取雜散電流干擾防護措施或增加犧牲陽極保護延長管道壽命。3）管道焊接位置未按照防腐標準包防腐層，鋼管部分直接與土壤環(huán)境接觸，遇到含水、含鹽高、腐蝕性強的土壤，管道的運行風險就高了很多。

燃氣公司對本次檢測出的其余42處防腐層破損點按照嚴重程度，已安排開挖計劃對防腐層破損點進行了修復(fù)，對于腐蝕嚴重的管道，依據(jù)國家標準進行評價，對于不滿足使用要求的管道進行整改，遇到周圍雜散電流干擾嚴重的情況，需要采取雜散電流干擾防護，陰極保護效果達不到標準要求的需增加犧牲陽極。

4 結(jié)語

鋼質(zhì)管道的現(xiàn)行檢測標準及實施的檢測手段已經(jīng)相當成熟，此次檢測出來的問題都可通過檢測分析采取相應(yīng)的補救措施。這一方面要求在管道施工時加強監(jiān)督，第一時間避免隱患的產(chǎn)生，平時也加強管線的巡護，遇到周圍有施工及時上報交底，避免第三方施工對管道造成破壞，另一方面需對燃氣企業(yè)進行定期檢驗，通過檢測將管道運行風險降到最低，從而進一步延長管道的使用壽命[2]。

參考文獻

[1]沈琳.淺析PCM在城鎮(zhèn)燃氣鋼質(zhì)管道檢測中的應(yīng)用[J].上海煤氣， 2016（2）：23-26，46.

[2]謝麗婉.鋼質(zhì)燃氣管道防腐層檢測技術(shù)對比分析[J].質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督研究，2017（6）：31-35，47.