埋地管道阴极保护的检测对策探讨

埋地管道阴极保护的检测对策探讨

中国石化管道储运有限公司宁波输油处册子岛油库浙江宁波315202

摘要:随着生活质量的提高,人们对生活质量的要求越来越高,这样大部分的管道被埋在地下,这就需要对埋地管道进行一定的保护,一方面延长管道的使用寿命,另一方面减少故障的出现,保证管道真正的发挥应有的作用。为了延长管道的使用寿命,降低故障的发生几率,必须对管道进行有效的防腐层和阴极保护措施。基于此,本文主要对阴极保护埋地天然气管道的检测对策进行分析探讨。

关键词:阴极保护埋地;天然气管道;检测对策

1、前言

随着管道工程建设的发展,埋地管道对工程质量提出了更高的要求。埋地管道属于重要的民生工程,在城市建设规划中发挥着重要的作用。针对埋地燃气管道建设而言,除了在施工过程中重视安装质量外,还必须进一步完善防腐策略,选用可靠的阴极保护提高使用效益,延长管道的使用寿命,降低故障发生几率,降低维护和修理的工作度

2、阴极保护埋地天然气管道的检测对策

埋地管道失效的模式不外乎腐蚀、应力集中,以及腐蚀和应力集中共同作用。但造成这三者的因素往往是复杂的。我们选择“3PE”防腐层外加电流阴极保护的埋地天然气管道作为检测对象,针对造成损坏的因素制定此类管道检测的项目和程序如下:

2.1管道定位

(1)利用定位仪和探管仪查明管道的经纬度坐标信息和埋深;

(2)检测点数不少于探管仪衰减电流检测点个数,当管道弯曲时,应适当增加检测点,保证其弯曲特征;

(3)记录每个检测点特征信息:管道规格、起点、终点、直管段、拐点(弯头)、三通、泄漏点、防腐层破损点及dB值、预定的开挖点、穿(跨)越道路、穿(跨)越河流或河沟、起拱点、入地点、井场、农田、荒地、鱼塘、高压线、占压、地理位置以及测试人员认为需要记录的其它信息;

(4)以下部位,必须记录其经纬度坐标:①管道的特征点,主要包括:起点、终点、拐点、三通、变径、阀座等部位;②特殊环境管段,如穿跨越、起拱、占压、鱼塘、高压线下等管段;③发现问题的部位,如防腐层破损点、穿孔泄漏点等部位;④预定的开挖点部位;⑤存在安全隐患的部位;⑥检测人员现场认为有必要记录的部位。

2.2外防腐层质量检测及破损点的定位

(1)对埋地管段外防腐层质量进行检测综合评价。对于3PE防腐层管道采用信号衰减法进行计算,沥青防腐层管道采用PE-PCM软件评价,一般选用双频法;

(2)对破损点部位进行精确定位,并记录db值;

(3)处于地面敷设和架空管道段外防腐层质量及破损点采取直接评价。

2.3宏观检查

宏观检查项目范围包括:泄漏检查;绝热层、防腐层检查;振动检查;位置与变形检查;管道结构检查;阀门检查;法兰检查;阴极保护装置检查;管道标识检查;检查管道组成件有无损坏,有无变形,表面有无裂纹、皱褶、重皮、碰伤等缺陷;检查焊接接头(包括热影响区)是否存在宏观的表面裂纹;检查焊接接头的咬边和错边量;检查管道是否存在明显的腐蚀,管道与管架接触处等部位有无局部腐蚀;堡坎等保护措施检查;检验员认为需要检查的项目。

2.4开挖点检测

(1)开挖点布控原则

①对需要重点管理的管段(如:穿跨越河流、铁路,进出站等发生事故危害较大的部位)或有明显腐蚀和冲刷减薄的弯头、三通、管径突变部位及相邻直管部位应采取抽查的方式作为重点测定部位;②防腐层破损点部位原则上应全部开挖,如果数量过多,可根据现场情况和使用单位协商按一定的比例抽样开挖,并根据开挖验证的结果处理其它未开挖的点;③防腐层质量等级不低于三级的管段应尽量少开挖或不开挖;④三通、弯头(弯管)、直径突变处根据现场情况作为抽查的重点;⑤曾经出现过泄漏或损伤的部位;⑥进行过维护维修的部位或外露的腐蚀部位;⑦埋地管道若防腐层完好、无破损点时应不少于1个/km。

(2)硬度测试

对开挖点进行硬度检验,测试时,应对同一部位测试三次,取平均值。当焊接接头的硬度值超过HB200时,检验人员视具体情况扩大焊接接头无损检测比例。

(3)最小剩余壁厚(腐蚀坑深)的测试

①若腐蚀部位金属表面基本平滑,无杂物,可用超声波测厚仪测试,其读数即为管道的最小剩余壁厚(包括管道内壁和外壁的损失)。测点的布置见图1。

②若金属表面不平整,测厚仪无法读数时,可采用探针法选择腐蚀最严重的位置测试。首先清除被测金属表面异物,用探针探测腐蚀坑底部,测量坑边缘到坑最深底部的深度。

图1测厚部位示意图(介质流向)

(4)无损检测

①探伤部位选择原则和要求如下:管道外检验时发现焊缝外观存在明显缺陷的管道及有可能发生应力腐蚀开裂的管道;处于要害部位、震动较大处和应力集中处的焊接接头;错边、咬边严重超标的焊接接头;泵、压缩机进出口第一道焊接接头或相近的焊接接头;支吊架损坏部位附近的管道焊接接头;硬度检验中发现的硬度异常的焊接接头;使用中发生泄漏的部位附近的焊接接头;检验人员认为需要抽查的其他焊接接头;②焊缝无损检测和缺陷分级,应符合相关的规定;③焊缝无损检测应采用磁粉检测、渗透检测、超声波探伤或射线照相方法,视情况合理选用合适的探伤方法,确定焊缝缺陷类型并进行量化;④焊缝无损检测的抽查比例,应根据管道使用年限、运行状况,现场视具体情况确定。

2.5阴极保护度测试

对于管道外覆盖层安全状况较好的管段,采用P/S管地电位测量方法,综合评价管道的阴极保护效果。而对于外覆盖层安全质量状况较差的管道,采用CIPS测试其Von/Voff电位的分布情况,以判断阴保效果,确保管道的安全运行。而对土壤电阻率较高的地区,也采用CIPS测试P/S电位,以有效地消除IR降问题。

2.6耐压强度校验

若检验发现管道的全面减薄量超过公称厚度的10%时应进行耐压强度校验,耐压强度校验参照现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316的相关要求进行。

2.7安全保护装置检验

检查内容为压力表、安全阀、测温仪表、紧急切断装置等安全装置,检验标准执行《在用工业管道定期检验规程(试行)》第五章相对应的条款。

3、现场检测

我们根据检验对策进行检验,结果如下:

(1)共探测管道长度66790m,探测点762个,并记录管道标识桩、堡坎、保护套管、裸露、占压等特征点检查情况,根据探测结果绘制出管道走向图。

(2)共完成51274m外防腐层检测与评价,共发现外防腐层破损点43处,管道防腐层质量等级为四、五级的管段长2071m,占所检管道防腐层总长的40%,需要监控使用,在巡线时应进行重点检查。

(3)共检查42个阴极保护桩的完好情况,对11个阴极保护桩的保护电位进行了测试,测试结果表明该管线阴极保护装置正常,管道处在阴极保护范围内。

(4)通过对21个开挖点的检测,硬度测试无异常值,腐蚀类型均属点状腐蚀,该管道金属腐蚀性评价等级均为轻,腐蚀程度评价等级均为I级,无需进一步开展耐压试验。通过检测,证明该管道可以正常使用。

4、结语

随着城市建设的发展,对埋地燃气管道质量提出了更高的要求,由于管道在使用过程受到外界环境因素的影响,管体腐蚀或泄露,为了延长管道的使用寿命,必须采用可靠的阴极保护措施。实际应用中将防腐涂层和阴极保护方法相结合,结合实际地质环境影响进行改善,本文提出的方法可以为相关工程提供指导。

参考文献

[1]王德增.管道防腐涂层防腐性能优化研究[J].中国石油大学(华东),2010,14(1):14.

[2]李永威,周凌.埋地管道外防腐与阴极保护的探讨[J].城市建设与规划,2014,22(2):70.

[3]康勇,何凡.石油天然气管道运行中的阴极保护探讨[J].科技传播,2011(03)

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