王樹(shù)輝  劉永峰

中石油管道有限責任公司西氣東輸分公司山西管理處

 

摘要：在山西管理處所轄西一線(xiàn)管道外檢測過(guò)程中，采用ECDA四個(gè)步驟對管道外腐蝕情況進(jìn)行檢測評估，發(fā)現管道當前存在的問(wèn)題，并通過(guò)直接評價(jià)驗證間接檢測數據的準確性，闡述了ECDA外檢測評價(jià)在管道安全管理過(guò)程中的重要性。

關(guān)鍵詞：ECDA，外防腐層，直接評價(jià)，陰極保護

 

外腐蝕直接評價(jià)方法(ECDA)是通過(guò)持續評價(jià)和完善外腐蝕系統、促進(jìn)管道的完整性，來(lái)提高管道安全性的一種結構化過(guò)程。該方法與在線(xiàn)檢測和壓力試驗等一樣,是一種管道完整性評價(jià)方法。

該方法被廣泛用于管道外腐蝕完整性評價(jià)，是一個(gè)不斷完善的結構化過(guò)程，可以識別并處理已經(jīng)發(fā)生、正在發(fā)生和將要發(fā)生腐蝕的管道部位。區別于在線(xiàn)檢測和壓力試驗,外腐蝕直接評價(jià)的主要目的是為了防止未來(lái)出現的外部腐蝕。其優(yōu)點(diǎn)在于不僅能夠確定已經(jīng)存在缺陷的腐蝕區域，而且能夠判定將要發(fā)生腐蝕的區域。

本文通過(guò)對山西管理處所轄西一線(xiàn)管道實(shí)施的外腐蝕直接評價(jià)，采用ECDA四個(gè)步驟對管道外腐蝕情況進(jìn)行了系統檢測評估，發(fā)現了管道當前存在的外腐蝕控制方面的問(wèn)題，并通過(guò)直接評價(jià)驗證間接檢測數據的準確性，闡述了ECDA在管道安全管理過(guò)程中發(fā)揮的重要作用。

1  外腐蝕直接評價(jià)(ECDA)

根據《SYT0087.1-2006 鋼制管道及儲罐腐蝕評價(jià)標準埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評價(jià)》，ECDA主要包括四個(gè)步驟：預評價(jià)、間接檢測與評價(jià)、直接檢測與評價(jià)、后評價(jià)。

1.1  預評價(jià)

預評價(jià)包括資料及數據收集、ECDA管段劃分、檢測方法和設備選擇。

1.2  間接檢測與評價(jià)

間接檢測主要包括外防腐層完整性和陰極保護有效性?xún)煞矫娴膬热�，對于特殊地段需要對交�?直流干擾程度進(jìn)行評價(jià)。主要通過(guò)地面檢測方法確定防腐層缺陷嚴重程度、陰極保護不足管段及其它異常缺陷，從而確定已發(fā)生或可能發(fā)生腐蝕區域的位置。為提高檢測可靠性，需在整個(gè)管段使用兩種或更多種間接檢測工具，主要檢測內容包括以下幾方面。

① 埋地管道外防腐層完整性檢測，包括：防腐層狀況評價(jià)，準確定位破損點(diǎn)，確定缺陷的大小，按缺陷嚴重程度分類(lèi)，確定缺陷的修復優(yōu)先級別，評價(jià)其完整性情況。

② 陰極保護的有效性檢測，對其保護水平（管道是否獲得全面、合適的陰極保護，是否存在欠保護及過(guò)保護情況）給予全面評價(jià)，對檢測中存在的問(wèn)題進(jìn)行根源確認；確定破損處管體的腐蝕/陰保電流的流向，對其腐蝕程度給予評價(jià)。

③ 雜散電流干擾調查，全面評價(jià)其對管道外腐蝕的影響（包括站內外陰極保護相互干擾）；提供建議整改方案。

④ 對漏電站場(chǎng)、閥室的漏電原因、漏電位置進(jìn)行調查。

⑤ 管道套管搭接情況。

⑥ 排流設施的完好性和排流效果評價(jià)。

⑦ 穿路、穿河等特殊管段的陰極保護有效性和涂層完整性評價(jià)。

⑧ 沿線(xiàn)周邊環(huán)境調查，包括每公里土壤電阻率測試，周邊干擾源調查，輸電線(xiàn)路塔桿與管道最近距離等內容。

1.3  直接檢測與評價(jià)

間接檢測完成后，對間接檢測的結果進(jìn)行分析后，進(jìn)行下一步的直接評價(jià)步驟。

確定間接檢測中缺陷修復的優(yōu)先順序，對最可能出現腐蝕活性的區域進(jìn)行開(kāi)挖和數據采集，測量防腐層損傷與腐蝕缺陷，評價(jià)管道剩余強度（嚴重性），對存在腐蝕的管段進(jìn)行腐蝕根源分析，根據開(kāi)挖驗證結果對管道修復評級進(jìn)行確認，對前幾個(gè)步驟地結果進(jìn)行評價(jià)。

1.4  后評價(jià)

后評價(jià)主要工作包括管道剩余壽命計算、再評價(jià)時(shí)間間隔的確定、ECDA有效性評價(jià)，對整個(gè)評價(jià)過(guò)程進(jìn)行總結。確定再評價(jià)時(shí)間間隔，并對管道外壁腐蝕直接評價(jià)過(guò)程的整體有效性進(jìn)行評價(jià)。

2 ECDA在西一線(xiàn)管道的應用

2.1  預評價(jià)

本次檢測的管道包括西一線(xiàn)干線(xiàn)管道275 km和沁水煤層氣支線(xiàn)30 km，其中西一線(xiàn)干線(xiàn)西起永和縣永和關(guān)，東至澤州縣斑鳩嶺，沿途經(jīng)過(guò)永和縣、大寧縣、隰縣、蒲縣、堯都區、浮山縣、沁水縣、陽(yáng)城縣、澤州縣，管徑1 016 mm，采用3PE防腐層，管道經(jīng)過(guò)地段80%為山區，管道管頂埋深基本在1 m到3 m之間；沁水煤層氣支線(xiàn)位于沁水縣境內，管徑610 mm，采用3PE防腐層，管線(xiàn)經(jīng)過(guò)山地、丘陵長(cháng)20 km，河谷、灘地長(cháng)10 km，管道管頂埋深1—3 m。檢測管道分為兩個(gè)ECDA段，分別為西一線(xiàn)干線(xiàn)ECDA1和沁水煤層氣支線(xiàn)ECDA2。兩個(gè)ECDA管段均采用交流電流衰減法（PCM），交流地電位梯度法（ACVG），密間隔電位法（CIPS），直流地電位梯度法（DCVG）對管道外防腐層完整性和陰極保護有效性進(jìn)行檢測。

2.2 間接檢測與評價(jià)

首先通過(guò)PCM + ACVG和DCVG方法對全線(xiàn)管道進(jìn)行埋地管道外防腐層完整性檢測，包括：防腐層整體狀況評價(jià)，準確定位破損點(diǎn)，確定缺陷的大小和嚴重程度分類(lèi)，確定缺陷的修復優(yōu)先級別，評價(jià)其完整性情況。此次305 km共檢測到242處防腐層破損點(diǎn)。其中39處為“一類(lèi)”；43處為“二類(lèi)”；160處為“三類(lèi)”。防腐層破損點(diǎn)的評價(jià)方法根據《GB/T 19285-2014 埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護工程檢驗》及《SY/T 0087.1-2006 鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕評價(jià)標準埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評價(jià)》，等級評價(jià)準則如表1所示。

 

 

根據以上評價(jià)等級，對檢測出的管道外防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，根據分類(lèi)結果來(lái)確定開(kāi)挖順序。

（1）一類(lèi)：腐蝕可能正在進(jìn)行的點(diǎn)，正常運行條件下可能對管道構成近期危險。

①存在多個(gè)相鄰“嚴重”等級的點(diǎn)。

②兩種以上間接檢測和評價(jià)均為“嚴重”等級的點(diǎn)。

③初次開(kāi)展ECDA評價(jià)時(shí)，檢測結果不能解釋的點(diǎn)或不同間接檢測方法測試結果有差異的點(diǎn)。

④同時(shí)存在“嚴重”“中等”等級的點(diǎn)，結合歷史和經(jīng)驗判斷有可能出現嚴重腐蝕的點(diǎn)。

⑤無(wú)法判定腐蝕活性嚴重程度的點(diǎn)。

（2）二類(lèi)：腐蝕可能正在進(jìn)行的點(diǎn)，正常運行條件下可能不會(huì )對管道構成近期危險。

①孤立并未被列入一類(lèi)“嚴重”等級的點(diǎn)。

②只存在“中等”等級點(diǎn)的集中區域，并且以往有腐蝕事故記錄。

（3）三類(lèi)：腐蝕活性低的點(diǎn)，正常運行條件下管道發(fā)生腐蝕的可能性極低。

①間接檢測判斷為“輕微”等級的點(diǎn)。

②未被列入一類(lèi)、二類(lèi)的點(diǎn)。

通過(guò)CIPS方法共檢測到大部分管道處于正常保護，部分管道處于欠保護或者過(guò)保護，共檢測出3處閥室漏失電流。

2.3  直接檢測與評價(jià)

根據間接檢測共選取了9處外防腐層破損點(diǎn)開(kāi)挖檢測，其中6處為“一類(lèi)”；1處為“二類(lèi)”；2處為“三類(lèi)”。開(kāi)挖的一類(lèi)破損點(diǎn)中防腐層破損面積最大為604.4 cm2，其中有2處有浮銹，其他4處未發(fā)現腐蝕問(wèn)題；開(kāi)挖的二類(lèi)破損點(diǎn)中防腐層破損面積最大為0.25 cm2，無(wú)腐蝕問(wèn)題發(fā)生；開(kāi)挖的三類(lèi)破損點(diǎn)中防腐層破損面積最大為77 cm2，無(wú)腐蝕問(wèn)題發(fā)生。

2.4 外防腐層破損點(diǎn)檢測分析

利用PCM + ACVG方法，通過(guò)選取dB值大小不等的幾個(gè)破損點(diǎn)可以整體判斷管道外防腐層破損點(diǎn)的相對大小情況。以D014樁+105 m處破損點(diǎn)為例，dB值較大，破損點(diǎn)位置前后左右的dB值分別為：60/65/67/62，最大值為67。該破損點(diǎn)信息如表2所示。通過(guò)計算得出此處防腐層電流衰減因子為0.0408 dB/m，其電流衰減如圖1所示。 

 

圖 1 DO14樁至D015樁電流衰減曲線(xiàn)

在陰極保護的有效性檢測過(guò)程中，采用CIPS方法在該破損點(diǎn)處進(jìn)行專(zhuān)項測試，該點(diǎn)通電電位為-1 171 mV，斷電電位為-819 mV，斷電點(diǎn)位稍正于-850 mV，如圖2所示。 

 

圖 2  破損點(diǎn)段管道CIPS檢測電位曲線(xiàn)

根據表1所示的評價(jià)準側， D014樁+105 m外防腐層破損點(diǎn)斷電電位-817 mV，若土壤電阻率偏低則腐蝕的風(fēng)險會(huì )增大，同時(shí)此處ACVGdB值為67，相對加大，可作為有效的直接檢測與評價(jià)點(diǎn)，綜合以上因素判定為二類(lèi)破損點(diǎn)。

根據間接檢測結果，判定D014樁+15m處破損點(diǎn)為二類(lèi)破損點(diǎn)，對該處破損點(diǎn)進(jìn)行了開(kāi)挖驗證。開(kāi)挖后發(fā)現此處破損點(diǎn)在管道底部6點(diǎn)位置有1 000 ×50 mm環(huán)氧粉末剝離，如圖3所示。防腐層破損長(cháng)度達1 m，管體表面有輕微浮銹。這也從側面印證了陰極保護基本處于有效狀態(tài)。

通過(guò)開(kāi)挖驗證對管道的外防腐層狀況和管道陰極保護情況有了整體了解，能很好地指導后期防腐層修復和陰極保護調整。

 

 

圖 3  破損點(diǎn)現場(chǎng)開(kāi)挖驗證

在開(kāi)挖驗證后，對本處破損點(diǎn)采用粘彈體+冷纏帶進(jìn)行了修復，并及時(shí)回填（見(jiàn)圖 4）。

 

圖 4  防腐層破損點(diǎn)修復效果圖

  3 結論

  （1）利用ECDA可以準確檢測出管道防腐層的破損點(diǎn)，并根據多種非開(kāi)挖的檢測的結果對防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，及時(shí)發(fā)現風(fēng)險點(diǎn)高的防腐層破損點(diǎn)。

（2）利用ECDA可以評價(jià)管道的陰極保護有效性。

（3）ECDA可以發(fā)現管道防腐層和陰極保護存在的問(wèn)題，用于指導和制定防腐層修復和陰極保護整改計劃，減少管道的安全隱患。 

作者：王樹(shù)輝，1976年生，2004年起先后擔任西部管道哈密維搶修隊隊長(cháng)；塔里木輸油氣分公司鄯善維搶修隊主任、輪南站站長(cháng)、管道科科長(cháng)；西氣東輸高陵維搶修隊隊長(cháng)；現任西氣東輸山西管理處處長(cháng)。 

《管道保護》2017年第5期（總第36期）