本文结合笔者对安徽省长输管道进行定期检验工作,及开展埋地钢质管道外腐蚀非开挖检测技术研究,依据已完成的埋地钢质管道非开挖检测上千公里检验实践,梳理非开挖检验中发现的常见缺陷,并对埋地天然气管道缺陷案例的产生原因进行分析,为今后的我省埋地管道腐蚀与防护对策提供了重要参考。
文 | 程 浩
1 前 言
我院从2003年对安徽省长输管道开始进行安装监督检验工作,从2004年开始对全省在用埋地管道开展定期检验工作及埋地钢质管道外腐蚀非开挖检测技术研究,已完成安徽省埋地钢质管道非开挖检测上千公里,及时排查了各类事故隐患,保障了全省管道的安全运行,本文对全省埋地天然气管道典型案例进行梳理,并对埋地天然气管道典型缺陷案例的产生原因进行分析,研究缺陷产生的原因并提出相应对策,对天然气管道安全运行,减少生命和财产损失具有重要的社会意义和经济意义。
2 检验案例
2.1 安徽南部某两市间的埋地长输天然气管道检验工程案例
本管道为安徽南部某两市间的埋地长输天然气管道工程,全长大约32km,线路中间设置一个阀室。该管道所经区域为二级丘陵地区,该条管线于2007年竣工投产。管道采用螺旋缝埋弧焊钢管L290,规格323.9 ×6.4,设计压力 4.0MPa。防腐层材料为3PE,阴极保护系统采用外加强制电流保护。根据密间隔电位测试CIPS检测数据的分析,共确定了7处防腐层缺陷点,见图1黄线所表示的位置。通过对防腐层破损点进行精确定位后,我们采用DCVG测试对已测破损点腐蚀情况进行了判断,结果见表1。
检测数据可以通过表1.1的得到,编号 1、3、5、6序号处的防腐层缺陷在通常情况下一般都不会发生腐蚀,可以建议暂且不维修;编号4序号处的防腐层缺陷在阴极保护下一般处于保护状态,只有在断开时才处于自然腐蚀状态,此处的防腐层破损漏电点消耗着保护电流,只有在阴极保护系统处于不正常状态时才会发生腐蚀,可以建议进行监测;编号2、7 序号处的防腐层缺陷在阴极保护下处于保护状态,而断开时则处于阳极(腐蚀)状态,这两处的防腐层破损漏电点消耗保护电流,并在阴极保护正常时也可能发生腐蚀,所以建议开挖修复。
检验人员通过开挖验证,准确的发现了这两处存在防腐层缺陷,而且防腐层破损还比较严重,破损处已露出金属,如再不采取相关措施,腐蚀区域可能将进一步扩展,金属腐蚀程度也将进一步恶化,所以操作人员对这两处防腐层的缺陷进行修复处理,具体见图2。
图 2 长输管道 2#、7#处防腐层破损图
2.2 合肥某市政管道公司检验案例
合肥某市政管道公司发现多段天然气管道腐蚀穿孔现象。管道开挖具体情况见图3所示,可知管道腐蚀穿孔严重。
经过调查分析,发现如下原因:管道防腐层质量较差,采用石油沥青防腐层,且做工粗糙;施工仓促,管沟未按要求开挖,有大量尖锐石块,导致防腐层破坏;管道无阴极保护,无法对防腐层破损点进行保护。由于以原因,管道防腐层破损处直接与土壤接触,发生严重腐蚀,导致穿孔漏气。
图 3 天然气管道腐蚀穿孔
2.3 其他长输天然气管道常见缺陷介绍
除了上述的问题,埋地天然气管道在实际中还存在以下各种问题。
某燃气公司埋地管道牺牲阳极距离管道太近,未满足规定距离(1m~3m),见图 4;牺牲阳极与管道直接连接,而不是通过测试桩连接,因此无法对牺牲阳极的运行参数进行测量。
图 4 牺牲阳极埋设距离不合理
某燃气公司管道测试桩维护不善,桩内进水,影响使用,见图5。
图 5 测试桩进水
3 小 结
现场检验表明,防腐层损伤是埋地管道腐蚀防护中发生频率最高的缺陷类型。防腐层本身质量基本良好,这主要是安装时保护不足和使用时第三方破坏造成的。防腐层损伤在一定程度以内,阴极保护能保护管道防止腐蚀。当损伤大小和数量影响较大时,阴极保护也无法防腐,现场开挖发现防腐层破损处存在腐蚀即表明这一点。管道阴极保护系统在安装和维护中存在诸多不足,测试桩比例、牺牲阳极安装以及管道日常维护方面问题尤其不规范。如果阴极保护效果不佳,管道防腐层破损处得不到修护则会产生严重腐蚀。
总之,防腐层状况和阴极保护效果对于管道防护尤其重要,提出日常防护对策如下:
(1)为了保护防腐层的防护作用,应做好以下方面的保护。选用合格防腐层基本原则一般为:直管段采用3PE防腐层,穿跨越采用加强级。具体防腐层类型应根据管道敷设环境而定。管道下沟前,应对管道全线进行防腐层破损点检验,并确定补口、补伤已完成并检查合格。管道采取合理的补口补伤技术,并选用与原防腐层相容性极好的补伤材料。巡线人员按照要求对管线巡检,及时掌握管道周围施工情况。遇到管道施工时,及时上报。与施工工程协商,保证施工不会影响的管道的安全性。防止施工造成防腐层的机械破损。
(2)新建埋地天然气管道应按照要求安装阴极保护系统,而未采取阴极保护的管道应及时追加阴极保护,抑制管道的腐蚀,防止形成更大的危害。管道阴极保护可采用牺牲阳极法、强制电流法或两种方法的结合,设计时需要考虑到被保护的管道的涂层质量、管道沿线土壤的腐蚀性、是否对相邻地下管线或金属构筑物构成破坏、阴极保护的经济性等因素,合理地选用。