油气长输管道外防腐层的检测与评价.pdf

6 6 一 一 腐蚀防护 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 2 年 第1 5 卷 油气长输管道外防腐层的检测与评价 李柯 ，张文艳 ，武晓丽 1 ． 四川科宏石油天然气工程有 限公司 ， 四川 成都 6 1 0 2 1 3 2 ． 西南油气田分公司输气管理处 ， 四川 成都 6 1 0 2 1 3 [ 摘要]油气长输管线由于运输距离长，加之埋地时间长久，长输管道外防腐层会 出现脱落、剥离、脆化、老化现象，从 而导致长输管道出现穿孔和腐蚀，严重的还可能出现泄漏。本文介绍了用于长输管线m l- - 腐层检测的几种方法，提 出了有 关建议和看法。 [ 关键词]油气长输管道；外防腐层；检测；评价 由于 埋地 时 间长久 ，长 输管 道 的外 防腐 层 会 出现脱落、剥离、脆化 、老化现象 ，从而导致 长输管道 出现穿孔和腐蚀 ，严重的还可能 出现泄 漏 。据统计，我国5 0 ％以上的油气长输管道都已经 运营 了2 0 多年 ，趋于老化 。因此 ，加强长输管道 外 防腐层 的检测与评价极为重要 。我 国于上世纪 9 0 年代末 开始从美国引进 多种长输管道外防腐层 检测技术用于检测 电保护和防腐层的缺 陷，如多 频管中 电流法 P C M 、电流梯度检测法 AC VG 、 直流电位梯度法 DC VG 等。 1 长输管道外防腐层检测技术 1 ． 1 皮尔逊法 皮尔逊法是早期 国外在防腐层检测 中广为应 用 的一种方法 ，也称 电压差法 ，其原理是 向管道 输入一个外加交流信 号，沿着管道测量两个与地 面相接触 的移动 电极间的电位差 ，通过接收器接 收涂层缺 陷部位漏 到大地 的信号 电位梯度 ， 来确定缺陷的部位 】 【 2 ] 。该方法没有确定涂层漏点 大小的准则 ，只能用来定位 ，测量结果与操作人 员的技术和经验有很大关系。S L 一 2 0 9 8 埋地管道外 防腐层状况检测仪是基于该原理设计的，可实现 在不开挖覆土的情 况下，检测地下金属管道 的位 置、走 向、深度和防腐层的破损点。 1 ． 2变频选频法 通过被测管道 的某个标桩 向管体和大地 问加 载 一定功率 的交流信 号，在另一处接收同一频率 的信 号，根据两标桩间管体长度 、管道直径 、管 壁 厚度 、土壤 电阻率等有关物理量，计算该段管 道防腐层的绝缘电阻[ 3 】 。该方法优点是可利用长输 管道每 公里设置的测试桩 ，对管道防腐层状况进 行总体评价 ，检测速度较快 。缺点是无法区分管 道搭接或分支 ，不能具体 定位管道防腐层的缺陷 点，不能分辨多个缺陷点的分布情况 ，测量结果 误差较大。 l -3 交流、直流电位梯度检测法 当一个 电信号像 阴极保护 电流一样加载到管 道上时，一个通过管道防腐层破损点和土壤构成 的 电压梯度 随之建立 ，相应 的在管道上方地面建 立了地面 电场分布 。越接近破损 点的部位 ，管道 上方地面 的电流密度就越大 ，电压梯度就越大 ； 一 般地，电压梯度与裸露面积呈正 比例增长 。通 过检测地面上 的电压梯度和 土壤 中的电流流 向， 即可确 定发生缺 陷的位置，再根据缺 陷中心和远 端大地间的电位差确定缺陷的严重性 。直流 电位 梯度法 DC VG测量 的直流信号一般来 自管线 阴极保护 电流 。交流 电位梯度法 AC VG则需 要信号发生器产生AC 信 号外加于管线 】 。该方法 能准确查出防腐层破损位 置并评估破损面积 的大 小 ，但检测 的功效过多地依赖于操作者 的经验和 水平 。杂散电流 、地表土壤的 电阻率等环境 因素 会引起一定的测量误差。 1 ． 4多频管 中电流法 P C M法 多频管 中电流法又称 电流衰减法 ，是 目前 国 内外应用较 多的一种埋地管道防腐层缺 陷检测方 法 ，采用的是等效 电流原理评价 防腐层 的绝缘 电 阻。该方法的代表设备是英国雷迪公司生产的R D． P CM检测仪 。检 测时 由发射机 向管 道发射 一个 作者简介 李柯 1 9 8 1 一，男，四川安岳人，2 0 0 4 年毕业于 西南交通大学通信工程专业，工程师。主要从事石油天然气地面 工程设计 工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 l 1 期 李柯等油气长输管道外防腐层的检测与评价 ． 6 7． 近乎于直流 的交流 电信号 ，利用手提式接收机沿 着 管道检测 管内电流 引起 的地面磁场变化 。可快 速 、经 济地 找出电流信 号漏 失较严重 的管段 ，并 通过配套 的分析软件评价 防腐层 的老化状况 。使 用P C M仪器的A字架检测地表 电位梯度 ，可实现防 腐层破 损点的精确 定位 。该方法操作简单 ，适用 范围广 ，适用于埋深 及管线走 向检 测、破损 点大 小估计、搭接定位检测、破损点定位 、阴极保护 系统检 测 、防腐层质 量检测评价等 ， 目前 已被大 规模应用于管道外防腐层的检测中。 2 长输管道外防腐层评价 长输 管道 外防腐 层的评价分为直接检测评价 和 间接检测评价 。直接检测评价是在管道开挖 以 后 ，采用 目测法、 电火花检测等手段 ，判断防腐 层 的质量 。间接检测评价则针对不开挖地面的检 测结果进行评价 ，可从防腐层绝缘 电阻等级、破 损 点分布密度 、电流衰减率等指标进行评价，适 用性较强。 2 ． 1 防腐层绝缘电阻分级 对于石油沥青 防腐层 ，S Y／ T 5 9 1 8 2 0 0 4 埋 地钢质管道外 防腐层修复技术规 范规定 ，按照 电流一 电位法和变频选频法确定防腐层绝缘 电阻 率 ，并给 出了定量 的分级标 准[ 5 】 ，详见表 1 。但 对于其他类 型的外 防腐层 ， 目前采用的是定性评 价 ，用于判断防腐层 总体情况 的相对好坏，无法 形成定量的分级标准。 表1 覆盖层等级和绝缘电阻率指标 单位 Q． m 2 防腐层等级 一级 优 二级 良 三级 可 四级 差 五级 劣 电流一 电位法 ≥5 0 0 0 2 5 0 0 ≤r 1 ． O 老化轻微无剥离和 老化较轻 ，基本完 老化 较严重，有剥离 老化和剥离严重， 老化程度及表现 基本无老化 损坏 整 和较严重的吸水现象 轻剥即掉 在采用间接评价法进行管道外防腐层质量评 价过程 中，应充分 了解各种管道外防腐层检测技 术 的优缺点 、局 限性及适用性 ，并结合管道的具 体情况确定采用 的检测方法或检测方法 的组合， 制定检测方案 ，进行有针对性 的检测 ，将检测结 果 与防腐层 分级评价标准进行对 比，方能对整条 管线 防腐层 的质量状况得 出较为准确和全面的结 论 。 3结语 对长输管道外防腐层进行检测与评价 ，将检 测与评价 结果作为管道完整性管理 的可靠依据 ， 据此制 定管道的维修方案和预 防措施 。全面 了解 管道外防腐层的整体情况 ，可有效地排 除安全 隐 患 ，确保长输管道外 防腐 的质量 ，使管道实现长 周期安全运行 。 ◆ 参 考 文 献 [ 1 】 朱其康． 埋地液化气管道外 防腐层检测及评价[ J ] ． 化工设备 与管道，2 0 0 8 ， O 4 1 1 3 1 1 7 ． [ 2 ] 赖东杰． 管道防腐层缺陷检测常用方法[ J ] 冲 国科技财富 ， 2 0 0 9 ， 0 2 1 1 4 1 1 5 ． [ 3 ] 衣红兵，牟宗元，王学国． 油田埋地管道防腐层检测方法 [ J ] ． 石油工程建设， 2 0 1 0 ， o 2 1 4 5 ． 1 4 7 ． [ 4 ] 严大凡，翁永基，董绍华． 油气长输管道风险评价与完整 性管／ il l [ M] ． 北京化学工业出版社，2 0 0 5 3 9 ． [ 5 】 S Y／ T 5 9 1 8 ． 2 0 0 4 ，埋地钢质管道外防腐层修复技术规范[ S 】 ． [ 6 ]雷宇． 埋地钢质管道 防腐层质量分级评价方法研究 [ C ] ．2 0 0 6 NA C E 中国分会技术年会论文，2 0 0 6 2 6 4 - 2 6 7 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m