埋地管道外防腐层腐蚀检测与评价方法

李德刚

（中国石油天然气股份有限公司管道大连输油气分公司大石桥输油站，辽宁大石桥 115100）

埋地管道外防腐层腐蚀检测与评价方法

李德刚

（中国石油天然气股份有限公司管道大连输油气分公司大石桥输油站，辽宁大石桥 115100）

管道运输是目前油气运输的主要手段，管道防腐层是减缓管道腐蚀，延长管道使用寿命的主要方法之一。因此，深入分析研究埋地管道外防腐层的腐蚀状况，并对其安全状况进行评价，进而给出合理的整改方案，对保证管道的安全运行及开展计划性的修复工作具有重要意义。

埋地管道；外防腐层；腐蚀

埋地管道担负着为下游用户输送石油、天然气的任务，随着运行年限增长、环境变化和腐蚀等原因，易出现防腐层破损、老化、龟裂、剥离和脱落的现象，导致管道腐蚀、油气泄露，给沿线人民财产和自然环境带来巨大的影响。管道外防腐层检测是指在不开挖的情况下，采取外检测技术对埋地管道外防腐层及阴保效果进行检测及评价。通过对埋地管道进行缺陷检测，采用就地开挖或者修复补强技术，可以使管道重新达到设计承压能力，有效防止管道事故发生，避免不必要的管道维修和更换，同时保证油气管道的安全平稳运行。

1 埋地输油气管道外防腐层检测技术及评价

1.1 常用的外防腐层检测技术

对埋地管道进行缺陷的检测评价主要是通过检测仪器在地面完成工作，尽管方法不尽相同，但检测内容基本一致，目前管道外防腐层的检测技术方法一般常用交流电位梯度法（ACVG）、直流电位梯度法（DCVG）结合交流电流衰减法对油气管道进行外检测[1]，皮尔逊（音译）法由于精确定位难度大，已较少采用。

（1）交流电位梯度法（ACVG）通过向管道施加某一特定频率的交流电流信号，如果外防腐层破损，信号电流就会从破损处流出，并以破损处为中心形成一个球形电位场，在地面上通过对这个电位场地面投影的电位梯度检测，确定出电位场的中心，从而确定破损处的位置。

（2）直流电位梯度法（DCVG）对流到埋地管线防腐层的破损部位阴极保护的电流与土壤上的电压梯度即土壤IR降进行检测，由IR计算得出防腐缺陷大小，还可确定管线是否正在遭到腐蚀。

（3）交流电流衰减法（ACAS）通过在管道上施加低频交流信号，测量该信号在管道上的衰减情况，进而评价埋地管道防腐状况对防腐层较大破损点给出准确信息。

1.2 外防腐层检测内容

外防腐层检测主要包括以下内容。

（1）了解管道沿线的地理环境、埋地管道占压情况、管道沿线防护带和沿线环境等。

（2）采用埋地管道探测仪或管道防腐状况检测系统，对管道埋深、位置和走向进行测定并记录。

（3）通过对管道沿途土壤含水、含盐、酸碱性、微生物活性、电阻率和氧化还原电位的检测，来评价土壤的腐蚀性。

（4）应用管道防腐层检测系统，查找管道全线的防腐层破损情况，正确识别腐蚀活跃点，并确定具体位置。

（5）进行现场测试，并对采集数据进行综合分析，计算出管道防腐层绝缘电阻率，根据标准进行分级和评价，确定管道防腐层老化状态。

（6）查找管道建设期间在钢套管、穿跨越处等埋设的临时性的牺牲阳极，若有，则明确测试桩牺牲阳极跨接电阻的具体位置。

（7）查找出管道自然电位异常的具体原因。

1.3 开挖验证

根据现场防腐层检测结果，选点开挖检测管道防腐层现状及钢管状况，并进行防腐层修复。一般开挖坑尺寸要求为3m×1.5m，坑深为超出管底 0.5m，土质为黄土时放坡比为1∶0.2；砂壤土为1∶0.5；砂土为1∶1。开挖坑内若有地下水时，坑长加长1m，在坑的一头底部开挖一个0.5m见方深坑，以利排水。开挖坑内管道并进行项目检测。

1.4 针对三层聚乙烯/聚丙烯修复方案

对于直径≤30mm外防腐层破损点（包括针孔），采用热熔胶黏剂和聚乙烯补伤片进行修复。而对于直径＞30 mm 外防腐层破损点，采用黏弹体防腐胶带和缠绕聚丙烯胶带修复。

2 防腐层缺陷修复

2.1 热溶胶+聚乙烯补伤片修复施工

（1）直径小于 30mm 的防腐层缺陷采用热溶胶+聚乙烯补伤片进行修复。

（2）直径大于 30mm 的防腐层缺陷采用黏弹体防腐胶带+聚丙烯增强纤维胶带进行修复。黏弹体防腐胶带施工前，应保证补伤出表面干燥。

2.2 补口热收缩带的修复

（1）确认热收缩带为局部缺陷时，根据局部缺陷的大小按照热溶胶+聚乙烯补伤片修复施工和黏弹体防腐胶带加聚丙烯增强纤维胶带修复施工的规定进行修复。

（2）将其全部拆除，采用黏弹体防腐胶带加聚丙烯增强纤维胶带修复施工。

（3）缠绕聚丙烯增强纤维胶带，黏弹体防腐胶带层质检合格后，方可进行缠绕聚丙烯增强纤维胶带的缠绕施工，聚丙烯增强纤维胶带具体施工方法是：从一端开始先原位缠绕一周，留出约3 mm宽的黏弹体胶带不缠绕外带，然后进行螺旋缠绕，缠绕外带时应保持一定张力，胶带搭接宽度为50%～55%，直至另一端，最后在结束部位原位缠绕一周。

2.3 修复验收

外防腐层补伤处应进行外观检查，需确保其表面平整，无皱折、气泡等现象，若不合格则应重新补伤。补伤处应采用100 %电火花检漏，检漏电压为15 kV，无漏点既为合格。

3 埋地管道外防腐层分级评价

埋地管道外防腐层有效的评价的方法就是进行安全质量分级，尤其对于我们管道运营单位更需要掌握管道外防腐层的技术状况等级，以便按照生产计划，确定管道运行与维护措施，保证管道平稳输送油气。

国内针对石油沥青防腐层的分级评价行业标准，标准号为 SY/T5918-94，通过对绝缘电阻率的测试、老化程度及表现等 2 个方面将防腐层分为 5 级。绝缘电阻测量方法在标准中包括：电位差法、管中电流法、变频选频法；老化程度及表现分级主要是从外观表象方面进行防腐层分级评价。

美国 NACE TM0102-2002提出利用导电测量法进行分级，该标准中提出将外覆盖层质量分为4级。NACE RP0502-2002则提出应按每种不同的间接检测方法分别进行分级，均分为3级，并提出了具体的程序与步骤。

就我国来讲，目前较常使用的外覆盖层有：石油沥青、煤焦油瓷漆、熔结环氧粉末、挤出聚乙烯、3PE 防腐层、聚乙烯防腐带、环氧煤沥青等。较常用的检验检测方法主要有：Pearson、PCM、DCVG、CIPS 以及其它方法等。而SY/T5918的内容与当前的现实不相符，不能满足使用、检验、管理的需要。

表1 电法测量防腐层绝缘电阻率的等级划分 Ω·m2

由于不同质量的外覆盖层所需的保护电流密度不同，文献[5]提出利用保护所需要的最小电流密度进行分级（见表2）。但由于保护电流密度不容易测得（需要开挖），特别是在城市地区，受杂散电流的干扰严重。

表2 依据实现阴极保护所需要的最小电流量划分

美国 NACE Standard TM0102-2002 提出利用电导率进行分级（见表3）：

表3 10Ω·m 土壤电阻率下外覆盖层电导系数与外覆盖层质量对应关系表

可见，该分级方法是针对土壤电阻率为 10Ω·m 的土壤环境，且没有注明适用于何种外覆盖层。NACE RP0502-2002则提出应按每种不同的间接检测方法分别进行分级（见表4），并提出了具体的程序与步骤。但该标准没有就每个级别的具体数值作出说明，也没有注明适用于何种外覆盖层，仅提出了要考虑的一些参数及其变化程度。

表4 腐蚀程度分类标准

4 结论

总之，腐蚀是影响管道安全和使用寿命的关键因素，近年来，我国埋地管道外腐蚀体系检测及评价的应用愈来愈广泛，定期开展管道外防腐蚀体系检测及评价技术能够很好摸清管道的腐蚀情况及运行情况。对检测中发现的问题进行有计划、有针对性的维修，延长管道使用寿命，减少或避免事故发生，进而降低管道运行风险，节约企业成本，做到事前预控，实现科学管理。

[1] 刘海峰，胡剑，杨俊.国内油气长输管道检测技术的现状与发展趋势[J].天然气工业，2004，（11）：174-150.

[2] 张炜强，郭晓男，陈圣乾，等.埋地管道外防腐蚀层检测技术[J].石油化工腐蚀与防护，2010，（3）：52-55.

[3] 唐林华，蔡英华，路芳，等.川西气田输气管道防腐层检测调查分析[J].天然气与石油，2008，（4）：19-23.

[4] 陈世利.埋地管道防腐层缺陷检测与评价技术研究[D].天津：天津大学，2003.

[5] 赵丹铮.基于超声波的管道防腐层缺陷检测方法的研究[D].沈阳：沈阳工业大学，2015.

Corrosion Detection and Evaluation Method for External Corrosion Protection of Buried Pipeline

Li De-gang

Pipeline transportation is the main means of oil and gas transportation.Pipeline coating is one of the main methods to slow down the pipeline corrosion and prolong the service life of pipeline.Therefore，it is very important to analyze the corrosive condition of the outer coating of the buried pipeline and evaluate its safety condition，and then give a reasonable rectif i cation plan，which is of great signif i cance to ensure the safe operation of the pipeline and carry out the planned repair work.

buried pipeline；outer coating；corrosion

TE988.2

B

1003–6490（2017）03–0152–02

2017–03–01

李德刚（1978—），男，辽宁大石桥人，主要研究方向为油气管道保护。