埋地管道外腐蚀控制管理与评价系统研究

发表时间:2021/3/25   来源:《建筑实践》2021年1期   作者:王鑫 李晨可 贺虎彪 李晓斌 肖俊峰
[导读] 埋地管道的外腐蚀控制是管道管理的主要内容,也是保证管道安全运行的前提
        王鑫 李晨可 贺虎彪 李晓斌 肖俊峰
        国家管网西气东输      河南省郑州市     450000
        摘要:埋地管道的外腐蚀控制是管道管理的主要内容,也是保证管道安全运行的前提。本文主要阐述了对管道防腐层完好程度及腐蚀趋势评价现状及埋地管道腐蚀评估现状,最终确定第三方破坏、运行管理维护、防腐层种类、运行年数、管段埋深、土壤电阻率、直流杂散电流、防腐层绝缘电阻和阴极保护状况9个因素为埋地燃气管道腐蚀性评估指标。?
        关键词:埋地钢质管道;防护检测;评价系统?
埋地管道随着使用年限的增加,管道本身会发生老化、腐蚀等现象,再加上各种人为因素的破坏,导致管道泄漏事故频繁发生,严重影响管道的正常运行,对人民的生命和财产安全造成威胁,给社会带来严重的经济损失。如何进行埋地管线防腐性评估,是目前防腐评估领域比较重视的。由于我国城市的管线在敷设之初并未构建对应的原始设计资料与运行数据库,管线开始使用后的运行数据记录也全部由人工完成,造成大量资料缺失。管线的检测数据也仅仅局限于部分管线,不能完全满足风险评估的要求。?
        本文对埋地管道防腐性评估指标进行探讨,以期为准确评估埋地燃气管道防腐性提供基础数据,也为实现埋地燃气管道系统的安全性、管线安全运行提供科学依据。?
        1 管线防腐层完好程度及腐蚀趋势评价现状?
        埋地管线的评价主要是通过地面检测和环境检测2方面来评估管道防腐层的完好程度及对腐蚀趋势进行评价。?
        1.1 地面检测?
        检测内容主要包括:一是探测埋地管道的位置、走向、深度和防腐层破损点的情况,比较破损点的大小;二是测试管道外防腐层绝缘面电阻值,检测腐蚀电流密度和平均腐蚀速率;三是检测土壤电阻率和直流杂散电流。?
        1.2 相关标准?
        依据《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》(SY/T 0087—95)和《埋地钢质管道外防腐层修复技术规范》(SY/T 5918—2011)等规范的规定。?
        1.3 环境因素评价?
        环境因素评价主要是对管线所处的周围环境情况进行检测。由于管线的所处环境复杂,加之实际各种因素的限制,目前不可能做到对整条管线进行检测,只能选择有代表性的点进行检测。在被检测的管线上,选择部分点进行环境因素检测,包括土壤电阻率、直流杂散电流、氧化还原电位、腐蚀电流密度和平均腐蚀速率等与管道腐蚀有关的参数[1]。?
        1.4 防腐层完好程度及腐蚀趋势评价?
        将管线及周边环境的检测结果与标准对照,进行分析,进而评价该管线。?
  对埋地管道的评价主要是通过评估每个指标来确定管线的整体水平,缺乏系统性。目前,针对埋地燃气管道腐蚀问题开展的地面检测工作,检测内容集中在对防腐层破损点的定位,以及对防腐层绝缘程度进行测评,这对埋地管道的检测、维护与管理工作来说,仅仅是其腐蚀检测工作中的一部分。由于实施地面检测时,周围环境条件复杂,受各类情况的干扰也很严重,有些管线由于运行时间长,相关基础数据资料、档案严重不全或缺失。此外,埋地管线一般处于各类建筑物分布密集的场所,地面检测手段也受到限制,所以,目前管道地面检测技术也面临着诸多技术难题。


        2 埋地燃气管道防腐性评估指标的确定?
        从学者的研究中可以看出,影响埋地管道腐蚀性的因素可以分为以下5类:其周围所处的环境、管体自身的运行情况、输送介质的特性、第三方破坏及平时的维护管理。
        第一,管道周围所处的环境主要包括该地区的土壤环境、管道所埋深度和杂散电流的影响。在不同的土壤中,管道的腐蚀性差别很大。像介质中土壤电阻率、离子种类与数量、矿物类型及pH等直接影响腐蚀程度[2]。杂散电流是流散于土壤中的电流,由轨道电车、地下铺设的电缆等各类用电设备设施的接地装置或有些用电设备漏电产生的。有关研究发现,杂散电流造成的腐蚀比土壤腐蚀还要严重。?
        第二,管体自身运行情况。主要与埋地管道运行年限、管道的防腐层种类、钢管壁厚、绝缘面电阻值和阴极保护状况等有关。当管道越接近设计寿命,其发生腐蚀的危险性就越大。防腐层保护是埋地燃气管道腐蚀防护最基本的方法,不同防腐涂层,其防腐性能不同,塑料粉末涂层有良好的防腐性能,复合材料的复合结构涂层性能卓越,是今后的发展方向。阴极保护技术是电化学保护技术的一种,就是利用外加手段(向被腐蚀的金属结构表面施加一个外加电流)迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极,从而抑制金属离子的迁移,以达到减弱或避免腐蚀的目的[3]。?
        第三,第三方破坏。主要是因为在管线附近有施工开挖行为,或者有耕种农作物等其他人为活动造成的管线结构破坏损伤。此外,还包括线路情况、自然灾害、地面设施、地面活动情况、巡线频率和交叉施工等几个方面。?
        第四,管线的运行维护管理。对燃气管道检查不到位,未及时发现燃气管道存在的安全隐患,并及时处理。同时,也受到维护管理人员自身因素的影响。?
        通过查阅大量文献资料,同时也咨询了相关专家,参与了检测工作,在此基础上,本文确定评估埋地燃气管道防腐状况的指标主要包括第三方破坏、运行管理维护、防腐层种类、运行年数、管段埋深、土壤电阻率、直流杂散电流、防腐层绝缘电阻和阴极保护状况9个。?
  3 埋地管道完整性防外腐蚀管理?
        首先,我国应借鉴发达国家在管道完整性管理方面的经验和优势,结合我国天然气管道运输的特点建立起适合我国管道完整性管理的标准和技术体系,编写合适的规范性文件,保障我国完整性管理有合理合法的依据。?
        其次,政府应将管道完整性管理工作纳入天然气管道安全生产的监督管理法中,规范完整性管理的相关内容,便于监督和执法。?
        再次,我国需要加强管道检测技术的研究,针对腐蚀情况、裂纹类型等不同分类的缺陷检测,要有不同的标准和精度,提高管道检测数据的准确性。另外,还需要提高管道完整性管理技术的集成化,建立相关信息、数据、技术之间的联系,搭建合适的资源共享平台,提高管理技术共享的效果。针对大型数据库,需要规定统一的编码格式,操作系统的适应性要提高,便于对数据的整理分析。安全监管模式都需要统一,才更便于建立统一的评价系统,提高数据共享的可靠性。不断的完善管道检测、腐蚀分析、智能检测等数据库,增强对管道和防护层状况的动态管理程度。建立健全管道沿线的地质、水文、气象、人文环境等信息采集整理工作,完善地质信息系统,有效的预测和分析自然灾害和异常状况给管道安全带来的威胁,并及时的采取补救措施。?
         结束语
         建立长效的防腐蚀管理评价体系,符合埋地管道运行管理的需求,能够有效掌握埋地钢质集输管道的腐蚀状况,并针对检测出的问题,安排有针对性的治理措施,有效提高管网的安全管理水平,避免出现因管道腐蚀渗漏而发生的环境污染事故,具有很高的社会和经济价值。?
         参考文献:?
        [1]许延军.庆咸段埋地输油管道腐蚀检测及防护[J].油气田地面工程,2019,38(08):90-94.?
        [2]李光照,戚灿.长输管道外腐蚀评价标准及技术应用现状[J].全面腐蚀控制,2019,33(07):73-77.?
        [3]罗锋,陈振华,刘权等.埋地管道外腐蚀检测评价方法与标准探析[J].石油规划设计,2018,29(06):14-17+33.
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