埋地钢管外防腐系统腐蚀因素的检测评价与控制

啪Ｉｓｓｌｏｎ　埋地钢管外防腐系统腐蚀因素的检测评价与控制　上海燃气市北销售有限公司　娄桂云　摘要：文章通过对上海燃气市北销售有限公司埋地钢管外防腐系统的检测，分析了外防腐层保护效果、阴极　保护效果以及杂散电流对钢管腐蚀的影响，并提出了腐蚀控制措施。　关键词：外防腐层保护效果　阴极保护效果　杂散电流　检测评价　控制　０概述　状态的一种防护方法，可通过外加电源进行极化或　添加氧化剂的方法达到保护目的。阴极保护失效将　上海城市燃气的发展已经有１４０多年的历史，　截至２０１１年３月我公司现有次高压、中高压地下　管线共６　８００　ｋｍ，其中，埋地钢管占１６．５％。２００６　年我公司建立了基于ＧＩＳ信息管理系统数据库基础　使管道失去防腐保护的第二道屏障，会引起金属管　道管体的腐蚀，不利于管道的安全运行。　杂散电流是在地下流动的防护系统设计之外　对金属管道产生腐蚀破坏作用的电流。杂散电流腐　上的管网风险评估系统，最终使输配管网的管理从　蚀包括直流杂散电流腐蚀和交流杂散电流腐蚀。对　于我公司而言，比较典型的是受轨道交通运行产生　的杂散电流对管道腐蚀产生的影响。　本文主要从外防腐层保护效果、阴极保护效果　以及杂散电流三方面进行检测、评价及分析，研究　埋地钢管的腐蚀防护。　固定思维加经验判断的操作模式转向先进科学的　管理模式，使管网管理更为有序、合理、高效。埋　地管网腐蚀指数的检测评价做为整个风险评估系　统的重要环节和组成部分，可以为管网的风险评估　提供可靠的腐蚀数据支持，为判定管网的安全运行　状况提供可靠依据。　２评价因素的检测与分析　１　外防腐系统腐蚀评价因素的选取　２．１外防腐层保护效果的检测与分析　虽然近年来管道的防腐技术已经有了很大的　发展，出现了许多新的防腐蚀材料和技术，但由于　防腐层施工质量控制不好以及第三方施工造成的　损害等原因使管道的腐蚀问题仍未从根本上得到　解决。公司在管道日常的运行管理中发现，管道的　外防腐层保护效果的检测采取非开挖检测与　开挖检测的方式进行。　２．１．１外防腐层的非开挖检测　非开挖检测主要采用交流电流衰减法（ＰＣＭ）及　交流电位梯度法（ＡＣＶＧ）对防腐等级、破损点位置　进行检验检测。　目前我公司对管辖范围内约１００　０１０　ｍ的埋地　钢管进行了外防腐层防护效果的检测。利用ＰＣＭ　埋地管道防腐层检测仪测定外防腐层的绝缘电阻，　腐蚀主要与外防腐层的保护效果、阴极保护效果以　及管道所处的环境（如杂散电流影响）密切相关。　外防腐层能抵御现场环境腐蚀，保证与钢管牢　固粘结，尽可能不出现阴极剥离和造成阴极保护死　区。外防腐破损，会引起金属损失缺陷，造成管道　穿孔、断裂等，将会对燃气的安全输送造成极大危　害。　阴檄１呆护是便用莜保护金属　处于稳定的钝性　并参照《埋地钢质管道外防腐层修复技术规范》　（ＳＹ／Ｔ　５９１８－－２００４）中的防腐层分级标准，对防腐层　进行腐蚀等级的划分。　结果表明防腐层质量为一级的管段８８　７０３　ｍ，　））２０１２年第２期上海煤气　ＴｒｍｎｓｍＩ　占所检测管道长度的８８．６９％；二级的６　１８Ｉ　ｍ，占　所检测管道长度的６．１８％；三级的３　４２４　ｍ，占所检　测管道长度的３．４２％；四级的１　０５１　ｍ，占所检测管　道长度的１．０５％；五级的６５１　１ＴＩ，占所检测管道长度　的０．６５％。　行检测与评价，检测管线长度共计５４　８６１　ｍ，分为　１１４段，检测结果见表２。　表２埋地钢管阴极保护效果检测结果　序　号　１　２　检测管段　石洞口出厂管　泰和路．共富路　检测管长　有效保护　未有效保护　保护率，％　ｍ　ｍ　ｍ　通过ＰＣＭ埋地管道防腐层检测仪测定管道外　１７　６３４　１２　３４６　８　３９４　７　６２４　５２８８　７７０　４０８　７０．Ｏｌ　９０＿８３　９８．２ｌ　防腐层存在交流电流梯度值（ｄｂ值），判定管道外防　３　顾新路一水产路一友谊路　２２　８０９　２２４０１　腐层存在破损点，在整个检测过程发现拟似破　损点３８处。　２．１．２外防腐层的开挖检测　根据非开挖检测的结果共发现拟似破损点３８　处，经过研讨，作为首次开挖选择了其中保护电位　偏低，漏电电流偏大等５处具有代表性的拟似破损　点优先开挖，通过开挖来验证管道腐蚀的实际状　况，具体开挖点的选取见表１。　表１　直接检测开挖点选取情况　开挖点　道路位置　外防腐层　环境　选择原因　编号　等级　ＳＤＫ—ｌ　老菹川路　三级　渣土路面，物流公　司门口　保护电位局十标准值　．８５０ｍｖ　ＳＤＫ一５　菠川路　五级　绿化带草皮、灌木　位接近标准值下限　疑似焊口补口，保护电　ＴＨ一４　铁力路　五级　非机动车道上，黑　色路面　疑似焊口补口　ＧＸｌ　水产西路　（富长路）　二级　人行道上，交通流　—量不大　漏电电流偏大　Ｇ）（．３　（泰和路）杨泰路　　三级　上有ｌ力Ｖ向胜线　平行　环境高压电线干扰拟验　证高压线对管道影响　通过对开挖各点进行外观检查、漏点检测、厚　度检测、粘结力检测，验证发现：５处开挖的破损　点均存在缺陷，其中１处外防腐层涂层损伤，３处　外防腐层剥落，１处牺牲阳极块接头未包好，１处　阴极保护电位低于标准保护电位一８５０　ｍｖ。其中老　菹川Ｉ路破损点ＳＤＫ一１开挖后检测发现管体轻微腐　蚀，表明外防腐层的破损对管道腐蚀有着直接影　响。　造成防腐层破损的原因主要是：施工质量控制　不好，造成的防腐层损伤、补口未防腐、沥青防腐　层涂抹不均遗漏等；管道下沟回填时第三方破坏造　成的损伤；防腐层老化造成的破损。　２．２阴极保护效果的检测与分析　本次阴极保护检测使用密间隔电位（ＣＩＰＳ）法进　４　墨玉路　６　０２４　６　０００　２４　９９．６０　５　合计　５４　８６１　４８　３７ｌ　６４９０　８８．１７　并对检测的１１４段分别绘制管道保护电位沿距　离分布图。以石洞口厂门口２　阀井至煤电路桥东桩　为例分析，见图１。　＞　吕　划　霸　捌　抽　跑隅／ｍ　图１　２　阀井至煤电路桥东桩阴极保护电位分布　该段管线全长１８１　ｍ，信号接入点为石洞口门　ＩＳｌ　２　阀井，检测方向由石洞１５厂门口２　阀井至煤电　路桥东桩东往西方向，大部分管道位于煤电路。阴　保电位范围为（一１　０６０　ｍＶ，一７１０　ｍＶ），该段７处总　计约３４　ｍ未达到保护。电位分布ＣＩＰＳ测试曲线如　图１所示。　对１１４段管段的ＣＩＰＳ测试及评价结果如下：　（１）有效保护长度为４８　３７１　ｍ，未达到有效保护　长度为６　４９０　ｍ，有效保护率为８８．１７％；　（２）未有效保护段主要位于煤电路桥西侧、五岳　河桥南侧、盛桥南侧及北侧、北张泾桥南侧及北侧　等附近ｌ６９处；　（３）石洞１５出厂管未达到标准要求的管段（管地　电位高于一８５０　ｍＶ）较多。　结果表明阴极保护失效会加速管道腐蚀，影响　输气管道的正常运行。　２．３杂散电流的检测与分析　杂散电流检　０采用杂散电流检测仪（ＳＣＭ），该　上海煤气２０１２年第２期（（Ｊ　啊ｌｉｓｌｅｎ　仪器可以沿着管道检测任何杂散电流的大小和方　向，且能够快速地评价从地表至管线间的杂散电　流，分辨杂散电流的频率和方向。　通过对管道沿线敷设环境调查，选取共和新路　汶水路地铁１号线汶水路站西南角１处位置进行杂　散电流测试。该位置靠近地铁１号线汶水路站，位　于共和新路高架桥下入口及中环线交接位置，路面　汽车行使对管道有一定的影响。　具体测试结果及分析如下：　ｆ１）在地铁开、停车期间管道中存在脉冲式的杂　散电流，电流的最大差值７３．３８９　Ａ，具有较强的干　扰性。　（２）杂散电流干扰源主要为地铁轨道交通及道　路交通产生脉冲式干扰。　对该处进行外防腐层的ＰＣＭ检测结果表明：　该区域由于受杂散电流的影响，钢管管体的腐蚀损　坏速度远比其它区域高，且检测发现存在防腐层破　损点，证明杂散电流对管道防腐系统存在较大影　响。　３埋地钢管的腐蚀控制　３．１　外防腐层的腐蚀防护控制　外防腐层是控制管道腐蚀破坏的关键因素，防　护层的破坏将加速阴极保护的失效，进而引起管道　管体腐蚀，对管道的安全运行埋下安全隐患。因此　必须采取以下措施减少腐蚀防护层的破坏：　（１）控制外防腐层的施工质量，选择有资质的施　工单位，并按照标准要求认真施工；　（２１按照全面检验的要求对管道外防腐层进行　周期性的外防腐层效果检测，控制措施见下表：　表３外防腐层腐蚀分级及控制措施　腐蚀等级　控制措施　１　腐蚀防护系统功能完好，暂不维修和补漏。　２　腐蚀防护系统基本完好，但存在一些不影响防护效果的缺陷，每　两年为～周期进行检漏修补作业。　３　腐蚀防护系统整体状况较差，存在缺陷，不能完全满足设计要求，　每年进行检漏和修补。　４　腐蚀防护系统老化比较严重，加密测点进行小区段测试，对加密　测点测出小于１　０００　Ｑ．ｍ　的防腐层进行维修。　５　腐蚀防护系统老化严重，不能满足设计要求，不能有效防止金属　管体腐蚀，应进行大修。　（３）对防腐层破损点进行有计戈　的开挖检测、修　Ｊ　））２０１２年第２期上海煤气　复，避免金属管道管体的腐蚀。　３．２　阴极保护的腐蚀控制措施　阴极保护包括牺牲阳极和外加电流保，作　为管道腐蚀防护的第二到屏障，阴极保护可以在外　防腐层破损的情况下，提高管道金属管体的抗腐蚀　能力。针对公司对５４　８６１　ｍ管道进行ＣＩＰＳ检测的　结果来看，有效保护长度为４８　３７１　ｍ，未达到有效　保护长度为６　４９０　ｍ，有效保护率为８８．１７％。对未　达到有效保护的管道必须采取以下措施进行防护：　（１）对检测发现的问题进行修复和改造，对不完　好的阴保测试井进行修复或更换；　ｆ２１对管段周围高危地段加强监控和巡查。　３－３杂散电流的腐蚀防护控制　杂散电流干扰的影响广，分布情况复杂多变，　且对管道引起的电流干扰腐蚀比一般的土壤腐蚀　强烈得多。因此，对我公司受杂散电流影响的埋地　钢管，如临近轨道交通的管道、与高压电线并行敷　设的管道等，必须采取以下措施，减少杂散电流对　管道的腐蚀影响，确保管道的安全运行。　（１）采取加强级的ＰＥ防腐技术，如加强级的３ＰＥ　防腐技术；　（２）对杂散电流影响管段进行排流措施，如直接　排流法、极性排流法、强制排流法等等，同时辅以　防腐层维修、更换、绝缘连接，串入调节电流的电　阻，采用有源电场的屏蔽等措施，提高排流保护的　效果；　（３）采取措施减少干扰源泄漏到大地的电流量；　（４）对杂散电流影响管道的周围高危地段加强　监控和巡查，对检测发现的问题及时进行修复和改　造。　４结论　根据检测结果，为确保管道安全运行，必须加　强对埋地钢管外防腐层的监控与维护，同时对检测　发现的问题进行修复和改造，需进一步采取以下措　施：　（１）对防腐层防防护等级为四五级，腐蚀防护系　Ｔｒａｎｓｍｌ　统缺陷严重，不能满足设计要求，必须采取有计划　的开挖检验、修复，避免金属管道的腐蚀；　（２）对不完好的阴保测试井进行修复或更换并　做好日常运行维护保养的记录；　（３）对管线周围高危地段加强监控和巡查：　（４）定期对杂散电流影响管道进行监测，掌握杂　施：　（５）针对杂散电流干扰严重的管段进行有效排　流：　（６）开展完整性管理工作：建立某条管线的地理　信息系统，以便对检验检测中发现的缺陷进行动态　管理，同时满足国家对管道安全监察所提出的管道　完整性管理和基于风险的检验检测的需求。　散电流影响大小及趋势，制定科学的安全管理措　Ｄｅｔｅｃｔ　ｉ　ｏｎ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｏｏｎｔｒｏ　Ｉ　ｏｆ　Ｃｏｒ　ｒｏｓ　ｉ　ｏｎ　Ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｎ　Ｅｘｔｅｒｎａ　ｌ　Ａｎｔ　ｉ—ｃｏｒ　ｒｏｓ　ｉ　ｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｂｕｒ　ｉ　ｅｄ　Ｓｔｅｅｌ　Ｐｉｐｅｌ　ｉ　ｎｅｓ　Ｎｏｒｔｈ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｇａｓ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ＣＯ．，Ｌｔｄ．Ｌｏｕ　Ｇｕｉｙｕｎ　Ａｂｓｔ　ｒ　ａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ａｎｔｉ—ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｕｆｆｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｇａｓ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ＣＯ．，Ｌｔｄ，ｔｈｅ　ａｒｔｉｌｃｅ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ａｎｔｉ．ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇｔｈｅ　ｃａｔｈｏｄｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　．ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ，ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｒａｙ　ｃｕｒｒｅｎｔａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ．　，Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｔｅｒｎａｌ　ａｎｔｉ－ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ，ｃａｔｈｏｄｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｓｔｒａｙ　ｃｕｒｒｅｎｔ，ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　，ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　（上接第３页）　改质合成气热值：１４．８３７　ＭＪ／ｍ。，掺混出厂气　热值：１５．９６９　ＭＪ／ｍ　。　５结论　线改造成既能用天然气又能用轻油作为生产原料　的制气生产线，改造后具有１　８０万ｍ　／ｄ人工煤气供　气规模。改造中以原生产线为基础，结合自身生产　装置的特点及生产条件，成功实现天然气改质制气　的目的。　石洞口煤气制气公司将原三条轻油制气生产　（上接第６页）　Ａｎａｌｙｓｉ　Ｓ　ｏｎ　ＰｒｅｃｏｏＩ　ｉｎｇ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈｉｇｈ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｐｕｍｐ　ｉｎ　ＬＮＧ　ＴｅｒｍｉｎａＩ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　ＬＮＧ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｌｉｕ　Ｍｅｎｇ　Ａｂｓｔ　ｒ　ａｃｔ：Ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｕｍｐ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ＬＮＧ　ｔｅｒｍｉｎａｌ，ｉｔｓ　ｐｒｅｃｏｏｌｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｉｔｓ　Ｐｒｅｃｏｏｌｉｎｇ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ，ａｎａｌｙｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｃｏｏｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ　ｔｏ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅｃｏｏｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｉｈ　ｔｔｈｅ　ＲＴＤ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ），ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｃｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｔｏ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｌｉｑｕｉｄ—ｌｅｖｅｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＮＧ　ｔｅｒｍｉｎａｌ，ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｕｍｐ，ＲＴＤ，ｌｉｑｕｉｄ—ｌｅｖｅｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｐｒｅｃｏｏｌｉｎｇ　上海煤气２０１２年第２期（（