埋地管道外防腐完整性

直接檢測評價(jià)技術(shù)

HEBNGC-YX-027

通過對管道外防腐完整性的直接檢測評價(jià),確認(rèn)腐蝕活動,，修復(fù)腐蝕缺陷，可阻止外腐蝕缺陷的擴(kuò)大,降低外腐蝕對管道完整性的影響，改善管道的安全性。埋地管道外腐蝕控制主要有涂層保護(hù)和外加電流保護(hù)兩種方法.外防腐完整性直接檢測評價(jià)是對埋地鋼質(zhì)管道系統(tǒng)的專業(yè)檢測，是一個‘持續(xù)改進(jìn)’的過程。通過周期性的進(jìn)行外防腐檢測評價(jià)，就能確認(rèn)管道上腐蝕活動已經(jīng)發(fā)生，正在發(fā)生或?qū)⒁l(fā)生的位置。找到那些將來可能形成腐蝕缺陷的地方。外防腐完整性直接檢測評價(jià)方法，將管道的物理特征、運(yùn)行歷史、多種地面檢測數(shù)據(jù)及管道表面評價(jià)數(shù)據(jù)綜合考慮，對管道的外腐蝕狀況，提供更加完整性的評價(jià)。目的：1、提高管道運(yùn)行的安全性，阻止管道外腐蝕的發(fā)生；2、如果外腐蝕是管道安全的一種威脅，須進(jìn)行檢測評價(jià)，并依此建立一條基線，對目前外腐蝕不太嚴(yán)重的管道，評價(jià)將來腐蝕的狀況；3、制定并實(shí)施完整性管理（監(jiān)控整改）方案，確保外防腐完整性。內(nèi)容1、全面評估外防腐層的現(xiàn)狀（確認(rèn)已經(jīng)發(fā)生、正在發(fā)生或即將發(fā)生腐蝕的缺陷位置及缺陷大小），評價(jià)其完整性狀況；2、全面檢測陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對其保護(hù)效果（管道是否獲得全面、合適的陰極保護(hù)，是否存在欠保護(hù)及過保護(hù)情況）給予評價(jià)；3、調(diào)查雜散電流分布情況，評價(jià)其對外腐蝕的影響；4、評價(jià)管道的完整性，提出外腐蝕控制改進(jìn)方案。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)1、美國腐蝕工程師協(xié)會NACERP-O502-2002《管道外腐蝕直接評價(jià)方法》ECDA2、美國腐蝕工程師協(xié)會NACETMO-497-97：《與埋地金屬管道陰極保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)關(guān)的測量技術(shù)》3、美國腐蝕工程師協(xié)會NACERPO-169-2002：《埋地金屬管道的外腐蝕控制》4、《鋼質(zhì)管道與儲罐腐蝕調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)》SY/T0087-955、其他相關(guān)的國家和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。外防腐直接檢測評價(jià)的方法步驟

需要將各種現(xiàn)場測驗(yàn)的數(shù)據(jù)及管道物理特征、運(yùn)行歷史的評價(jià)數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合。可分四個步驟：1、初評價(jià)：收集歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，以決定外防腐直接評價(jià)是否可行，選擇檢測工具。2、地面檢測：地面、地上檢測，旨在確定防腐層的有效性和陰保系統(tǒng)的效果，其他各種異常，可能已經(jīng)出現(xiàn)腐蝕或正在腐蝕的區(qū)域。整個管段必須使用兩種或兩種以上的檢測工具，以適應(yīng)不同的條件，提高檢測的普遍實(shí)用性。3、開挖檢驗(yàn)：分析地面無損檢測所得的數(shù)據(jù)，選擇開挖點(diǎn)，選擇進(jìn)行管道表面評價(jià)的地點(diǎn)。根據(jù)直接測驗(yàn)的數(shù)據(jù)與以前的數(shù)據(jù)，確定和評價(jià)外腐蝕對管道的影響。另外，該步驟還包括管道外防腐層性能評價(jià)，腐蝕缺陷維修，以及改進(jìn)錯誤的腐蝕保護(hù)。4、結(jié)果評價(jià)：分析步驟1，2和3的數(shù)據(jù)，評價(jià)外防腐直接檢測評價(jià)過程是否有效，確定重新評價(jià)的時(shí)間間隔。埋地管道外防腐完整性直接檢測評價(jià)的方法

國內(nèi)對埋地管道外防腐完整性直接檢測評價(jià)的方法有：直流電壓梯度（DCVG）/密間隔電位（CIPS）測量法，管中電流衰減測量法，皮爾遜法、C-掃描等。其中，DCVG/CIPS綜合測量技術(shù)是進(jìn)行埋地管道外防腐完整性直接檢測評價(jià)的唯一方法，也是其他方法無法替代的，而管中電流衰減測量法PCM，皮爾遜法只是作為DCVG/CIPS綜合測量技術(shù)無法適用時(shí)的一種補(bǔ)充。

CIPS密間隔管地電位測量定義：在測試樁處與管道進(jìn)行電聯(lián)接，使用導(dǎo)電的測量線沿管線以較小間隔在管道正上方采集一系列管地電位數(shù)據(jù)（距離一般為1到3米，即3至10英尺，或更小間隔）目的：密間隔測量的目的是在管道的每個測量點(diǎn)測量陰極保護(hù)的水平，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解釋，提供給管道操作者大量信息（如下所示，但不局限于此）

對管道未能進(jìn)行測量點(diǎn)測量的區(qū)域進(jìn)行檢測；

確定測量點(diǎn)測量中發(fā)現(xiàn)的低電位區(qū)域的范圍；

對現(xiàn)有設(shè)施上的涂層缺陷進(jìn)行定位，或建設(shè)新的設(shè)施；定位雜散電流流進(jìn)和流出點(diǎn)；

確定分布或并行排列地床的有效性；識別短路套管、可探測的電絕緣接頭或與其他金屬結(jié)構(gòu)的接觸；定位電和地質(zhì)電流隔離區(qū)域；電流要求和電流分布測試；

對應(yīng)力腐蝕電位危險(xiǎn)地區(qū)進(jìn)行定位；管道定位和對外部腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)分級是完整性管理的一部分，或者說是管道外腐蝕直接評價(jià)（ECDA）的一個重要環(huán)節(jié)。DCVG直流電壓梯度測量定義：使用特殊的模擬測量儀或軟件程序進(jìn)行的強(qiáng)加電流中斷的cell-to-cell的測量，軟件程序使用一般的現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄器定位涂層損壞，并對破損點(diǎn)進(jìn)行分級。目的：

確定缺陷點(diǎn)的位置；

確定缺陷的大小，按缺陷嚴(yán)重程度分類；

判定缺陷處管體腐蝕電流的流向；

確定缺陷的修復(fù)優(yōu)先級別。雜散電流和大地電流校正

工作內(nèi)容:進(jìn)行全線管道雜散電流的測量，確定管線的所有受雜散電流強(qiáng)度大于30mv以上的干擾區(qū)域。在該段所經(jīng)地區(qū)所有可進(jìn)入的檢測樁處，雜散電流的強(qiáng)度高于30mv以上的區(qū)域內(nèi)，通過記錄管道上的管地電位和由電流引起的IR降來進(jìn)行這項(xiàng)工作。雜散電流調(diào)查有三個目的，一是確定管線上遭受雜散電流影響的區(qū)域，并對其干擾影響程度進(jìn)行評價(jià)；二是在雜散電流干擾區(qū)，必須對密間隔測量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，才能獲得真實(shí)的陰極保護(hù)電位，并對其保護(hù)水平進(jìn)行評價(jià)；三是如果雜散電流干擾程度超過標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍，就有必要對雜散電流進(jìn)行排流，那么所采集的雜散電流數(shù)據(jù)將用于設(shè)計(jì)一套雜散電流排流系統(tǒng)。工作量在測量動態(tài)雜散電流時(shí)，將微型記錄器連接到管道的上檢測樁，設(shè)置在24小時(shí)時(shí)間內(nèi)以每1秒一次的頻率記錄管地電位，微型計(jì)錄器都必須記錄管道的管地電位最少4小時(shí)，在4小時(shí)的時(shí)段內(nèi)管地電位波動大于30mv的檢測樁都要作記錄。在每個測試樁處都要進(jìn)行雜散電流測量，每秒采集一個管地電位數(shù)據(jù)，至少4小時(shí)以上，每個測試樁4小時(shí)采集的數(shù)據(jù)至少為14,400個，約30個測試樁采集的數(shù)據(jù)至少有432,000個。

開挖驗(yàn)證和無損直接檢測

A、工作內(nèi)容l

依照ECDA標(biāo)準(zhǔn)，按照IR%值，對缺陷點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)先級排序；排列地面無損檢測標(biāo)示的優(yōu)先級；l

根據(jù)DCVG/CIPS檢測標(biāo)示的破損點(diǎn)，抽樣開挖驗(yàn)證；l

當(dāng)管道暴露出來，將管道上的土壤清除干凈，用肉眼檢查是否有涂層的損壞；l

對防腐層粘結(jié)強(qiáng)度檢測，測量涂層厚度；l

在管道發(fā)生明顯腐蝕的位置，測量所有腐蝕坑的深度，記錄下們的深度和位置；l

測量外防腐層破損和腐蝕缺陷；l

漏點(diǎn)檢測l用數(shù)碼像機(jī)拍攝下挖掘和檢測的全過程。

B、工作量l依照ECDA標(biāo)準(zhǔn)，缺陷點(diǎn)按嚴(yán)重程度，1級（1-15%IR）、2級（16-35%IR）、3級（36-60%IR）、4級（61-100%IR），從中可抽樣選擇2、3、4級各一處，進(jìn)行直接挖掘；l每處的直接開挖檢測，每處現(xiàn)場檢測需要一個工作日，室內(nèi)整理需要半個工作日，共需5個工作日。

DCVG/CIPS組合測量、PCM檢測、皮爾遜法

三種檢測方法對比表

序號檢測項(xiàng)目DCVG/CIPS組合測量PCM檢測皮爾遜法1陰極保護(hù)用于直接檢測評價(jià)陰極保護(hù)系統(tǒng)狀況，確定陰極保護(hù)不足、過保護(hù)的管段，確定陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)度。無法評價(jià)無法評價(jià)2防腐層狀況間接用于防腐層質(zhì)量總體評價(jià)間接用于防腐層質(zhì)量總體評價(jià)無法評價(jià)3裸管區(qū)評價(jià)裸管陽極區(qū)狀況無法檢測無法檢測4缺陷定位缺陷，計(jì)算缺陷點(diǎn)的大小，判斷缺陷處管體腐蝕電流的流向，確定缺陷處管體的腐蝕狀態(tài)，確定缺陷修復(fù)的優(yōu)先級。用于定位防腐層缺陷點(diǎn)，但不能區(qū)分其大小和腐蝕狀態(tài)。用于定位防腐層缺陷點(diǎn)，但不能區(qū)分其大小和腐蝕狀態(tài)。5雜散電流判定雜散電流的干擾區(qū)域，確定雜散電流的流出點(diǎn)、流入點(diǎn)，評估雜散電流的干擾強(qiáng)度。在雜散電流或大地電流干擾的區(qū)域，通過安裝智能數(shù)據(jù)記錄器，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的處理與分析，可獲得真實(shí)的陰極保護(hù)電位。無法檢測無法檢測綜述用于埋地管道外防腐完整性直接檢測評價(jià)，給業(yè)主提供全面、合理、科學(xué)的維護(hù)、維修管理方案。只能用于缺陷定位。只能用于缺陷定位。分級標(biāo)準(zhǔn)級別IR%修復(fù)優(yōu)先級1級1-15%這類破損點(diǎn)常被認(rèn)為不重要，不須修復(fù)。一般有效的陰極系統(tǒng)可以提供長期保護(hù)2級16-35%IR這類漏損點(diǎn)一般不是嚴(yán)重的威脅，適當(dāng)?shù)年幈l件可以提供足夠的保護(hù)。這類漏損點(diǎn)可能被挑出來進(jìn)行監(jiān)控—陰保狀況的潑動可能導(dǎo)致防腐層狀況的惡化。3級36-60%IR這類漏損點(diǎn)一般認(rèn)為值得修復(fù)。陰保電流可能主要從這里流失，并且防腐層可能出現(xiàn)了嚴(yán)重的破損，這類漏損點(diǎn)可能也被建議計(jì)劃修復(fù)。它們可能是管道完整性的主要威脅。4級61-100%IR這類漏損點(diǎn)一般要立即修復(fù)。陰保電流可能主要從這里流失，并且防腐層可能出現(xiàn)了大面積嚴(yán)重破損。它們被認(rèn)為很可能對管道完整性造成了威脅。IR%用來對防腐層狀況進(jìn)行分類，確定防腐層破損的優(yōu)先級。確定漏損點(diǎn)腐蝕狀況狀態(tài)極性特征C/C陰極/陰極表明在陰保接通時(shí)，漏損點(diǎn)是陰極，受保護(hù)；陰保中斷時(shí)，依然能極化。漏損點(diǎn)消耗陰保電流，但腐蝕不活躍。C/N陰極/中性表明在陰保接通時(shí)，漏損點(diǎn)是陰極，受保護(hù)；陰保中斷時(shí)，漏損點(diǎn)為中性。漏損點(diǎn)消耗陰保電流，陰保受干擾時(shí)可能腐蝕。C/A陰極/陽極表明在陰保接通時(shí)，漏損點(diǎn)是陰極，受保護(hù)；陰保中斷時(shí)，漏損點(diǎn)為陽性。漏損點(diǎn)消耗陰保電流，這些漏損點(diǎn)在陰保運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)仍然可能腐蝕。A/A陽極/陽極表明不管陰保接通或中斷，漏損點(diǎn)都未保護(hù)。它們可能腐蝕，但不一定消耗電流。某管道DCVG/CIPS測量結(jié)果曲線圖1、確認(rèn)此管段在是距L2P0894順氣流方向157米處，有一處缺陷，為即將發(fā)生腐蝕的缺陷，缺陷大小27%IR；2、此段管道獲得合適的陰極保護(hù)。在雜散電流干擾下的DCVG/CIPS測量結(jié)果曲線圖此管段的ON/OFF電位起伏較大，遭受雜散電流的干擾，無法了解真正的陰極