埋地钢质天然气管道腐蚀控制检测与对策

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1、埋地钢质天然气管道腐蚀控制检测与对策摘要：结合实际的天然气输气管道工程，对埋地管道外防腐层和阴极保护系统运行状况进行检测。阐述了检测工作的主要内容，分析、评价了检测结果，提出了腐蚀控制对策。关键词：天然气管道；腐蚀控制；阴极保护；检测   1概述   佛山市天然气输气管道采用直缝双面埋弧焊钢管，钢管规格为Ø508×9.5，材质为L360，设计压力为4.4MPa。埋地管道的腐蚀控制方案采用阴极保护系统和管道外防腐层联合保护。阴极保护系统以外加电流阴极保护为主，局部非开挖施工(顶管等)地段安装牺牲阳极为辅。钢管外

2、防腐采用3层聚乙烯加强级防腐层，即高密度聚乙烯作外涂层材料，熔结环氧粉末(FBE)作底层，共聚物作中间粘结层，防腐层总厚度≥3.2mm。已在门站内建设1座外加电流阴极保护站，站内设有2台恒电位仪(1开1备)、1台控制柜以及1口深井阳极井，井深33.4m，采用高硅铸铁阳极，阴极保护站与管道同时投入运行。   由于佛山市天然气输气管道大部分敷设于城乡结合地区，土壤多为回填土、建筑废弃物，且地下水位高，地表水系发达，土壤的腐蚀性较强。为了全面掌握已运营管道的腐蚀控制状况，制订合理、科学的维护管理方案，我们对2007

3、年底投产运行的罗村调压计量站至官窑调压计量站间约20km的输气管道腐蚀控制进行了全面检测。2检测工作的主要内容   ①在非开挖的情况下，采用管线探测仪对管道的平面位置和埋深进行复查，协助管理人员检查管道埋深和复核线路标志桩等设施。②采用管中电流检测法(PipeCurrentMapping，PCM)和直流电压梯度检测法(DirectCurrentVoltageGradient，DCVG)[1]，全面检测该段管道外防腐层的现状，包括防腐层老化情况、破损位置及破损大小状况，测算防腐层的绝缘电阻率。管中电流检测法是通

4、过施加多频信号电流在管道上，检测信号电流在管道上的衰减率，计算出管道防腐层的平均绝缘电阻率。直流电压梯度检测法是向检测管道施加特定频率的电流信号，如果管道防腐层出现破损，信号电流就会从破损点流出，由于土壤的电阻作用，破损点与周围大地之间产生了电压梯度，通过对电压梯度进行检测，确定破损点的位置和破损的程度。③采用密间隔电位检测法(CloseIntervalPotentialSurvey，CIPS)对管道阴极保护电位进行检测[1]，全面掌握阴极保护系统的运行状况，对管道是否获得全面、合适的阴极保护进行测量。基本原

5、理是：测量埋地管道的管道电位数据，每间隔1～3m采集管道电位数据，对于采用阴极保护系统的管道，测量时得到两种管道电位，一是阴极保护系统开启时管道电位Von，一是阴极保护系统关闭时管道电位Voff，其中Voff就是消除土壤中IR降后的保护电位。④通过测量管道附近土壤电位梯度来判断杂散电流分布情况，对确认存在杂散电流干扰的管段进行管道电位监控测量，判断杂散电流对管道的腐蚀影响。3检测结果分析与评价①管道外防腐层平均绝缘电阻率通过管道测试桩施加多频信号电流在管道上，根据每段检测管道的长度不同，输入信号电流大小不同，

6、现场每30m左右设1个检测点，测得电流值，把数据输入计算机，用PCM检测数据分析处理软件分析处理后，得到每段检测管道防腐层绝缘电阻率，计算得到整条管道防腐层平均绝缘电阻率为15500Ω·m2以上质量等级为优，则罗村调压计量站至官窑调压计量站的输气管道防腐层总体平均质量等级属于优级别。②管道防腐破损点通过管道测试桩向管道施加特定频率的电流信号时，检测人员采用英国雷迪RD-PCM埋地管道外防腐状况检测仪(配A字架)，沿管道走向检测，当距离破损点足够近时，就可在仪器上测得直流电压梯度，将A字架的地针插入管道上方的土

7、壤中，采用十字叉定位法，依据接收显示的方向和DB微电压的数值确定出电压场的中心及大小，从而确定破损点的位置和破损的程度。共检测出该段卖地输气管道防腐层缺陷点共计2处，经开挖验证，2处缺陷均为防腐施工质量问题。一处3层聚乙烯防腐层厚度不达标，应采用热收缩套修补，加大外防腐层厚度；另一处在恶劣土壤环境下，补口处防腐层与管道轻度剥离，使用电火花仪(30kV)检查未发现漏电，在阴极保护系统正常运行状况下，可暂不作修补处理，但应对缺陷位置进行标示并加强测试监控[2]。③管道阴极保护系统   在阴极保护电源输出线上串接断

8、流器，断流器以一定的周期断开或接通，检测人员沿管道轴向每间隔1m，采集阴极保护系统开、关时管道电位数据，绘制连续的管道电位曲线图，直观反映出管道全线阴极保护电位情况。   当管道没有外加阴极保护电流，只有少量牺牲阳极工作的情况下，测得罗村调压计量站至官窑调压计量站之间管道电位分布情况是：罗村调压计量站至桃园路立交桥约15km管道，管道电位(Cu/CuSO4参比电极，以下同)为-0.95V～-0.85