小議管道防腐及檢測技術(shù)

孫鼎　鄒震

[摘要]在燃?xì)夤艿赖母g和檢測技術(shù)實(shí)施過程中，燃?xì)夤艿赖母g的檢測技術(shù)問題直接影響到整個(gè)燃?xì)夤艿朗褂玫馁|(zhì)量。本文將就燃?xì)夤艿赖母g和檢測技術(shù)進(jìn)行探討并提出相應(yīng)的檢測技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]燃?xì)夤艿?腐蝕 檢測技術(shù)

一、前言

燃?xì)夤艿赖臋z測技術(shù)是的防燃?xì)夤艿栏g的常用外處理手段，主要是用于燃?xì)夤艿赖母g檢測的項(xiàng)目中。保證管道腐蝕檢測的質(zhì)量是整個(gè)燃?xì)夤艿理?xiàng)目管理的重要環(huán)節(jié)。下文將對燃?xì)夤艿赖母g和檢測技術(shù)進(jìn)行分析。

二、燃?xì)夤艿赖母g檢測技術(shù)現(xiàn)狀

管道輸送作為燃?xì)廨斔偷囊环N主要方式，其在我國的燃?xì)廨斔椭械玫綇V泛的應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已建成的石油和天然氣管道已超過2萬km，擬建設(shè)的管道也有近萬公里。這么多的管道分布的地域極其廣闊，其所敷設(shè)的環(huán)境也具有十分復(fù)雜、位置相對隱蔽的特點(diǎn)，管道一旦發(fā)生失效破壞將難以被人所發(fā)覺，導(dǎo)致其泄漏將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還將對人身安全和環(huán)境等都造成及其嚴(yán)重的破壞。在燃?xì)夤艿佬孤┦鹿手泻艽笠徊糠质怯捎诠艿赖母g而導(dǎo)致的，主要包括管道內(nèi)腐蝕及管道外腐蝕兩種。其中，燃?xì)夤艿拦芡飧g是所有導(dǎo)致管道事故中最重要的誘因，同時(shí)對燃?xì)夤艿赖钠茐囊矘O其嚴(yán)重。

三、燃?xì)夤艿栏g原因分類

金屬腐蝕是金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)或物理作用成為金屬化合物而受破壞的一種現(xiàn)象。作為金屬，燃?xì)夤艿赖母g可分為電腐蝕和自然腐蝕。電腐蝕是指金屬與電解質(zhì)因發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象，往往是由于直流電體和電防腐設(shè)備泄漏電流引起的腐蝕。自然腐蝕則是除此之外在自然狀態(tài)下產(chǎn)生的腐蝕。

（一）電腐蝕

電腐蝕往往表現(xiàn)為縫隙腐蝕和點(diǎn)腐蝕。燃?xì)夤艿酪话闶怯陕菟ā⒑附拥确绞竭B接的，在這些連接件或焊接接頭缺陷處可能出現(xiàn)狹窄的縫隙，其縫寬（一般在0.025-0.1mm）足以使電解質(zhì)溶液進(jìn)入，使縫內(nèi)金屬與縫外金屬構(gòu)成短路原電池，并且在縫內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的局部腐蝕。點(diǎn)腐蝕是指腐蝕集中于金屬表面的局部區(qū)域范圍內(nèi)，并深入到金屬內(nèi)部的孔狀腐蝕形態(tài)，容易導(dǎo)致管道穿孔。

（二）自然腐蝕

自然腐蝕包括化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、細(xì)菌腐蝕等。一般會使管道產(chǎn)生均勻的大面積銹斑及腐坑。

四、管道狀態(tài)檢測技術(shù)及裝備

一般說來，管道安全維護(hù)的方式可以分為主動維護(hù)、被動維護(hù)及全部更換3種。主動維護(hù)即通過定期及不定期的檢測，了解在線管道的受損狀況，作出壽命預(yù)測，按安全規(guī)范主動而適時(shí)采取的維護(hù)措施；被動維護(hù)即發(fā)現(xiàn)泄漏或發(fā)生事故以后，立即組織力量趕赴現(xiàn)場搶修、搶換、搶險(xiǎn)，以恢復(fù)管道運(yùn)行，阻止事態(tài)擴(kuò)大；全部更換即對于已使用了若干年的管道，為避免發(fā)生事故，全部更換成新管道。傳統(tǒng)的管道在線檢測均采用管外抽樣檢測，即將被測管道按一定抽樣間隔開挖后，以手工接觸法逐點(diǎn)進(jìn)行檢測。這種方法費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成本高、周期長，由于不能進(jìn)行全面檢測，故難以保證缺陷不漏檢，而且還不適于檢測公路、鐵路、海洋等區(qū)域下的管道，因此用于管內(nèi)檢測的機(jī)器人便應(yīng)運(yùn)而生。

管內(nèi)檢測機(jī)器人是在管內(nèi)極限環(huán)境中順利運(yùn)動的機(jī)電一體化裝置，它可以攜帶各種檢測設(shè)備同步前進(jìn)，在操作人員的遠(yuǎn)距離控制下完成管道缺陷檢測作業(yè)。目前已研制的管道內(nèi)檢測機(jī)器人根據(jù)不同的特征可分為很多類型。如按功能可為測厚機(jī)器人、測徑機(jī)器人、焊接管道機(jī)器人等；按行走方式可分為輪式、履帶式、足式、振動式和蠕動式管道機(jī)器人等；按檢測手段可將其分為漏磁、超聲波、聲發(fā)射、渦流和攝像檢測機(jī)器人等；按驅(qū)動方式可分為自主驅(qū)動機(jī)器人和介質(zhì)差壓驅(qū)動機(jī)器人等。其中，介質(zhì)差壓驅(qū)動機(jī)器人具有實(shí)用性好、行走距離長、所需動力源方便、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于油氣管道的檢測。

五、燃?xì)夤艿栏g的檢測方法

（一）標(biāo)準(zhǔn)管/地電位法

標(biāo)準(zhǔn)管/地電位法是利用數(shù)字萬用表測試接地硫酸銅電極與管道上的CP電位，通過電位的分布，間接評定涂層的質(zhì)量狀況。這種方法能快速測量管線的陰極保護(hù)單位，但它測試的數(shù)據(jù)受許多因素的制約，經(jīng)常會漏檢和誤判，而且它不能確定缺陷大小、位置以及防腐保溫層的剝離。

（二）密間歇電位法

此法與標(biāo)準(zhǔn)管/地電位類似，可以說是標(biāo)準(zhǔn)管/地電位的加密測試。該法能測定CP系統(tǒng)的效果，間接反映防腐保溫層狀況，并能判斷缺陷的嚴(yán)重性，自動采集數(shù)據(jù)。但此法的測試數(shù)據(jù)受許多因素的制約，不能確定缺陷大小、位置以及防腐保溫層的剝離。

（三）直流電壓梯度法

此法在管道上加載直流信號，用測量管道防腐層破損裸露點(diǎn)和土壤之間存在的電壓梯度，來判別防腐層的缺陷。該方法能準(zhǔn)確地檢測出防腐層的破損位置，亦可估算缺陷大小，并通過IR%判定缺陷的嚴(yán)重程度。但該方法在沒有陰極保護(hù)的管道上不能使用，需要大量的原始數(shù)據(jù)，對土壤的含水量要求也較高，同時(shí)雜散電流、土壤電阻率等環(huán)境因素會引起測量誤差。

（四）電位梯度法

此法在管道加載交流信號。當(dāng)交變信號經(jīng)過管道防腐層的破損點(diǎn)處時(shí)會流失到土壤中，因而電流密度隨著遠(yuǎn)離破損點(diǎn)的距離而減小，在破損點(diǎn)的上方形成了一個(gè)交流電壓梯度，通過電壓梯度即接受信號的強(qiáng)弱來判定防腐層的破損點(diǎn)。此法能識別破損點(diǎn)大小，微小漏點(diǎn)也能測到，但不能指示缺陷的嚴(yán)重程度、CP效率和防腐層剝離，而且易受外界電流的干擾，對操作者的技能要求較高，還經(jīng)常給出不存在的缺陷信息。同時(shí)，水泥或?yàn)r青地面接地難。

（五）多頻管中電流法

該法用發(fā)射機(jī)向管道發(fā)射某一頻率的信號電流，管道外防腐層破損或老化處會有電流流失，管道周圍磁場的強(qiáng)度就會減弱，通過磁場強(qiáng)度的強(qiáng)弱來判斷缺陷的存在。這種方法可對破損點(diǎn)進(jìn)行定位，受地面環(huán)境影響較小，但測量結(jié)果不直觀，不能測量CP效率，不能測量防腐層剝離，易受外界電流的干擾，且需預(yù)先獲得一些參數(shù)，如管體的電阻、防腐層的電容率等。

六、結(jié)束語

總之，在整個(gè)城市燃?xì)夤艿婪栏c檢測的過程中，要重視防腐檢測設(shè)計(jì)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，預(yù)防檢測防腐過程的不徹底的發(fā)生，保證防腐檢測設(shè)計(jì)的規(guī)范性，使整個(gè)防腐檢測過程質(zhì)量得到保證。