埋地鋼制管道外防腐層檢測(cè)技術(shù)在海拉爾油田的應(yīng)用

姜偉

【摘 要】通過交流電位梯度法和人體大地電容法檢測(cè)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證，初步制定了適合海拉爾油田的埋地鋼制管道外防腐層破損評(píng)價(jià)范圍，為節(jié)約生產(chǎn)成本、科學(xué)指導(dǎo)管道維修提供技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】埋地鋼制管道外防腐層檢測(cè)；海拉爾油田

中圖分類號(hào)： TE988.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）08-0208-002

Application of Inspection Technology for External Anticorrosion Coating of Buried Steel Pipeline in Hailaer Oilfield

JIANG Wei

（Department of Planning and Design， Hailar Petroleum Exploration and Development Command， Daqing Oilfield， Hulunbuir， Inner Mongolia 021000， China）

【Abstract】Through the AC potential gradient method and human body capacitance method detection combined with on-the-spot excavation verification， the evaluation scope of the external corrosion protection layer of the buried steel pipe suitable for the Hailaer oilfield was preliminarily formulated to provide the cost saving and scientific guidance for pipeline maintenance. Technical Support.

【Key words】Buried steel pipe outer coating inspection； Hailar oil field

0 引言

隨著埋地鋼制管道運(yùn)行年限延長(zhǎng)，管道外防腐層難免出現(xiàn)老化及人為破壞情況，造成管體局部腐蝕直至穿孔，是管道安全運(yùn)行的一大隱患[1-3]。對(duì)埋地管道外防腐層進(jìn)行檢測(cè)并評(píng)價(jià)防腐狀態(tài)，尋找管道隱患位置，提出具體的維修、更換意見，成為增強(qiáng)管道安全運(yùn)行可靠性的重要手段[4-6]。目前管道檢測(cè)方法沒有統(tǒng)一的破損評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，一般根據(jù)檢測(cè)儀器說明書、檢測(cè)環(huán)境、工作經(jīng)驗(yàn)、開挖驗(yàn)證等手段綜合判斷[7-9]。

德蘇輸油管道2009年建成投產(chǎn)，是海拉爾油田重要的輸油干線，全長(zhǎng)85.736km，規(guī)格為Φ219×6，投產(chǎn)后從未檢測(cè)過，為保障安全平穩(wěn)運(yùn)行，先后采用交流電位梯度法和人體大地電容法進(jìn)行外防腐層檢測(cè)，根據(jù)結(jié)果對(duì)比摸索防腐層破損評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1 檢測(cè)原理[1-2]

1.1 交流地電位梯度法（ACVG）

利用電流測(cè)繪系統(tǒng)（PCM）與交流地電位差測(cè)量?jī)x（A字架），通過測(cè)量土壤中交流地電位梯度的變化，查找和定位管道防腐層破損點(diǎn)。其原理是向管道施加一個(gè)特定的檢測(cè)信號(hào)，信號(hào)沿管道傳播，當(dāng)管道的防腐層出現(xiàn)破損或補(bǔ)口缺陷時(shí)，以破損點(diǎn)為中心，在管道周圍形成疊加的“點(diǎn)源”電場(chǎng)和“點(diǎn)源”磁場(chǎng)。在土壤電阻率均勻的條件下，管道電流隨傳播距離均勻衰減，通過測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度和尋找“點(diǎn)源”在地表的投影，就可得知破損點(diǎn)位置。這種方法可檢測(cè)深度在3m以內(nèi)，20cm2以上破損裸露點(diǎn)，定位精度在±2.5m范圍內(nèi)。

優(yōu)點(diǎn)：不需沿線步行檢測(cè)，可在檢測(cè)人員難以達(dá)到的區(qū)域使用。操作人員少，可迅速獲取初勘結(jié)果。

缺點(diǎn)：不能準(zhǔn)確檢測(cè)防腐缺陷位置，需頻繁使用A字架，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度加大，易受管道附近磁性體和雜散電流的影響。

1.2 人體大地電容法

給待測(cè)管道施加一個(gè)1000赫茲左右的交變電流，使其沿管道方向傳播，在管道周圍產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)。利用這個(gè)磁場(chǎng)使用帶有天線的探測(cè)儀可準(zhǔn)確探測(cè)管道的位置、走向、分支等；同時(shí)，管道外防腐層缺陷處向土壤泄漏電流，通過大地回流到發(fā)射儀器的接地點(diǎn)，這樣在缺陷處形成一個(gè)以缺陷點(diǎn)為中心的交變電場(chǎng)，并成指數(shù)衰減，當(dāng)兩個(gè)人體站在交變電場(chǎng)內(nèi)時(shí)，由于人體的電容作用，使每個(gè)人具有一定的交變電位，檢漏儀檢測(cè)出兩個(gè)人體之間的電位差，當(dāng)一人站在缺陷中心另一人站在管道側(cè)面或無缺陷的管道上方時(shí)，儀器所接收的信號(hào)幅值最大，從而確定缺陷的準(zhǔn)確位置。這種方法可檢測(cè)深度在5m以內(nèi)，10cm2以上破損裸露點(diǎn)，定位精度在±0.5m范圍內(nèi)。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確率和檢測(cè)工作效率高，能夠精確、快速定位缺陷位置，適合野外操作。

缺點(diǎn)：需沿全線步行檢測(cè)，易受人為和外界環(huán)境影響。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及分析

采用先交流電位梯度法檢測(cè)漏點(diǎn)，后人體大地電容法復(fù)檢的方式對(duì)德蘇輸油管道進(jìn)行全線檢測(cè)，共發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)13個(gè)，其相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1。

由于管道檢測(cè)受土壤、環(huán)境、人為因素影響，兩種檢測(cè)方法都沒有一個(gè)固定的破損等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，只能根據(jù)檢測(cè)儀器說明，配合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及開挖情況，綜合評(píng)價(jià)破損等級(jí)。

交流電位梯度法判斷防腐層破損點(diǎn)大小的依據(jù)為：A字架在破損點(diǎn)左右1.2m，破損點(diǎn)的最大Db值≤40，無故障點(diǎn)，40Db～70Db為小型故障點(diǎn)，70Db～100Db為中等故障點(diǎn)，≥100Db為嚴(yán)重故障點(diǎn)。表1中小型故障點(diǎn)8處，無故障點(diǎn)5處。

人體大地電容法判斷防腐層破損點(diǎn)大小的依據(jù)劃分為：在檢測(cè)時(shí)，使檢測(cè)儀保持一定的靜態(tài)信號(hào)，當(dāng)泄漏電位在300mv以內(nèi)不能判斷為破損點(diǎn)，這可能是由于土壤干濕變化、管道防腐層局部厚度不均、管道埋土深度變化、檢測(cè)人員偏離管位等因素引起，一般認(rèn)為當(dāng)泄漏電位在300～600mv為防腐層的微小缺陷（破損點(diǎn)較小或肉眼難以辨認(rèn)）；當(dāng)泄漏電位在600～900mv為防腐層的中等破損；當(dāng)泄漏電位在900mv以上應(yīng)為開挖修復(fù)的大破損。表1中除1#點(diǎn)和5#點(diǎn)泄漏電位達(dá)到900mv為可開挖修復(fù)大破損點(diǎn)外，其余破損點(diǎn)泄漏電位均小于900mv，其中中等破損點(diǎn)2處，微小破損點(diǎn)6處，防腐層完好點(diǎn)3處。

為了確定兩種方法判斷防腐層破損點(diǎn)大小的依據(jù)在海拉爾現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)性，選擇現(xiàn)場(chǎng)6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行開挖認(rèn)證。1#點(diǎn)破損點(diǎn)DB值為63、泄漏電位1020mv時(shí)，防腐層保溫層嚴(yán)重破損，且管體已經(jīng)直接與土壤接觸；5#點(diǎn)破損點(diǎn)DB值為35、泄漏電位960mv時(shí)，防腐層已腐爛，管體補(bǔ)口處與水直接接觸。由此可見，DB值大于35或泄漏電位大于900mv時(shí)需要進(jìn)行開挖修復(fù)。

9#點(diǎn)破損點(diǎn)DB值為40、泄漏電位280mv時(shí)，防腐層明顯破損，為小故障點(diǎn)；11#點(diǎn)破損點(diǎn)DB值為38、泄漏電位408mv時(shí)，防腐層目測(cè)無破損或破損點(diǎn)肉眼不可見。由此可見，DB值大于40時(shí)需要進(jìn)行開挖修復(fù)，泄漏電位范圍還需要進(jìn)一步確認(rèn)。

3#點(diǎn)破損點(diǎn)DB值為40、泄漏電位440mv時(shí)，防腐層輕微破損，基本可不修復(fù)；7#點(diǎn)破損點(diǎn)DB值為42、泄漏電位460mv時(shí)，電纜接頭處防腐層已全部破損。由此可見，泄漏電位大于460mv需開挖修復(fù)。

結(jié)合以上6個(gè)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證及復(fù)檢結(jié)果，海拉爾油田現(xiàn)場(chǎng)交流電位梯度法判斷防腐層破損點(diǎn)大小的依據(jù)劃分為：當(dāng)A字架在破損點(diǎn)左右1.2m時(shí)，破損點(diǎn)的最大Db值小于40為無故障點(diǎn)或故障點(diǎn)肉眼不可辨認(rèn)，40Db～60Db為小型故障點(diǎn)，大于60為嚴(yán)重故障點(diǎn)，故DB值大于40的需進(jìn)行開挖修復(fù)。人體大地電容法判斷防腐層破損點(diǎn)依據(jù)劃分為：當(dāng)泄漏電位小于460mv時(shí)無故障，460～900mv為小型故障點(diǎn)，大于900mv為嚴(yán)重故障點(diǎn)，故泄漏電位大于460mv需進(jìn)行開挖修復(fù)。

3 結(jié)論

（1）對(duì)于管道外防腐層檢測(cè)，交流電位梯度法和人體大地電容法均適用于海拉爾油田，測(cè)量結(jié)果受儀器、自然環(huán)境及人為因素影響較大，破損點(diǎn)開挖需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況綜合評(píng)定。

（2）考慮到每種檢測(cè)方法都會(huì)有其局限性，開挖修復(fù)范圍：交流電位梯度法Db值大于40，人體大地電容法泄漏電位大于460mv。

【參考文獻(xiàn)】

[1]曹博.交流電位梯度法在埋地鋼制管道外防腐層檢測(cè)中的應(yīng)用.建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2015（2）.

[2]黃昌壁等.管道防腐層檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展.石油儀器，2003，17（5）.

[3]楊永， 何仁洋， 楊劍鋒，等. 埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究[J]. 管道技術(shù)與設(shè)備， 2004（2）：11-14.

[4]劉春波. 埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)模糊綜合評(píng)價(jià)技術(shù)研究[D]. 北京工業(yè)大學(xué)， 2007.

[5]楊子江. 埋地鋼管外防腐層狀況檢測(cè)——管道腐蝕與防護(hù)講座之三[J]. 管道技術(shù)與設(shè)備， 2000（3）：47-49.

[6]王英. 埋地鋼質(zhì)管道防腐層電流梯度法檢測(cè)[J]. 油氣田地面工程， 2014（4）：74-75.

[7]林守江. 埋地鋼質(zhì)管道腐蝕檢測(cè)方法及管理模式[C].全國(guó)埋地管線防腐蝕工程技術(shù)交流會(huì). 1999：51-54.

[8]沙寶良. 埋地管道的防腐參數(shù)采集傳輸與防腐性能評(píng)價(jià)[D]. 東北石油大學(xué)， 2013.

[9]周富建. 埋地鋼制管道防腐層檢測(cè)方法對(duì)比研究[J]. 全面腐蝕控制， 2016， 30（10）：75-78.