埋地燃氣管道防腐性評估指標

張雪娟

摘 要：為了對埋地燃氣管道的防腐性進行評估，確定其評估指標是首要工作。本文主要闡述了燃氣集團對管線防腐層完好程度及腐蝕趨勢評價現狀及埋地燃氣管道腐蝕評估現狀，最終確定第三方破壞、運行管理維護、防腐層種類、運行年數、管段埋深、土壤電阻率、直流雜散電流、防腐層絕緣電阻和陰極保護狀況9個因素為埋地燃氣管道腐蝕性評估指標。

關鍵詞：埋地燃氣管道；腐蝕評估；土壤腐蝕

中圖分類號：TU996.8 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）20-0114-03

The indexes of Corrosion Assessment for Buried Gas Pipeline

ZHANG Xuejuan

（National Center of Occupational Safety and Health，Beijing 102308）

Abstract： In order to evaluate the corrosion resistance of buried gas pipelines， it is the primary task to determine its evaluation indexes. The gas group's evaluation of the integrity of pipeline anti-corrosion layer and corrosion trend， as well as the current situation of corrosion assessment of buried gas pipelines were described in this paper. Finally， the third-party damage， operation management and maintenance， type of anti-corrosion layer， operating life of operation， burialdepth of pipe section and soil resistivity， DC stray current， insulation resistance of the anti-corrosion layer and cathodic protection status， the nine factors were determinedas the evaluation indexes of the corrosion performance of the buried gas pipeline.

Keywords： buried gas pipeline；corrosion assessment；soil corrosion

隨著我國國民經濟的快速發展，天然氣的需求量持續增加，主要用于民用采暖、工藝生產和工業燃燒等[1]。天然氣主要是通過管道輸送到千家萬戶，而管道一般都埋于地下，這就導致管道被腐蝕。埋地管線隨著使用年限的增加，管道本身會發生老化、腐蝕等現象，再加上各種人為因素的破壞，導致管道泄漏事故頻繁發生，嚴重影響管道的正常運行，對人民的生命和財產安全造成威脅，給社會帶來嚴重的經濟損失。如何進行埋地燃氣管線防腐性評估，是目前防腐評估領域比較重視的。由于我國城市的燃氣管線在敷設之初并未構建對應的原始設計資料與運行數據庫，管線開始使用后的運行數據記錄也全部由人工完成，造成大量資料缺失。燃氣管線的檢測數據也僅僅局限于部分管線，不能完全滿足風險評估的要求。

本文對埋地燃氣管道防腐性評估指標進行探討，以期為準確評估埋地燃氣管道防腐性提供基礎數據，也為實現埋地燃氣管道系統的安全性、管線安全運行提供科學依據。

1 燃氣管線防腐層完好程度及腐蝕趨勢評價現狀

燃氣集團對埋地管線的評價主要是通過地面檢測和環境檢測2方面來評估管道防腐層的完好程度及對腐蝕趨勢進行評價。

1.1 地面檢測

檢測內容主要包括：一是探測埋地管道的位置、走向、深度和防腐層破損點的情況，比較破損點的大小；二是測試管道外防腐層絕緣面電阻值，檢測腐蝕電流密度和平均腐蝕速率；三是檢測土壤電阻率和直流雜散電流。

1.2 相關標準

依據《城鎮燃氣埋地鋼質管道腐蝕控制技術規程》（CJJ 95—2013）、《鋼質管道及儲罐腐蝕與防護調查方法標準》（SY/T 0087—95）和《埋地鋼質管道外防腐層修復技術規范》（SY/T 5918—2011）等規范的規定，各檢測參數的分級標準如表1至表4所示。

1.3 環境因素評價

環境因素評價主要是對管線所處的周圍環境情況進行檢測。由于管線的所處環境復雜，加之實際各種因素的限制，目前不可能做到對整條管線進行檢測，只能選擇有代表性的點進行檢測。在被檢測的管線上，選擇部分點進行環境因素檢測，包括土壤電阻率、直流雜散電流、氧化還原電位、腐蝕電流密度和平均腐蝕速率等與管道腐蝕有關的參數。

1.4 防腐層完好程度及腐蝕趨勢評價

將管線及周邊環境的檢測結果與標準對照，進行分析，進而評價該管線。

燃氣集團對埋地燃氣管道的評價主要是通過評估每個指標來確定管線的整體水平，缺乏系統性。目前，針對埋地燃氣管道腐蝕問題開展的地面檢測工作，檢測內容集中在對防腐層破損點的定位，以及對防腐層絕緣程度進行測評，這對埋地燃氣管道的檢測、維護與管理工作來說，僅僅是其腐蝕檢測工作中的一部分。由于實施地面檢測時，周圍環境條件復雜，受各類情況的干擾也很嚴重，有些管線由于運行時間長，相關基礎數據資料、檔案嚴重不全或缺失。此外，埋地燃氣管線一般處于各類建筑物分布密集的場所，地面檢測手段也受到限制，所以，目前燃氣管道地面檢測技術也面臨著諸多技術難題。

2 埋地燃氣管道腐蝕評估現狀

很多學者采用不同的方法對管道進行風險評估，林武春[2]將管道風險定義為失效后果和失效可能性的乘積，從管道失效概率和管道失效后果2方面對已完成現場檢驗的管道進行風險評估。趙雄[3]等人應用雙參數（F、E）綜合參數異常評價法（SPAE）對塔里木油田某輸油管道出站2km管段防腐層性能進行量化分析、評價和開挖驗證，發現評價結果與防腐層實際狀況完全相符。楊振宏[4]運用模糊綜合評價方法對燃氣管道系統的安全狀況進行評價，認為第三方破壞、誤操作、設計和腐蝕是引起城市燃氣管道失效的影響因素。陳國華[5]確定了土壤腐蝕性、防腐層性能、陰極保護狀況、雜散電流和管道服役時間作為城市地下鋼質燃氣管道的外腐蝕程度評價指標。陳秋雄[6]等人認為，防腐層種類、鋼管壁厚、建設監理力度、運行時間、土壤腐蝕性、管地電位、防腐層電阻率和缺陷密度是影響腐蝕預期的主要因素。馬宇等人[7]指出，土壤腐蝕性、雜散電流、防腐層種類、防腐層電阻率、漏點線密度、管地電位、壁厚損失和運行年數等8個指標是影響埋地燃氣管道腐蝕破壞的主要因素。徐佳佳等人[8]運用人工神經網絡方法，通過土壤腐蝕性、管道自然電位、防腐層狀態及陰極保護度4項指標相互作用的結果來判斷管道的腐蝕狀態，評定出管道的危險等級。

3 埋地燃氣管道防腐性評估指標的確定

從學者的研究中可以看出，影響埋地燃氣管道腐蝕性的因素可以分為以下5類：其周圍所處的環境、管體自身的運行情況、輸送介質的特性、第三方破壞及平時的維護管理。由于燃氣管道的運輸介質為天然氣，沒有腐蝕性，因此不考慮內腐蝕[9]。

第一，管道周圍所處的環境主要包括該地區的土壤環境、管道所埋深度和雜散電流的影響。在不同的土壤中，管道的腐蝕性差別很大。像介質中土壤電阻率、離子種類與數量、礦物類型及pH等直接影響腐蝕程度。雜散電流是流散于土壤中的電流，由軌道電車、地下鋪設的電纜等各類用電設備設施的接地裝置或有些用電設備漏電產生的。有關研究發現，雜散電流造成的腐蝕比土壤腐蝕還要嚴重。

第二，管體自身運行情況。主要與埋地管道運行年限、管道的防腐層種類、鋼管壁厚、絕緣面電阻值和陰極保護狀況等有關。當管道越接近設計壽命，其發生腐蝕的危險性就越大。防腐層保護是埋地燃氣管道腐蝕防護最基本的方法，不同防腐涂層，其防腐性能不同，塑料粉末涂層有良好的防腐性能，復合材料的復合結構涂層性能卓越，是今后的發展方向[10]。陰極保護技術是電化學保護技術的一種，就是利用外加手段（向被腐蝕的金屬結構表面施加一個外加電流）迫使電解質中被保護金屬表面都成為陰極，從而抑制金屬離子的遷移，以達到減弱或避免腐蝕的目的。

第三，第三方破壞。主要是因為在管線附近有施工開挖行為，或者有耕種農作物等其他人為活動造成的管線結構破壞損傷。此外，還包括線路情況、自然災害、地面設施、地面活動情況、巡線頻率和交叉施工等幾個方面[11]。

第四，管線的運行維護管理。對燃氣管道檢查不到位，未及時發現燃氣管道存在的安全隱患，并及時處理。同時，也受到維護管理人員自身因素的影響。

通過查閱大量文獻資料[12-15]，同時也咨詢了相關專家，參與了燃氣集團的檢測工作，在此基礎上，本文確定評估埋地燃氣管道防腐狀況的指標主要包括第三方破壞、運行管理維護、防腐層種類、運行年數、管段埋深、土壤電阻率、直流雜散電流、防腐層絕緣電阻和陰極保護狀況9個。

4 結語

通過基于文獻資料、現場實踐調研和專家咨詢等方式，確定了埋地燃氣管道防腐性評估指標包括第三方破壞、運行管理維護、防腐層種類、運行年數、管段埋深、土壤電阻率、直流雜散電流、防腐層絕緣電阻和陰極保護狀況。

參考文獻：

[1]賈承造，張永峰，趙霞.中國天燃氣工業發展前景與挑戰[J].天燃氣工業，2014（2）：8-18.

[2]林武春.基于風險評估的城市埋地燃氣管道檢驗技術[J].管道技術與設備，2011（5）：22-23.

[3]趙雄，周衛軍，郭瑞.SPAE評價法在管道防腐層性能評價中的應用[J].油氣儲運，2009（11）：54-56.

[4]楊振宏，王璨，胡世杰.基于AHP的城市燃氣管道安全模糊綜合評判體系研究[J].安全與環境學報，2013（2）：257-260.

[5]陳國華，曾靜，蔣漳河，等.城市鋼質燃氣管道外腐蝕程度評價方法及應用[J].腐蝕與防護，2008（6）：337-340.

[6]陳秋雄，周衛，楊印臣.城市燃氣管道安全評估中的腐蝕評價[J].煤氣與熱力，2004（8）：423-426.

[7]馬宇，許彤，曹備，等.北京市埋地燃氣管道安全狀況評估系統研究[J].城市燃氣，2008（11）：3-6.

[8]徐佳佳，李帆.人工神經網絡在埋地燃氣管道腐蝕評價的應用[J].煤氣與熱力，2007（10）：43-45.

[9]馬子超.埋地燃氣管道防腐性評估與破損點識別[D].北京：首都經濟貿易大學，2017.

[10]宋秀麗.國內外管道防腐的現狀與發展[J].山西建筑，2002（9）：88-89.

[11]王璨.城市燃氣管道風險評價與管理研究[D].西安：西安建筑科技大學，2013.

[12]劉春波.埋地鋼質管道腐蝕防護模糊綜合評價技術研究[D].北京：北京工業大學，2007.

[13]Muhlbauer K Went.Pipeline Risk Managementmanual[M].Houston： Gulf publishing Company，1992.

[14]肖昆，靳世久，陳世利.埋地管道防腐系統綜合評價技術[J].油氣儲運，2001（6）：30-32.

[15]石磊明.城市埋地燃氣管道風險評價研究[D].北京：北京建筑工程學院，2012.