淺談輸氣管道腐蝕風險評價技術應用

高建

摘 要：本文以某天然氣管道為例開展腐蝕檢測工作，并分析腐蝕原因，各處專業風險評價，通過風險評價準確了解天然氣管道使用的風險等級及可能出現的問題，之后給出合理解決意見，保證天然氣傳輸安全。

關鍵詞：輸氣管道;腐蝕風險評價;應用

輸氣管道質量不單單會影響天然氣輸送效率，還會對輸送過程安全及周邊人們的安全帶來較大影響。一旦出現輸氣管道泄露問題，輕則會因為天然氣釋放使周邊居民出現惡心、嘔吐等不適感，重則會因為遇到明火而發生爆炸，對周邊環境及居民安全構成威脅。而導致輸氣管道泄露最根本的原因為管道腐蝕，所以做好該項工作分析，給出專業性的風險評價報告，這對于處理高危現象有著重要意義。

1風險評價的基本概念與常規步驟

風險評價是一種以系統理論認知、系統運行管理實踐經驗以及系統完整性影響因素分析結果為基礎的科學方法。通過對風險進行量化對比與細化分析，為風險管理決策的制定提供可靠的參考依據，進而達到降低風險系數，提高風險管理水平的目的。

風險評價經過長期的理論探究與實踐積累，已經逐步形成得到共性認知的常規步驟。風險評價的常規步驟如下：收集可靠的文件資料;明確風險變量因素;創建風險變量預估模型;風險變量的量化處理與細化分析;風險概率評估計算;風險數值計算分析。

2天然氣管道腐蝕檢測案例分析

以某天然氣管線為例，在對該天然氣管道展開腐蝕檢測時，如果所需檢測的影響因素種類與數量較多，且存在一定的客觀性檢測限制因素，相關人員可以采用既有的一種或多種檢測數值作為參考依據。通常，選擇的具有代表性的影響因素主要包括雜散電流、覆蓋層電阻率、陰極保護狀況等。其中，陰極保護狀況又包括氧化還原電位、管地自然電位、管地保護電位和陰極保護度等影響因素。雜散電流極易受到周圍環境因素的干擾，而導致雜散電流失穩的原因是多樣化的，復雜化的。一般情況下，影響雜散電流穩定性的因素主要包括電流泄漏和電位梯度兩種。

本次工作的重點內容主要包括雜散電流測試、電性能測試、線路外防腐層絕緣保護測試、陰極保護系統測試和導波測試。

3某天然氣管道腐蝕檢測

3.1雜散電流檢測

結合管道特征共設置5處檢測點，檢測管道上存在的雜散電流情況。經最終檢測結果分析可知，在5處檢測點內有一處存在微弱的雜散電流干擾，整體影響效果不明顯，可忽略不計。

3.2電性能檢測

電性能檢測是為確定陰極保護效果，維持閥室、站場設備正常運行。根據本項目所選管道特征，分別在以下幾個區域開展電性能檢測工作：閥室、站場絕緣法蘭、絕緣固定支墩、絕緣墊片、跨接電纜及陽極地床埋設區域，獲取準確的電阻值或電阻率數，分析絕緣效果。

（1）絕緣性檢測

在站內共設置4個檢測點開展絕緣性檢測，測試結果分別為：-0.766/-0.765、-1.091/-0.781、-0.715/-0.712、-0.698/-0.572。從這組數據中看出，第三組數據下的絕緣檢測性能較差，其余均呈現良好反應。

（2）陽極地床檢測

該檢測環節主要是為獲取陽極地床電阻值及土壤的電阻率參數。測試結果顯示，陽極地床接地電阻1.28歐，土壤電阻率為每米36.6歐，與規范標準相符，說明陽極地床上的絕緣法蘭、接頭及固定支架有著較好的絕緣效果，不存在腐蝕問題。

（3）外防腐層檢測

外防腐層檢測選擇的方式以交流電流衰減法為主，該方法屬于非開挖檢測技術的一種，可在不破壞防腐層結構的基礎上，對管道外防腐層存在問題及破損點位置予以指出和說明。具體措施為：將電流施加到管道內，觀察電流通過管道后產生的變化，記錄和分析衰減值，以此判斷外防腐層絕緣電阻參數及破損點位置。同時整個檢測過程中，還能對管道的埋設深度、搭接情況及電導系數予以獲取和記錄。本項目中共設置8段電流衰減測試段，測試點有196個之多，保證了最終檢測結果的準確性。

3.3陰極保護檢測

陰極保護檢測中最常使用方法以常規參比電極法、CIPS法和DCVG法這三種為主。常規參比電極法屬于傳統測試方法，是通過測試樁、暴露觀點、開挖點對管地電位實行檢測的一種方法，目的是判斷管道保護電位是否達到標準要求[1];CIPS法是利用近間距電位測量方式，在每隔1-2米距離內設置測量點，對管地電位加以測量，判斷陰極保護情況;DCVG及直流電壓梯度法，利用的是電流通過外防腐層鋼管位置產生的電壓梯度變化參數，確定存在的干擾點及問題。在使用傳統方法開展檢測工作時，管地電位測量點設置在測試樁位置上，共設置9個，測得管地電位參數在-0.65--0.777之間，9個測試點的管地電位均未達到陰極保護要求。

使用CIPS和DCVG檢測法過程中，要確保兩種方法的同時作業，將管道分為三部分開展測試工作，即井站A至井站B、井站B至閥室C和井站D至閥室C。測試得出結果發現，每段的陰極保護電位均在-850MV以下，未達到標準要求。由此可知，測試區域管道存在陰極保護不合理的現象，如果不能加以處理，在后續使用中會存在析氫、陰極剝離等危害管線的問題[2]。相應建議為，利用恒電位保護儀開展調整工作：輸出電流30A;輸出電壓54V;最大輸出功率30kW;最高保護電位-1.25V;最低保護電位-0.85V;安裝地點：各站場;數量：2個。

3.4導波檢測

導波檢測是為確定探傷點所在位置，分析故障問題。通常情況下，探傷點所在位置集中在：制造安裝中，出現返修情況的焊接接頭及固定焊口位置;存在嚴重咬邊或錯邊的焊接接頭;閘室的第一道焊接接頭;跨越部位的焊接接頭。在探傷過程中，需要對這些部位加以檢查，判斷是否存在明顯的應力集中問題。導波檢測得出結果為，在跨越區域內存在明顯的信號異常情況，說明該區域管道存在腐蝕問題，接口位置不嚴。使用長距離超聲導波再次進行檢驗，結果與上述完全吻合。

4風險評價

4.1因素風險評估值

本項目輸氣管道規格為Φ273.1×6.4，管道壓力控制在4兆帕左右，管線總長度約11千米，采用的陰極保護以強制電流保護為主。從上了解到，管道產生問題的原因有第三方破壞、腐蝕破壞和失誤這三方面。結合這三方面因素開展風險評估并給出最終評分。即測得數據，開展風險評估，管道裸露程度評分為20分，保護措施評分為30分，內壓波動評分為24分，疲勞破壞因素74分，懸空因素20分，洪水抵抗能力45分，失穩、強度破壞因素79分。

4.2相對風險評估值

該評估值是從分析指數和管理相對風險指數兩方面實現的。從指數評分值可以看出，管道影響因素中腐蝕破壞評分最低，為54分，分值越低越說明管道存在的腐蝕現象越嚴重。故而有必要加強該段管道檢測，確定腐蝕位置及嚴重程度，給出合理解決方案。從管理相對風險指數來看，指標數相對正常，但這恰恰說明管道已經進入到危險階段，需要加大檢測力度，并且需要結合管道施工基礎數據資料，確定管道具體情況，給出專業的解決方案。

最終綜合評價指數得出，輸氣管道存在較低、較高和高風險問題，其中較低風險段的管道長度在9.75%左右，高峰險段6.92%。

5結論

經過3個月時間開展的檢測和計算工作，最終得出檢測區域內管線存在破損位置34個左右，平均每千米有三個破損點，防腐層等級在93.57%，其中等級較差的防腐層在1.76%左右。深坑內管道檢測并未發現明顯缺陷。但由于管道陰極保護為零，增加了管道的危險性，所以重點對陰極保護實行調整，維護管道安全性[3]。在實際作業中，一是對陰極保護率較低的原因展開分析和探討，給出專業評價報告，根據報告內容，制定針對性的整改措施;

二是因陰極保護實效，所以在管道作業中需做好破損點實時檢測，不斷嘗試方案調整和優化;

三是埋深較淺的管道，要么增加回填層厚度，要么設置加固標志，避免第三方破壞;

四是及時清理構筑物，減少占壓面積，改進管道質量。注重管道埋設區域土壤結構檢測，對軟性土壤實施技術處理，避免沉降、塌陷問題;

五是根據管道特征實施相應的防腐處理，科學控制混凝土材料的含水率，為管道埋設提供良好環境;

六是對已經發現的破損點重新實施防腐和保溫處理，對存在嚴重缺陷、材質硬化問題的區域予以補強。

6結語

上文對輸氣管道腐蝕檢測及其方法展開分析和探討，并結合工程的實際情況，總結管道腐蝕問題產生原因及集中區域，之后利用所得數據開展風險評價，給出專業評價報告，幫助施工人員了解管道問題所在，從而制定針對性的改善方案，對現存問題加以處理，以維護輸氣管道運行的安全性，降低危險系數。

參考文獻：

[1]李紅霞，郭小飛.基于多源信息融合的天然氣管網風險評價[J].消防科學與技術，2019，038（010）：1470-1472.

[2]馬玉寶，金勇國，楊航，等.中緬天然氣管道典型管段風險評估[J].化工機械，2019，046（003）：259-263.

[3]顏東洲，卜夕軍，蔡洪，等.內腐蝕風險分析在輸氣管道安全分析中的應用[J].全面腐蝕控制，2019，33（02）：79-82.