埋地壓力管道的檢測方法選擇及要點

劉凱亮

甘肅省特種設備檢驗檢測研究院 甘肅蘭州 730050

就目前來看，我國石油及天然氣工程建設規(guī)模不斷擴大，集輸鋼質管道建設里程數(shù)增長速度更快。為切實保障埋地壓力管道運行水平，還需要重點分析管道運輸介質存在的各類性質，如易燃易爆、腐蝕、毒害等。為從根本上規(guī)避埋地壓力管道泄露等問題發(fā)生幾率，還需要重點做好管道檢測工作，注重評估管道運行期間事故發(fā)生的可能性與事故潛在后果，制定出專項合理的埋地壓力管道檢測與運維方案。

1 埋地壓力管道檢測工作的重要意義

隨著社會經濟與科技技術發(fā)展速度不斷加快，各領域生產經營建設，對石油、天然氣等資源的需求量日漸提升，為油氣管道輸送業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎。現(xiàn)階段埋地壓力管道已然成為石油天然氣運輸中的主要設施，在管道長期運行過程中存在的各類質量問題及安全風險更為突出。為避免此些問題演變成大規(guī)模安全事故，還需要采用科學合理的檢測方式劃分定位區(qū)域，分析導致埋地壓力管道安全隱患問題的原因，制定出專項可行的管道檢驗與維護方案，切實延長埋地壓力管道運行全壽命周期，控制管道運維成本。

2 埋地壓力管道檢測法律依據(jù)

在埋地壓力管道檢驗工作開展過程中，需要嚴格遵照中華人民共和國石油天然氣管道保護法案，特種設備安全檢測條例、壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定。由于埋地壓力管道屬于特種設備，需要在投產三年后進行全面檢測。依照埋地壓力管道設計運行期間的具體情況合理控制檢測周期，要求管道檢測工作最長不可超過8年。

3 埋地壓力管道檢測方式及檢測要點

3.1 埋地壓力管道運行風險

在埋地壓力管道檢測過程中，檢測工作可分為內檢測、直接檢測與耐壓檢測三種方式。集中檢測又分為管道內腐蝕直接檢測、應力腐蝕開裂直接檢測、外敷時直接檢測。

結合壓力管道定期檢測規(guī)定，在開展壓力管道全面檢驗過程中，需要結合相關資料識別，能夠影響管道完整性的各類風險因素。具體來說，此些因素主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）固有風險因素。在埋地壓力管道檢測過程中，固有風險主要包括設備制造、安裝、改造及維修生產過程中的各類風險缺陷；

（2）時間風險因素。在埋地壓力管道長期運行期間出現(xiàn)的內腐蝕、外腐蝕、應力腐蝕開裂等情況；

（3）外力破壞因素[1]。在埋地壓力管道實際運行期間遭受到的第三方破壞、外力破壞與誤操作情況；

（4）外界風險因素。埋地管道運行過程中存在的潛在風險問題，如外界運行環(huán)境異常變化等。在此些風險問題評估過程中，還需要結合相關檢測資料進行風險評估調查，選擇更加適宜的全面檢測方式，依照檢測結果制定出專項可行的埋地壓力管道運維方案。

3.2 內檢測方式及檢測要點

在埋地壓力管道內檢測過程中，內檢測工作需要重點使用漏磁檢測、超聲波檢測、渦流檢測、射線檢測、光學無損檢測、導波檢測以及清管器內檢測方式。

如埋地壓力管道運輸?shù)慕橘|具有較高腐蝕性，管道自身條件滿足一定要求，可配合使用內檢測手段。在漏磁檢測過程中，檢測裝置內部磁鐵會在管壁全圓周處產生縱向磁回路場。在檢測器于管道內部行走時，如果管壁沒有缺陷，磁力線將會始終處于管壁內。如果管內壁或外壁存在缺陷問題，磁力線將會穿出管壁，出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象。

在內檢測方式實際應用過程中，也會存在較多安全及質量隱患問題，導致檢測期間的精度與效率無法得到根本上保障。以漏磁內檢測技術為例，通過實際調查研究發(fā)現(xiàn)，漏磁內檢測效率較快，針對出現(xiàn)故障的危險液體及天然氣管道，失效原因缺陷未檢測到的管道占51%、缺陷特征較低的管道缺陷率占32.3%、錯誤辨識率占16.7%。

同時，使用漏磁內檢測方式的要求較高。如國內漏磁檢測的通球應當為8寸以上，管體壁厚應當在18毫米以下。管件以及閥門處應當通徑，管道材料必須為鐵磁性材料，對管道輸送差異具有明顯限制。

3.3 內腐蝕直接檢測

在埋地壓力管道檢測工作開展期間，如受到各類因素影響而無法進行內檢測工作時，還需要接觸模型分析的方式，分析埋地壓力管道的凝析烴、凝析水、沉淀物的可能聚集地。借助開挖以及外壁漏磁爬行裝置，對管道外壁進行直接檢測，以確定管道整體的腐蝕情況。

3.4 外腐蝕直接檢測

在埋地壓力管道運輸介質不具備腐蝕特征的情況下，還可以使用外腐蝕直接檢測手段。外部是直接檢測工作所需考慮到的因素為輸送壓力、輸送介質、管道規(guī)格、外腐蝕種類、周邊地區(qū)地質條件與水文特征，是否采用了陰極保護措施等因素。

本文以南方地區(qū)埋地壓力管道檢測工作為例，此些地區(qū)降雨量豐沛等特征，埋地壓力管線敷設期間的地下水位高，受地下水季節(jié)性及長期浸泡等因素影響，管道外防腐蝕層受破壞程度更加嚴重，需要進行專項可行的外腐蝕檢測。

如管道使用了陰極保護手段，在外腐蝕層質量較差的情況下，保護電流也會流失，陰極保護水平難以滿足埋地壓力管道實際運行要求。在此種情況下使用外腐蝕直接檢測技術，相關工作人員應當注重統(tǒng)計分析失效管線的位置以及具體分布情況。評估管線陰極保護裝置運行效果，依照外腐蝕層檢驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)沒有達到陰極保護標準的各類管線以及腐蝕活化點。通過查詢資料的手段，如彎頭材質檢驗資料、焊縫施工報告與事故維修記錄，確定最有可能出現(xiàn)腐蝕情況的埋地壓力管道位置，并對此位置進行重點開發(fā)與檢測。依據(jù)開挖檢驗經驗數(shù)值，明確造成管道引起保護失效的各類原因，針對此些原因制定出專項可行的解決方案。

如果管道沒有施加陰極保護，外層質量較差，還應當在原有基礎上增加開挖探坑檢驗數(shù)量，最大限度獲取到管體失效樣的數(shù)據(jù)。對實際檢驗工作中可能發(fā)現(xiàn)的各位破損點進行逐步修復，應對修復后的管道運行性能進行全方位檢驗，確保埋地壓力管道能夠重新恢復到正常運行效果。

以西北地區(qū)鹽漬土壤環(huán)境為例，該地區(qū)降雨量稀少，土壤內部含鹽量高、地下水位較低，管道實際腐蝕情況并不嚴重。如在集輸井站、低洼地段，土壤鹽分較高，會使管道外層受到嚴重腐蝕影響。

在針對此地質環(huán)境開展埋地管道外腐蝕直接檢測工作中，重點關注低洼地區(qū)、潮濕地區(qū)及地下水位較高區(qū)域的重點檢測工作。以某條集輸鋼制埋地壓力管道為例，該管道沒有進行陰極保護，整體采用了石油瀝青防腐工作。通過實際檢測發(fā)現(xiàn)，管體腐蝕坑超過3.5毫米的缺陷位置共9處，其中六處為探坑腐蝕穿孔。

在城市環(huán)境下對鋼質埋地壓力管道進行集中檢測，需要選擇適宜的檢測手段。由于城鎮(zhèn)燃氣管道敷設在城區(qū)綠化帶、人行橫道、擴建后的車行道下，上部人員及車輛的荷載力較大，高壓電線數(shù)量多，對管道運行期間的干擾度較大。受運行環(huán)境較為復雜等因素影響，如城市燃氣管道的分支多，管道埋設在水泥或瀝青混凝土下會嚴重影響到實際檢測水平[2]。不僅如此，燃氣管道多見于人口密集地區(qū)，如燃氣管道出現(xiàn)安全事故，會導致燃氣供應中斷、周邊環(huán)境污染嚴重當惡劣問題，應當進行重點檢測。

在埋地壓力管道運行時間為3~10年的情況下，管道運行效果最好，管道安全情況較為穩(wěn)定，但在特殊環(huán)境下的管道或管件也會出現(xiàn)失效問題。此類管道過程中，需要著重分析失效管道的分布位置，找尋出容易出現(xiàn)腐蝕情況的管道區(qū)，如污水排放管道區(qū)、雜散電流干擾區(qū)進行重點檢測。在實際檢測過程中對水泥或者瀝青路面進行澆水處理、著重檢測學校區(qū)、商業(yè)區(qū)的埋地壓力管道檢驗工作。

在埋地壓力管道投入運行時間不足三年的情況下，管道出現(xiàn)的質量問題主要是源于管道安裝質量、材料制造缺陷引起。為從根本上保障埋地壓力管道建設水平，對管道系統(tǒng)質量與修復安裝過程進行全方面管控，確保埋地壓力管道能夠安全運行。在新建埋地壓力管道建設過程中，需要檢測工作全面開展。實際檢測工作主要包括資料調查、一般性宏觀檢查、腐蝕防腐系統(tǒng)與非開挖等內容。針對特殊地理位置埋地壓力管道以及失效部位管道進行重點檢測，收集檢測數(shù)據(jù)，并對管道整體進行全面安全分析。

已經接近年限的埋地壓力管道，管道安全性能越來越差，進入到安全事故多發(fā)階段。在針對此類管道進行檢測工作中，還需要著重關注沿途分布密度較大的陽極對附近管道外腐蝕層的覆蓋及干擾情況，排除埋設陽極對外防腐蝕層損失點的定點干擾。部分管道管體的腐蝕較為嚴重，可以在實際檢測基礎上確定其他管道可能存在的管體嚴重腐蝕問題，最大限度降低安全事故發(fā)生幾率。部分埋地壓力管道由于受到城市化建設影響而被迫改建，還應當對改建的管道進行抽查檢測，重點檢測管道焊縫、新管段與舊管路連接位置，避免此些位置出現(xiàn)連接度不足、運輸介質泄漏等問題。

3.5 埋地壓力管道耐壓試驗

在埋地壓力管道內檢測或直接檢測效果不佳的情況下，還可以使用耐壓試驗檢測方式，要求耐壓試驗在開展過程中應當符合國家及行業(yè)標準。注重對不同埋地壓力管道的泄漏數(shù)值進行模擬，及時發(fā)現(xiàn)存在于管道中的泄漏問題，指定出專項可行的耐壓試驗標準。

3.6 設置合理的現(xiàn)場監(jiān)測時間

在檢測埋地壓力管道外腐蝕情況時，現(xiàn)場監(jiān)測工作需要沿管道敷設方向徒步進行，依照管道周邊地理環(huán)境、土壤條件、地下水分布情況等合理制定現(xiàn)場檢驗制度。注重分析管道敷設地區(qū)不同季節(jié)降雨量情況，盡量將檢測工作設置在降雨量較小的時段，避免降雨對檢測結果的質量及效率造成不利影響[3]。

3.7 建立集輸鋼制管道腐蝕評判模型

收集集輸鋼制管道運行期間的基礎數(shù)據(jù)，如輸送介質性質與介質參數(shù)等。分析集輸鋼質管道運行期間的實際變化情況，明確管道運維其維修重點。做好管道維修記錄分析工作，如管道穿孔、人為破壞等情況，為后續(xù)管道維護工作提供重要準備。

通過對壓力管道腐蝕檢測結果進行細致分析，對管道進行定位。結合檢測報告內管道埋深檢測成果、發(fā)現(xiàn)埋設深度小于管道設計深度，分析造成此種現(xiàn)象的原因。評估管道外防腐層運行性能，結合外防腐蝕層破損點檢驗結果，對防腐蝕層破壞點分布特征進行詳細論證，分析導致埋設壓力管道破壞問題的各類原因。

分析埋地壓力管道壁厚值，繪制出管道剩余平均壁厚檢測成果圖，對比分析，原始設計壁厚值，確定腐蝕埋地壓力管道平均厚度分布情況，確定檢測最小壁厚小于管道安全最小壁厚的點，基于此些部位腐蝕程度，分析腐蝕原因，制定出專項可行的防腐對策。

著重關注埋地壓力管道的強度值，通過分析管道最小剩余壁厚、危險截面、剩余強度因子等進行強度評價，并對埋地壓力管道進行統(tǒng)一的維護以及更換。對管道運行期間的全壽命周期進行預測，如經濟壽命、剩余壽命預測等。

4 結語

總而言之，埋地壓力管道是我國石油化工行業(yè)生產經營建設的重要設施對推動石化行業(yè)發(fā)展具有重要意義。為延長埋地壓力管道運行壽命，需要結合壓力管道材質、運行環(huán)境、運行介質等因素，選擇適宜的管道檢測方式，制定出專項可行的管道檢測管理機制，切實保障埋地壓力管道檢驗期間的精準性。著重培養(yǎng)檢測人員專業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)，確保檢測人員能夠認知到埋地壓力管道檢驗要點，切實保障埋地壓力管道檢測工作有序開展。