壓力管道防腐的作用與安全檢測

王步敢

（廣元市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，四川 廣元 628000）

相較于普通管道而言，壓力管道長期運(yùn)行于高壓環(huán)境下，更容易出現(xiàn)腐蝕問題，嚴(yán)重影響到相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)期間的綜合效益。針對壓力管道防腐蝕工作現(xiàn)已涌現(xiàn)出了諸多技術(shù)手段，實(shí)際防腐蝕效果顯著。但為進(jìn)一步延長壓力管道全壽命運(yùn)營周期，還需要基于管道防腐蝕項目開展專項可行的安全檢測工作。及時發(fā)現(xiàn)存在于壓力管道防腐中的漏洞問題，優(yōu)化現(xiàn)階段管道防腐蝕對策。

1 壓力管道防腐蝕工作必要性

管道運(yùn)輸與公路、鐵路、航空與水路運(yùn)輸同為我國重要的運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)，在推動地區(qū)工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展、建設(shè)國防工程中發(fā)揮出了重要作用。現(xiàn)階段國家對管道運(yùn)輸工程建設(shè)質(zhì)量以及實(shí)際運(yùn)營資金的安全性提出了更高要求。由于壓力管道通常在較為惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，極易受到腐蝕、自然作用及人們破壞的因素影響出現(xiàn)泄漏問題，造成重大經(jīng)濟(jì)損失或環(huán)境污染。因此為使壓力管道始終處于安全高效的運(yùn)行狀態(tài)，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加強(qiáng)環(huán)保安全檢測力度，不斷優(yōu)化壓力管道防腐蝕技術(shù)體系。

現(xiàn)階段國家及相關(guān)部門對壓力管道防腐蝕工作的關(guān)注度日漸提升，陸續(xù)頒布了壓力管道安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則、工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)則、公用管道定期檢驗(yàn)規(guī)則、長輸（油氣）管道定期檢驗(yàn)規(guī)則等規(guī)定，從根本上提升了壓力管道管理與防腐蝕工作的合規(guī)性與有序性。

但就目前來看，在現(xiàn)階段壓力管道工程建設(shè)與運(yùn)行過程中，還有部分使用單位沒有嚴(yán)格履行安全管理義務(wù)，關(guān)于壓力管道的安全監(jiān)管條例或其他法律規(guī)定尚未落實(shí)到日常管理工作中，導(dǎo)致壓力管道防腐蝕工作實(shí)施重要性尚未被充分發(fā)揮出來，嚴(yán)重影響到企業(yè)乃至整個地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，甚至埋下嚴(yán)重的安全隱患。

2 壓力管道防腐與安全檢測

2.1 壓力管道防腐工作

現(xiàn)階段壓力管道腐蝕情況可具體劃分成內(nèi)腐蝕、外腐蝕兩種類型。從外腐蝕角度分析，管道外壁性質(zhì)會受到作業(yè)環(huán)境中的溫度因素、濕度因素影響而出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。外腐蝕程度與管道運(yùn)行空間的復(fù)雜性存在密切關(guān)聯(lián)。如沒有嚴(yán)格管控可能對管道造成不利的環(huán)境影響因素，將難以從根本上提升管道自身的防腐蝕性能。

內(nèi)腐蝕問題主要就是管道內(nèi)壁出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)腐蝕現(xiàn)象。在管道運(yùn)行期間會受到工作介質(zhì)因素影響，如運(yùn)輸原材料具有較強(qiáng)腐蝕性，導(dǎo)致管道內(nèi)置結(jié)構(gòu)老化速度進(jìn)一步加快。如果沒有在防腐蝕工作中做好管道內(nèi)壁防護(hù)工作，很容易出現(xiàn)管道裂縫、穿孔等現(xiàn)象，難以從根本上保障實(shí)際生產(chǎn)過程中的安全性。舉例而言，由于壓力管道運(yùn)輸?shù)奶烊粴鉂穸然蛘吡蚝枯^高，導(dǎo)致管道內(nèi)部容易出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕情況，因此在實(shí)際防腐蝕處理過程中會采用除濕或脫硫技術(shù)手段，通過增加緩蝕劑等方式，防止管道內(nèi)腐蝕問題出現(xiàn)。隨著現(xiàn)階段建設(shè)單位對管道運(yùn)行管理要求的日漸提升，內(nèi)腐蝕問題發(fā)生幾率得到了根本控制。

管道外腐蝕也包括應(yīng)力時破裂問題，管道在拉應(yīng)力以及特定腐蝕環(huán)境下會產(chǎn)生脆性破裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到管道運(yùn)行壽命。應(yīng)力腐蝕問題引發(fā)的管道事故一直存在，在防腐蝕工作開展期間需要將防腐蝕材料均勻涂抹在已經(jīng)除銹的管道外表，形成防腐蝕絕緣層。防腐蝕絕緣層會進(jìn)一步加大電池回路的電阻值，使金屬表面始終處于鈍化狀態(tài)，金屬及外界介質(zhì)被隔離，進(jìn)一步減緩了金屬腐蝕速度。因此壓力管道的防腐蝕層應(yīng)當(dāng)具備良好的耐腐蝕性、抗?jié)B透能力、柔韌性能。

為避免油氣管道腐蝕介質(zhì)對管道造成腐蝕，進(jìn)一步提高管道中流動介質(zhì)的運(yùn)輸安全性，還可以在管道內(nèi)部涂抹防腐蝕材料，在避免管道內(nèi)金屬受腐蝕作用影響的同時，還可提高金屬表面光潔度，減少金屬輸送的摩阻損失量，切實(shí)提高輸送效率。

防腐蝕涂層不僅需要具備良好的防腐蝕性能，還需要與金屬管道材料緊密結(jié)合在一起，確保管道能夠在一定的外力或變形條件下依然能夠保持涂層良好。由于防腐蝕材料在長期應(yīng)用過程中不可避免地會出現(xiàn)微孔、裂縫問題，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防腐蝕緩解的安全檢測力度，及時發(fā)現(xiàn)防腐蝕漏洞，對防腐蝕層或防腐蝕設(shè)施進(jìn)行專項處理。

2.2 壓力管道檢測背景

現(xiàn)階段我國大部分壓力管道的防腐層已經(jīng)進(jìn)入了老齡化階段，部分管道防腐層嚴(yán)重老化、出現(xiàn)裂縫或者破損問題。由于部分生產(chǎn)企業(yè)的安全意識不足，尚未針對管道防腐蝕工作配備專門的安全管理人員，導(dǎo)致壓力管道運(yùn)行時間的安全隱患問題依然較多。

3 壓力管道防腐蝕對策

3.1 噴涂防腐蝕劑

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，壓力管道需要運(yùn)輸?shù)脑牧隙嗑邆涓g性質(zhì)，需要在防腐蝕工作開展期間嚴(yán)格遵循內(nèi)外壁聯(lián)合原則。在管道內(nèi)外壁噴涂防腐蝕劑使現(xiàn)階段常見防腐蝕手段之一。防腐蝕劑主要包括單層熔結(jié)環(huán)氧粉末、改性溶結(jié)環(huán)氧粉末等多種類型。通過在管道內(nèi)外壁生成涂層及保護(hù)層，進(jìn)一步提升管道整體防腐蝕水平。在使用管道噴涂防護(hù)劑手段過程中，可以在管道內(nèi)壁與外壁形成雙層防護(hù)層，進(jìn)一步提升防腐蝕環(huán)節(jié)的機(jī)械性能。同時，防腐蝕涂層不僅能夠增強(qiáng)管道自身的防腐效果，還能夠增強(qiáng)管道抗沖擊性。現(xiàn)階段管道噴涂防腐蝕劑又衍生出了熱噴防腐蝕技術(shù)手段，在管道防腐蝕劑中加入鋅、鋁等金屬元素，增強(qiáng)管道防腐蝕涂層的附著水平，確保防腐蝕涂層能夠更好預(yù)防管道運(yùn)行期間的熱脹冷縮問題。

3.2 電流陰極保護(hù)技術(shù)

為避免壓力管道在實(shí)際運(yùn)行過程中受到電化學(xué)作用影響出現(xiàn)腐蝕問題，還可以采用電流音級保護(hù)防腐蝕手段，進(jìn)一步控制管道埋設(shè)土壤內(nèi)的電流流量值。在工程具體施工工作開展過程中，可以結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)要求，在回填材料中加入石墨顆粒、冶金焦炭等物質(zhì)。回填材料需要填充到管道埋設(shè)區(qū)域的陽極位置，有效控制地床接地電阻值，生成陽極地床結(jié)構(gòu)，從根源處控制運(yùn)輸介質(zhì)的電化學(xué)反應(yīng)程度。在使用電流陰極防護(hù)技術(shù)手段過程中，陰極防腐蝕體系還會產(chǎn)生大量的電磁干擾現(xiàn)象，因此應(yīng)當(dāng)在具體實(shí)施過程中做好電源維護(hù)、電流管理等工作。

3.3 緩蝕劑

在壓力管道事宜結(jié)構(gòu)處刷涂緩蝕劑，也可以有效控制管道腐蝕程度，避免管道運(yùn)輸介質(zhì)對管道防腐蝕性能造成不利影響。因腐蝕劑包含物質(zhì)的吸附性能較為顯著，可以有效吸附在壓力管道表面，改變管道表面電荷狀態(tài)，在表面處生成穩(wěn)定保護(hù)涂層，進(jìn)一步隔離管道金屬表面及外部腐蝕介質(zhì)，防腐技術(shù)能夠有效控制腐蝕介質(zhì)對管道造成的不利影響，切實(shí)保障管道防腐蝕效果。

4 壓力管道防腐蝕安全檢測

4.1 防腐蝕層缺陷檢測

防腐蝕層缺陷檢測現(xiàn)階段是我國壓力管道重要檢測技術(shù)之一。當(dāng)前壓力管道防腐蝕體系多使用防腐蝕涂層與陰極保護(hù)手段相結(jié)合的方式。其中，陰極保護(hù)技術(shù)主要就是在被保護(hù)金屬構(gòu)筑物上施加足夠的陰極電流，通過陰極化處理使金屬電位負(fù)移，從而減小金屬腐蝕的陽極溶液速度。結(jié)合供電方式，可以將埋地管線陰極防腐蝕對策劃分為具有負(fù)電極的金屬陽極與被保護(hù)管道連接、通過使用外加電源對被保護(hù)管道施加負(fù)電流兩種方式。

通過長時間的實(shí)踐證明，發(fā)現(xiàn)埋地管道防腐蝕層與陰極保護(hù)作用實(shí)施效果密切相關(guān)。完整的防腐蝕涂層結(jié)構(gòu)，能夠從根本上增強(qiáng)陰極保護(hù)效果。而陰極保護(hù)也可對防腐蝕涂層的提供陰極保護(hù)，從根本上提升壓力管道整體防腐蝕水平。因此在壓力管道防腐蝕層或者陰極保護(hù)聯(lián)合防護(hù)手段過程中，需要著重關(guān)注防腐蝕層的安全檢測工作，進(jìn)一步提升管道陰極保護(hù)水平。

4.2 埋地管道外腐蝕層檢測

交流電流法主要就是使用信號發(fā)射機(jī)，將特定頻率的交流信號借助導(dǎo)線施加到金屬管道上，特定頻率的交流信號會沿管道向前傳輸，并與發(fā)射機(jī)地線形成回路。

在管道內(nèi)外腐蝕層良好的情況下，管道會受到電阻因素影響，管道中的交流信號逐漸衰減。如管道外腐蝕層有破損或絕緣效果不好，外腐蝕層的破損點(diǎn)也會由電流漏入到土壤中，形成一個管中電流的陡降。由于在管道破損點(diǎn)以及土壤之間形成了電壓差，接近破損點(diǎn)部位的電壓差值最大，需要配合使用檢測儀器檢測電流或電位的異常情況，及時發(fā)現(xiàn)存在于壓力管道外腐蝕層的破損點(diǎn)。

壓力管道外腐蝕層的破損檢測與管道腐蝕狀態(tài)評價可配合使用直流電壓梯度方式，具體就是使用陰極保護(hù)直流信號或者臨時向管道內(nèi)施加直流信號，在防腐蝕層破損點(diǎn)中檢測地極化電壓值。采用間隔電位法或者全面檢測方式有助于評估管道整體陰極保護(hù)情況，提升管道整體監(jiān)測水平。

在實(shí)際檢測工作開展期間，相關(guān)工作人員需要結(jié)合現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)判斷管線具體使用情況。例如在庭院立體管網(wǎng)檢測工作開展過程中，應(yīng)當(dāng)使用小功率發(fā)射裝置以及適宜探測信號，從根本上控制耦合效應(yīng)。通過移動探頭位置、旋轉(zhuǎn)探頭角度或提高探頭高度等手段改變接線方式。將峰值法以及零值法標(biāo)志位置整合在一起，從根本上提升定位精準(zhǔn)度。

雖然現(xiàn)階段壓力管道檢測技術(shù)手段與檢測裝置種類不斷增多，但在現(xiàn)階段壓力管道防腐蝕層缺陷檢驗(yàn)工作中依然沒有出現(xiàn)能夠全面精準(zhǔn)判別與評價管道瀝青防腐蝕性能的檢測手段。因此為降低壓力管道防腐蝕問題發(fā)生幾率，還需要著重控制壓力管道檢測工作的經(jīng)濟(jì)效益，有目的地對防腐蝕層進(jìn)行維修、更換。

隨著壓力管道運(yùn)行時間不斷延長，管道材料也會在建設(shè)或后期使用過程中出現(xiàn)老化情況，因此還應(yīng)當(dāng)接受安全檢測結(jié)果，對壓力管道進(jìn)行安全性評價。

5 提升壓力管道防腐蝕及安全檢測水平的具體措施

5.1 做好管道材料控制工作

在壓力管道防腐蝕工作開展期間，材料性能可直接影響到管道防腐蝕效果。為從根本上提升壓力管道防腐蝕水平，需要選擇適宜的管道材料，做好管道材料質(zhì)量管控工作。結(jié)合實(shí)施現(xiàn)場環(huán)境特征，進(jìn)一步優(yōu)化壓力管道防腐蝕技術(shù)體系，選擇適宜防腐蝕技術(shù)手段。具體來說，如壓力管道需要長期運(yùn)行在污水、低壓、存在大量硫化氫等腐蝕介質(zhì)的環(huán)境下，應(yīng)當(dāng)使用雙層結(jié)構(gòu)鈍化膜鎳基合金雙金屬管材，進(jìn)一步延長壓力管道運(yùn)行壽命。

5.2 加強(qiáng)管道防腐蝕技術(shù)管控力度。

進(jìn)一步增強(qiáng)各生產(chǎn)部門對管道防腐蝕工作重要性的認(rèn)知度，確保壓力管道防腐蝕工作能夠高質(zhì)高效開展。在使用防腐蝕技術(shù)手段過程中，要由專業(yè)技術(shù)人員細(xì)致分析工程所在地區(qū)地質(zhì)條件、溫度及環(huán)境等特征，確保制定出的防腐蝕技術(shù)手段具有較強(qiáng)的技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)適用性。增強(qiáng)壓力管道防腐蝕工作管控水平，針對存在于壓力管道防腐蝕工作開展期間的各類問題，制定專項可行應(yīng)對措施。

5.3 嚴(yán)格檢查管材證件

做好壓力管材質(zhì)量檢驗(yàn)工作，確保管材質(zhì)量檢驗(yàn)工作能夠在保障工程整體建設(shè)水平中發(fā)揮出重要作用，制定出專項可行的管材檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。要求所使用的壓力管道材料必須符合國家要求，具有完整的合格證明。管材驗(yàn)收時需要由專業(yè)人員進(jìn)行嚴(yán)格審查。認(rèn)真檢查管材許可證編號、安全認(rèn)證標(biāo)志，檢測施工管材質(zhì)量。

不僅如此，要求在采購壓力管道時，需對管材進(jìn)行全面質(zhì)量檢查，由技術(shù)人員對質(zhì)量檢查結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收，著重審查管材合格證明，并在管材入場前再次進(jìn)行抽樣安全檢測。如施工管材質(zhì)量與實(shí)際施工要求不符，不可將管材運(yùn)用在施工過程中，避免質(zhì)量不合格管材對工程綜合建設(shè)效果造成不利影響。

5.4 建立完整的管材安全檢測管理體系

結(jié)合工程實(shí)際建設(shè)要求，建立健全壓力管道檢測管理體系，切實(shí)保障工程壓力管道整體運(yùn)行水平。配合使用各參建單位自檢、互檢與抽檢方式，使管材檢測工作能夠與工程日常質(zhì)量管理內(nèi)容密切結(jié)合。在管材安全檢測管理期間，還需要建立更加完善的安全檢測管理機(jī)制，確保壓力管材質(zhì)量安全檢測工作能夠受到相關(guān)規(guī)范的約束，提高其自身的可操作性。明確管材檢測試驗(yàn)內(nèi)容，制定更為有效的考量標(biāo)準(zhǔn)，以便從根本上解決工程施工期間的具體質(zhì)量問題。

6 總結(jié)

總而言之，壓力管道運(yùn)輸水平可直接影響到我國管道運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展進(jìn)程。現(xiàn)階段我國大部分壓力管道投產(chǎn)接近20 年，進(jìn)入到了安全事故頻發(fā)的關(guān)鍵運(yùn)維階段。為進(jìn)一步延長管道工程全壽命運(yùn)營周期，還需要緊抓管道防腐蝕工作。采用專項可靠的安全檢測手段及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存于管道防腐蝕層中的漏點(diǎn)問題，制定出專項壓力管道防腐蝕對策，避免管道腐蝕問題進(jìn)一步加重，對相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效率造成嚴(yán)重不利影響。