防腐層檢測技術在燃氣管道中的應用

       前言城市燃氣管網是城市的基礎設施之一,近幾年隨著經濟的快速發展,城市氣化建設速度加快,燃氣管網的建設也是飛速發展。特別是近十幾年,許多中小城市都建設了城市燃氣管網,大量的鋼管、PE管被埋在地下,用來輸送燃氣。
《城鎮燃氣技術規範》GB50494中規定“燃氣管道的設計使用壽命不應小於30年”。鋼質管道在腐蝕控製良好的條件下壽命可超過30年,PE管可達40-50年。
據有關資料統計,發生燃氣事故的主要原因為:外力影響、腐蝕、材料缺陷、焊接等缺陷。其中鋼管腐蝕列在第二位,地上鋼管(如架空管、戶內管)的腐蝕易於發現和控製,埋地鋼管的腐蝕情況很難直觀掌握。
埋地鋼管防腐層經曆了石油瀝青、環氧煤瀝青、煤焦油瓷漆、熔結環氧粉末、聚乙烯膠帶,直至現在廣泛應用的擠壓聚乙烯防腐層,各種類型的防腐層優缺點不一。許多早期建設的地下燃氣管網,鋼管的防腐層應用前五種防腐層的居多。由於施工缺陷、陰保係統失效、外力影響、防腐層自身的不足等原因,隨著使用年限的增加,防腐層破損的情況比較多,鋼管的腐蝕傾向增大,存在穿孔漏氣的安全隱患。
出現安全隱患不怕,怕就怕日日操不知道隱患在哪?
如何做到安全事故的事前控製,在腐蝕穿孔出現前發現並掌握它,根據其嚴重程度,確定監護或改造方案,避免事故的發生,保證管道的安全運行?這已成為燃氣公司需要迫切解決的問題。
目前,重慶市凱源燃氣管網2200公裏,其中鋼管約1800公裏,這些鋼製埋地管道防腐層的類型主要是環氧煤瀝青和擠壓聚乙烯防腐層、PE防腐,鋼管規格從DN57到DN325,最早鋼質管道建成年代為1977年。為了保證管道的安全運行,做好預防措施,重慶凱源燃氣壓力容器檢驗按照《鋼製管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY/T 0087.1-2006、《天然氣管道檢驗規程》Q/SY 93-2007、《鋼質管道管體腐蝕損傷評價方法》SY/T 6151-2009、《埋地鋼質管道陰極保護參數測量方法》GB/T 21246-2007、《壓力管道定期檢驗規則公用管道》TSG D7004-2010、《城鎮燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規程》CJJ51-2006中的要求,從2011年開始對重慶凱源埋地鋼質管道進行檢測,截止今年底共完成檢測約1800公裏,發現疑似破損點1000處以上,日日操將所有的疑似破損記錄交給運行、安全部門,建議將疑似破損點做為重點巡檢的部位,有條件的情況下開挖修補或更新改造。
PCM檢測管道時能夠做到管道精準定位、埋深、查找防腐層破損點,通過開挖破損點驗證了破損點大小對於重慶凱源的土壤環境和埋藏深度定於超過40dB定為輕微腐蝕。
1 管道防腐層破損點檢測
1.1 檢測原理及方法
地麵電場法是將一個特定頻率的檢測電信號像陰極保護電流一樣,加載到管道上時,通過管道的破損裸露點和土壤構成的電壓梯度,在地麵上隨之建立了一個近似球狀的電位分布。越接近破損點的地麵,電壓梯度就越大,管道正上方地麵的電流密度就越大,電位也就越高。一般來說,管線的防腐層破損麵積越大,其附近的電流密度越大,地麵的電壓梯度也就越大。
地麵電場法是使用一個靈敏的毫伏表(A型架),測量插入地表的兩個電極在地表水平的電壓梯度平衡時的輸出值。兩個電極相距為55厘米,當其中一個極的電位比另一個高時,儀器就由此給出漏點方向並計算出電位的梯度值。
為了便於解釋和消除管道自身、大地電流及其他的電幹擾,該方法同時將兩個頻率的交變電信號加載到管道上。測量時,操作員沿管道的路由以一定的間隔,將電極插入地麵,儀器的麵板上會有一個方向箭頭指示管線上破損點的位置,當跨過破損點時,箭頭會變向,靠近破損點時,箭頭穩定,並有相應的電場強度分貝值,指示出漏點的大小。當操作員繼續前進而遠離破損點時,而且電場強度的分貝值隨著遠離而逐漸變小返回複測,仔細追蹤漏點,可以找到方向變化的確切位置,此時漏點就在兩個電極的中間位置。使用此方法查找破損點時,日日操在工作中總結的兩點經驗與大家一起分享:第一,要盡量選擇引入管的末端施加信號,這樣保證電流損失的最小;第二,在使用A型架查找漏電時,要采取有效措施保證與大地的導電良好。
2 實際應用
從開挖驗證和大量的實測數據顯示,檢測過程中儀器的分貝值讀數超過30 dB的點位應予記錄。除此之外,對穿越鐵路、高壓線附近的管道檢測時,因管道受雜散電流的幹擾較大,需與雜散電流檢測儀配合使用才能得到準確的數據。值得注意的是,在對城市市區的燃氣管網檢測過程時,因幹擾因素較多,要實現管道100%的檢測率,須通過不斷改變信號供入點來實現,避免因幹擾產生的漏檢。
3 原因分析
經過近幾年的檢測及開挖驗證,發現產生防腐層破損的原因大致有以下幾點:
(1)管道通過不同的敷設環境,未有針對性的選擇防腐材料,從而不能保證管道的防腐層完好。
(2)施工時的補口、補傷,彎頭、三通等易產生應力腐蝕部位的防腐與原管道防腐要求不一致。
(3)施工中未有效避免管道防腐層的擦傷或刮破。
4 結束語
通過對埋地鋼質管道防腐層的檢測,能夠正確反映管道防腐層狀態的好壞,對發現的疑似破損部位開挖驗證,說明防腐層檢測在實際工作中有很大的實用性,防腐層檢測出的數據對於非外力影響的地下鋼質管道漏氣點的定位,具有重大指導意義,能夠為企業的安全運行提供科學有效的數據,降低運行風險。