油氣管道輸送正起著越來越重要的作用。本文結(jié)合某3 條管道6 次利用ACVG 方法得到的外檢測結(jié)果，分析了防腐層缺陷檢出數(shù)據(jù)存在較大差異的原因，并給出了相關(guān)對策和建議。建議管道運(yùn)營企業(yè)在進(jìn)行管道防腐層外檢測時，應(yīng)進(jìn)行復(fù)測加強(qiáng)質(zhì)量管理，在日常修復(fù)防腐層破損點(diǎn)完畢后，應(yīng)采用檢測設(shè)備對破損點(diǎn)兩側(cè)各50m 處進(jìn)行防腐層破損復(fù)測，防止破損點(diǎn)檢測信號相互覆蓋的現(xiàn)象產(chǎn)生；并要求檢測人員詳細(xì)記錄電流信號饋入位置和接地點(diǎn)，以備業(yè)主方檢查檢測質(zhì)量；建議管道運(yùn)營企業(yè)將管道陰極保護(hù)、防腐層檢測、內(nèi)檢測結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和綜合分析，揚(yáng)長避短，提高管道本質(zhì)安全管理水平，確保管道安全運(yùn)行。
油氣管道輸送是五大物質(zhì)運(yùn)輸方式之一，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，其正起著越來越重要的作用。但近年來我國油氣管道事故多發(fā)，如何安全有效地對所屬管道進(jìn)行管理，是擺在各管道運(yùn)營企業(yè)面前的一道難題。
作為防止管道本體外腐蝕第一道防線的防腐層，其檢測歷來是管道運(yùn)營管理中的重點(diǎn)。本文結(jié)合某3 條管道累積6 次的防腐層檢測數(shù)據(jù)，對相同管道先后檢測出現(xiàn)防腐層破損點(diǎn)數(shù)量差異的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了相關(guān)對策。
目前通常采用交流地電位梯度法ACVG 進(jìn)行管道外防腐層破損點(diǎn)檢測。其是通過在埋地管道上施加某一特定頻率或多個頻率的激勵電流信號（近似直流的3Hz 或4Hz 信號電流和128Hz/640Hz 的定位電流），激勵電流信號自發(fā)射點(diǎn)開始沿管道向兩側(cè)傳輸，當(dāng)管道防腐層破損后，電流便由防腐層破損點(diǎn)處泄漏進(jìn)入土壤，在周圍土壤中形成以破損點(diǎn)為中心的地電場電位梯度，此時就可以利用 “A” 字架在埋設(shè)管道的地面上檢測到這種電位梯度分布，即可對防腐層的破損點(diǎn)進(jìn)行精確定位。檢測原理如圖1 所示。
2 歷次防腐層缺陷點(diǎn)檢出數(shù)量差異及原因
2.1 歷次防腐層缺陷點(diǎn)檢出數(shù)量差異對比
以某3 條管道的檢測結(jié)果為例。這3 條管道均為2006 年投產(chǎn)，檢測設(shè)備均為雷迪公司PCM。具體檢測情況見表1。
表1 防腐層缺陷點(diǎn)檢出數(shù)量差異對比
從表1 中可看出，相同管道在較短的檢測時間間隔內(nèi)，利用同種檢測設(shè)備，防腐層外檢測結(jié)果卻差異巨大：第二次檢測發(fā)現(xiàn)的防腐層破損點(diǎn)數(shù)量多于第一次，但兩次結(jié)果重合性較差。分別對兩次檢測發(fā)現(xiàn)的防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行開挖，現(xiàn)場準(zhǔn)確找到防腐層缺陷點(diǎn)，開挖結(jié)果照片如圖2、圖3 所示?？紤]到此期間未發(fā)生傷害管道事件，可以排除第三方損壞原因。因此，從PCM 檢測技術(shù)有效性角度分析了數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大差異原因。
圖2 防腐層破損點(diǎn)
在應(yīng)用ACVG 進(jìn)行埋地管道外防腐層檢測時，由于受信號饋入位置、接地點(diǎn)選擇、信號強(qiáng)度、土壤電阻率、破損信號選擇原則、檢測人員經(jīng)驗(yàn)等因素的影響，可能會導(dǎo)致防腐層破損點(diǎn)檢測結(jié)果存在一定的差異。影響因素分析如下，并將在后續(xù)工作中逐步進(jìn)行驗(yàn)證： 發(fā)射機(jī)為管道提供信號的原則是要盡量使管道上有較強(qiáng)的信號電流，并避開或降低其他信號干擾，使相鄰伴行管道盡量沒有信號，或使其他管道的信號最小。因此檢測信號饋入位置，通?？蛇x擇在陰極保護(hù)測試樁、陰保站內(nèi)保護(hù)電流輸入點(diǎn)位置；若在不合適的地點(diǎn)饋入檢測信號，會降低管道的檢測精度，甚至導(dǎo)致檢測失敗。因此，如果兩次檢測信號饋入地點(diǎn)不同，可能造成檢測結(jié)果有一定差異。 接地點(diǎn)通常應(yīng)選擇在回路電阻較小的位置。接地點(diǎn)可選取管道沿線的犧牲陽極或者單獨(dú)設(shè)置的接地點(diǎn)。如果現(xiàn)場距檢測管道垂直方向30m 以外有水溝、池塘以及避雷針地極、建筑物的接地線等裝置，可利用它們作為接地點(diǎn)，見圖4。因此，如果不同檢測時接地點(diǎn)不同，則可能造成接收機(jī)接收到的信號強(qiáng)度差異較大，造成檢測結(jié)果差異。
圖4 較好的接地點(diǎn)（金屬護(hù)欄、犧牲陽極）
一般管道中的傳輸電流隨著距離的增大而逐漸減小，所以發(fā)射機(jī)的信號應(yīng)足夠強(qiáng)，在檢測過程中最小不應(yīng)小于100mA，否則防護(hù)層等級劃分結(jié)果便會失真。 一般防腐層外檢測時采用的電流信號是3Hz 或4Hz 的交流電流，在外界存在相近頻率交流信號或地鐵等直流信號的情況下，測試電流信號很容易受到外界的干擾，因此，在有干擾情況下，可能造成防腐層破損點(diǎn)檢出數(shù)量存在較大差異。 檢測過程中，土壤電阻率的變化也會對結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。土壤電阻率的季節(jié)性變化（從潮濕的春季到炎熱干燥的夏季）將會影響檢測結(jié)果，因此對于比較有規(guī)律的油氣管道檢測，選擇土壤電阻率較低的時段進(jìn)行檢測。 破損點(diǎn)檢測時，如果存在連續(xù)破損的情況，則破損信號相對更強(qiáng)的破損點(diǎn)將覆蓋信號弱的破損點(diǎn)，導(dǎo)致較小的破損點(diǎn)無法檢測識別出。當(dāng)較大破損點(diǎn)修復(fù)后，才能檢測出較小的破損點(diǎn)。如圖5 所示，假設(shè)管段AD 間存在兩處防腐層破損點(diǎn)B 和C，且C 相對B 較大，距離較近。檢測時，因泄漏電流更大的C 點(diǎn)產(chǎn)生的電位梯度更大，導(dǎo)致儀器識別到C 點(diǎn)信號，從而忽略了B 點(diǎn)信號，只有當(dāng)C點(diǎn)修復(fù)之后，才能檢測處缺陷點(diǎn)B。
● 2.2.7 檢測人員經(jīng)驗(yàn) 檢測人員的經(jīng)驗(yàn)和工作態(tài)度，在很大程度影響著檢測結(jié)果。經(jīng)驗(yàn)豐富且認(rèn)真負(fù)責(zé)的檢測人員，在實(shí)際檢測過程中，對信號的識別、環(huán)境的忍耐、檢測點(diǎn)之間的距離均表現(xiàn)更好。如在一些區(qū)域，首次檢測某處缺陷時，檢測設(shè)備前后左右四個方向信號都是指向缺陷點(diǎn)，但下一次檢測時可能只有三個方向指向了缺陷點(diǎn)，因此現(xiàn)場檢測人員為了提高檢測的準(zhǔn)確率，就沒有記錄該缺陷點(diǎn)。 鑒于該管道在同一年不同時間段內(nèi)，檢測結(jié)果出現(xiàn)巨大差異，因此，對于管道防腐層外檢測工作建議如下： 1）在進(jìn)行管道防腐層外檢測時，應(yīng)采用復(fù)測的方式加強(qiáng)質(zhì)量管理, 盡量提高防腐層缺陷檢出率； 2）每次管道防腐層外檢測時，應(yīng)詳細(xì)記錄當(dāng)次電流信號饋入位置和接地點(diǎn)，以備復(fù)查檢測質(zhì)量； 3）日常修復(fù)防腐層破損完畢后，應(yīng)采用設(shè)備對破損點(diǎn)左右各50m 處進(jìn)行防腐層破損復(fù)測； 4）為提高管道本質(zhì)安全管理水平，建議將管道陰極保護(hù)、防腐層檢測、內(nèi)檢測結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和綜合分析，揚(yáng)長避短，優(yōu)勢互補(bǔ)，以便于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間存在的差異, 分析根本原因, 確保管道安全運(yùn)行。
第一作者簡介：李強(qiáng)(1986 ～ )，男，碩士，工程師，從事管道完整性管理相關(guān)的技術(shù)工作。
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