防腐层检测技术在燃气管道中的应用

       前言城市燃气管网是城市的基础设施之一,近几年随着经济的快速发展,城市气化建设速度加快,燃气管网的建设也是飞速发展。特别是近十几年,许多中小城市都建设了城市燃气管网,大量的钢管、PE管被埋在地下,用来输送燃气。
《城镇燃气技术规范》GB50494中规定“燃气管道的设计使用寿命不应小于30年”。钢质管道在腐蚀控制良好的条件下寿命可超过30年,PE管可达40-50年。
据有关资料统计,发生燃气事故的主要原因为:外力影响、腐蚀、材料缺陷、焊接等缺陷。其中钢管腐蚀列在第二位,地上钢管(如架空管、户内管)的腐蚀易于发现和控制,埋地钢管的腐蚀情况很难直观掌握。
埋地钢管防腐层经历了石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油瓷漆、熔结环氧粉末、聚乙烯胶带,直至现在广泛应用的挤压聚乙烯防腐层,各种类型的防腐层优缺点不一。许多早期建设的地下燃气管网,钢管的防腐层应用前五种防腐层的居多。由于施工缺陷、阴保系统失效、外力影响、防腐层自身的不足等原因,随着使用年限的增加,防腐层破损的情况比较多,钢管的腐蚀倾向增大,存在穿孔漏气的安全隐患。
出现安全隐患不怕,怕就怕我们不知道隐患在哪?
如何做到安全事故的事前控制,在腐蚀穿孔出现前发现并掌握它,根据其严重程度,确定监护或改造方案,避免事故的发生,保证管道的安全运行?这已成为燃气公司需要迫切解决的问题。
目前,重庆市凯源燃气管网2200公里,其中钢管约1800公里,这些钢制埋地管道防腐层的类型主要是环氧煤沥青和挤压聚乙烯防腐层、PE防腐,钢管规格从DN57到DN325,最早钢质管道建成年代为1977年。为了保证管道的安全运行,做好预防措施,重庆凯源燃气压力容器检验按照《钢制管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》SY/T 0087.1-2006、《天然气管道检验规程》Q/SY 93-2007、《钢质管道管体腐蚀损伤评价方法》SY/T 6151-2009、《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T 21246-2007、《压力管道定期检验规则公用管道》TSG D7004-2010、《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》CJJ51-2006中的要求,从2011年开始对重庆凯源埋地钢质管道进行检测,截止今年底共完成检测约1800公里,发现疑似破损点1000处以上,我们将所有的疑似破损记录交给运行、安全部门,建议将疑似破损点做为重点巡检的部位,有条件的情况下开挖修补或更新改造。
PCM检测管道时能够做到管道精准定位、埋深、查找防腐层破损点,通过开挖破损点验证了破损点大小对于重庆凯源的土壤环境和埋藏深度定于超过40dB定为轻微腐蚀。
1 管道防腐层破损点检测
1.1 检测原理及方法
地面电场法是将一个特定频率的检测电信号像阴极保护电流一样,加载到管道上时,通过管道的破损裸露点和土壤构成的电压梯度,在地面上随之建立了一个近似球状的电位分布。越接近破损点的地面,电压梯度就越大,管道正上方地面的电流密度就越大,电位也就越高。一般来说,管线的防腐层破损面积越大,其附近的电流密度越大,地面的电压梯度也就越大。
地面电场法是使用一个灵敏的毫伏表(A型架),测量插入地表的两个电极在地表水平的电压梯度平衡时的输出值。两个电极相距为55厘米,当其中一个极的电位比另一个高时,仪器就由此给出漏点方向并计算出电位的梯度值。
为了便于解释和消除管道自身、大地电流及其他的电干扰,该方法同时将两个频率的交变电信号加载到管道上。测量时,操作员沿管道的路由以一定的间隔,将电极插入地面,仪器的面板上会有一个方向箭头指示管线上破损点的位置,当跨过破损点时,箭头会变向,靠近破损点时,箭头稳定,并有相应的电场强度分贝值,指示出漏点的大小。当操作员继续前进而远离破损点时,而且电场强度的分贝值随着远离而逐渐变小返回复测,仔细追踪漏点,可以找到方向变化的确切位置,此时漏点就在两个电极的中间位置。使用此方法查找破损点时,我们在工作中总结的两点经验与大家一起分享:第一,要尽量选择引入管的末端施加信号,这样保证电流损失的最小;第二,在使用A型架查找漏电时,要采取有效措施保证与大地的导电良好。
2 实际应用
从开挖验证和大量的实测数据显示,检测过程中仪器的分贝值读数超过30 dB的点位应予记录。除此之外,对穿越铁路、高压线附近的管道检测时,因管道受杂散电流的干扰较大,需与杂散电流检测仪配合使用才能得到准确的数据。值得注意的是,在对城市市区的燃气管网检测过程时,因干扰因素较多,要实现管道100%的检测率,须通过不断改变信号供入点来实现,避免因干扰产生的漏检。
3 原因分析
经过近几年的检测及开挖验证,发现产生防腐层破损的原因大致有以下几点:
(1)管道通过不同的敷设环境,未有针对性的选择防腐材料,从而不能保证管道的防腐层完好。
(2)施工时的补口、补伤,弯头、三通等易产生应力腐蚀部位的防腐与原管道防腐要求不一致。
(3)施工中未有效避免管道防腐层的擦伤或刮破。
4 结束语
通过对埋地钢质管道防腐层的检测,能够正确反映管道防腐层状态的好坏,对发现的疑似破损部位开挖验证,说明防腐层检测在实际工作中有很大的实用性,防腐层检测出的数据对于非外力影响的地下钢质管道漏气点的定位,具有重大指导意义,能够为企业的安全运行提供科学有效的数据,降低运行风险。