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【摘 要】就目前的情況的来看,加强天然气管道防腐层外检测评价技术的研究是非常有必要的,其能够在最大程度上提高管道使用寿命,节约成本,对此本文分析了天然气管道防腐层外检测评价技术的应用。
【关键词】天然气管道;防腐层;检测评价技术;应用
1、关于管道防腐层检测技术的概况及其特性
首先要说明的是在天然气管道的运行过程当中,除了会受到外力,比如温度、突然、气候的影响而腐蚀之外也会有内部因素所导致的腐蚀,一般来说内部腐蚀是因为输送的介质、管道内的长期积液或污秽等管道内部的物质的互相作用而联合形成的,而外部腐蚀则多数是因为防腐层的实效、损害从而被外部的多方面影响而导致腐蚀状况的发生的。最近几年来,随着逐渐加强的关于管道运行方面的管理以及对输送介质的严格标准,在内腐蚀方面已经取得了较好的控制,所以现在,国内外关于天然气管道的防腐管理主要在外防腐方面进行主要的研究,尤其是对管道检测中的由外腐蚀原因所造成的防腐层问题和管道缺陷作为重点进行关注。
如今社会的计算机运用技术已经相对成熟,且应用广泛,所以不论是我国还是国外的关于管道检测方面的技术都得到了快速的发展,并且逐渐形成了针对管内和管外两种不同方面的检测分支,按照通常情况,当防腐层出现破损情况的时候,失效管道的下方管道也会出现腐蚀问题,这个时候管道检测技术就有能起到很大作用,它可以在对管道防腐层进行检测以及阴极保护性的基础上,通过挖坑检测来达到检测管体腐蚀缺陷的目的。
管道的外防腐层检测技术主要是利用专用的设备在地面上进行综合性的、科学的防腐检测,对防腐层的老化、损害情况进行精准的定位,从而根据老化情况或缺陷来进行分类统计,然后再按实际来制定科学、合理且经济的整改计划,这不仅可以让管道业主最真实的了解到管道防腐层的实际情况,也便于对于管道防腐层进行及时的维护,保护好管道防腐层的安全性和保护性。
2、管道防腐层外检测技术
目前,一般采用直流电压梯度检测技术(DCVG)、密间隔电位测量仪器CIPS、防腐层RD-PCM电流测绘技术、交流电压梯度检测技术(ACVG)的方法进行检测。
2.1、埋地管道防腐层缺陷直流电压梯度检测技术(DCVG)
使用直流电位梯度仪器DCVG技术,对施加了阴极保护的管道防腐层进行检测,当防腐层出现破损,在破损点周围形成一个电压梯度场,DCVG检测主要通过检测地面的电位梯度的变化和集中情况来确定管道防腐层的缺陷。
2.2、阴极保护有效性检测技术(CIPS)
使用密间隔电位测量仪器CIPS技术,对施加了阴极保护的管道进行密间隔(1~5米间隔检测一个点)检测,通过阴极保护系统电源按照一定周期的通、断来进行检测,通电位的变化来分析判断防腐层的完好状况,断电位变化来分析判断阴极保护是否有效。
2.3、防腐层RD-PCM电流测绘技术
使用RD-PCM仪器的发射机,给具有防腐层的管道上施加一个交变电流信号,沿管道使用便携式接收机采集电流信号,经过输入微机绘出管道各处的电流强度状态图,来分析管道沿线防腐层的完好情况。
2.4、埋地管道防腐层缺陷交流电压梯度检测技术(ACVG)
使用RD-PCM仪器的A字架是用来测量两固定金属地针之间的电位差,检测时向管道中施加特定频率交流信号,在管道上方地面将A字架电极插入地表(泥土中),依据接收机显示的箭头方向和dB值(或电流值)的大小来判断破损点的确切位置和大小。
2.5、直流电位梯度法(DCVG)
该测量技术适用于确定埋地管道外防腐层破损点位置,对破损点腐蚀状态进行识别;结合密间隔管地电位测量(CIPS)技术,可以对外防腐层的大小及严重度进行定性分类。埋地管道防腐层缺陷直流电压梯度检测技术(DCVG)、阴极保护有效性检测技术(CIPS)是一项较成熟的技术,设备简单,测量快速,可定位管道防腐层缺陷位置,定位偏差小。主要设备包括:DCVG/CIPS(管地电位及直流电位梯度)测量主机一套;GPS卫星同步断流器2台;探管仪;2根硫酸铜参比电极探仗;配套的测量轴线及连接导线。
2.6、交流地电位梯度法(ACVG)
采用埋地管道电流测绘系统(PCM)与交流地电位差测量仪(A字架)配合使用,通过测量土壤中交流地电位梯度的变化,用于埋地管道防腐层破损点的查找和准确定位。主要设备包括:发射机、接收机、交流地电位差测量仪(A字架)以及配套的电源设备、连接线、接地电极等。
3、外腐蚀检测应用及存在的问题
目前虽然有多种可以现场实施的管道外防腐层检测技术,但都有其不足之处,特别是没有一种技术能现场检测防腐层剥离。同时尽管目前的管道外检测技术具有较高的普适性,但对一些特定场合的管道由于存在各种制约因素仍然难以实施外腐蚀检测或实施效果不佳,如水平定向钻穿越管段,由于地理因素和技术条件限制,无法实施外腐蚀检测,同时也无法开挖直接检查和补强修护。对存在直(交)流干扰管段,对目前各类基于电磁技术的间接检测方法均有较强的干扰,降低了检测精度,更严重者甚至无法实施检测。
4、防腐层分级评价
随着社会化、专业化的发展,对埋地天然气管道外防腐层进行分级评价凸显重要。规范化的管道外防腐层分级评价,可以使检测结论具有可比性,形成统一的管道腐蚀综合评价方法,同时可以按级别确定相应的安全运行修护策略。国内天然气管道企业早期通常采用石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油等作为外防腐层,目前国内逐渐采用无溶剂环氧、聚乙(丙)烯胶粘带或其复合结构及3PE涂层等,但分级评价只有石油天然气总公司制订的针对石油沥青涂层的行业标准SY/T5918—94。显然,目前的标准具有较大局限性、部分指标过时、缺乏新的涂层评价指标,不能满足现代检验管理的需要。埋地天然气管道防腐层质量分级评价是为了将其与管道安全运行联系起来,使外腐蚀检测数据更好的指导管道运行管理,因此有必要建立常用检测方法的测试参数与管道外防腐层安全质量状况的真实对应关系,这也是目前外防腐层检测评价的重要发展方向。
5、外腐蚀检测评价发展
近年来,我国天然气管道建设高速发展,管线里程迅猛增加,管道腐蚀防护系统的检测评价对管道的安全稳定运行也更趋重要。天然气管道相关技术的进步和管道沿线环境的复杂化,都对管道外检测提出更高的要求。与此同时,管道外检测技术也不断发展,从单一手段、单一内容的检测发展到多手段综合应用、多内容综合评价的科学检测系统。同时,随着相关技术的进步,外检测技术未来发展将于反应更灵敏、定位更精确、抗干扰更强、操作更便捷、判别更直观[10]。
随着国内各大油气田的相继开发建设,天然气作为清洁型能源已成为经济发展的重要支撑。燃气管道作为重要的城镇现代化基础设施,成为燃气能源输送的命脉而随着燃气管道的建设数量和服役时间的逐步增长,管道安全已成为重要影响因素。为有效避免管道腐蚀及各类事故的频繁发生,利用相关技术对燃气管道防腐层状态进行科学有效的检测,确保管道的安全运行,已成为管道相关部门普遍关注和急需解决的重大问题。
参考文献:
[1]程浩.长输天然气管道外检测综合技术研究及工程应用[D].合肥工业大学,2014.
[2]王鸿.天然气管道防腐层外检测评价技术的应用[J].中国高新技术企业,2014,33:62-63.
[3]李明,王晓霖.埋地天然气管道防腐层检测与评价[J].当代化工,2013,07:980-983.
【关键词】天然气管道;防腐层;检测评价技术;应用
1、关于管道防腐层检测技术的概况及其特性
首先要说明的是在天然气管道的运行过程当中,除了会受到外力,比如温度、突然、气候的影响而腐蚀之外也会有内部因素所导致的腐蚀,一般来说内部腐蚀是因为输送的介质、管道内的长期积液或污秽等管道内部的物质的互相作用而联合形成的,而外部腐蚀则多数是因为防腐层的实效、损害从而被外部的多方面影响而导致腐蚀状况的发生的。最近几年来,随着逐渐加强的关于管道运行方面的管理以及对输送介质的严格标准,在内腐蚀方面已经取得了较好的控制,所以现在,国内外关于天然气管道的防腐管理主要在外防腐方面进行主要的研究,尤其是对管道检测中的由外腐蚀原因所造成的防腐层问题和管道缺陷作为重点进行关注。
如今社会的计算机运用技术已经相对成熟,且应用广泛,所以不论是我国还是国外的关于管道检测方面的技术都得到了快速的发展,并且逐渐形成了针对管内和管外两种不同方面的检测分支,按照通常情况,当防腐层出现破损情况的时候,失效管道的下方管道也会出现腐蚀问题,这个时候管道检测技术就有能起到很大作用,它可以在对管道防腐层进行检测以及阴极保护性的基础上,通过挖坑检测来达到检测管体腐蚀缺陷的目的。
管道的外防腐层检测技术主要是利用专用的设备在地面上进行综合性的、科学的防腐检测,对防腐层的老化、损害情况进行精准的定位,从而根据老化情况或缺陷来进行分类统计,然后再按实际来制定科学、合理且经济的整改计划,这不仅可以让管道业主最真实的了解到管道防腐层的实际情况,也便于对于管道防腐层进行及时的维护,保护好管道防腐层的安全性和保护性。
2、管道防腐层外检测技术
目前,一般采用直流电压梯度检测技术(DCVG)、密间隔电位测量仪器CIPS、防腐层RD-PCM电流测绘技术、交流电压梯度检测技术(ACVG)的方法进行检测。
2.1、埋地管道防腐层缺陷直流电压梯度检测技术(DCVG)
使用直流电位梯度仪器DCVG技术,对施加了阴极保护的管道防腐层进行检测,当防腐层出现破损,在破损点周围形成一个电压梯度场,DCVG检测主要通过检测地面的电位梯度的变化和集中情况来确定管道防腐层的缺陷。
2.2、阴极保护有效性检测技术(CIPS)
使用密间隔电位测量仪器CIPS技术,对施加了阴极保护的管道进行密间隔(1~5米间隔检测一个点)检测,通过阴极保护系统电源按照一定周期的通、断来进行检测,通电位的变化来分析判断防腐层的完好状况,断电位变化来分析判断阴极保护是否有效。
2.3、防腐层RD-PCM电流测绘技术
使用RD-PCM仪器的发射机,给具有防腐层的管道上施加一个交变电流信号,沿管道使用便携式接收机采集电流信号,经过输入微机绘出管道各处的电流强度状态图,来分析管道沿线防腐层的完好情况。
2.4、埋地管道防腐层缺陷交流电压梯度检测技术(ACVG)
使用RD-PCM仪器的A字架是用来测量两固定金属地针之间的电位差,检测时向管道中施加特定频率交流信号,在管道上方地面将A字架电极插入地表(泥土中),依据接收机显示的箭头方向和dB值(或电流值)的大小来判断破损点的确切位置和大小。
2.5、直流电位梯度法(DCVG)
该测量技术适用于确定埋地管道外防腐层破损点位置,对破损点腐蚀状态进行识别;结合密间隔管地电位测量(CIPS)技术,可以对外防腐层的大小及严重度进行定性分类。埋地管道防腐层缺陷直流电压梯度检测技术(DCVG)、阴极保护有效性检测技术(CIPS)是一项较成熟的技术,设备简单,测量快速,可定位管道防腐层缺陷位置,定位偏差小。主要设备包括:DCVG/CIPS(管地电位及直流电位梯度)测量主机一套;GPS卫星同步断流器2台;探管仪;2根硫酸铜参比电极探仗;配套的测量轴线及连接导线。
2.6、交流地电位梯度法(ACVG)
采用埋地管道电流测绘系统(PCM)与交流地电位差测量仪(A字架)配合使用,通过测量土壤中交流地电位梯度的变化,用于埋地管道防腐层破损点的查找和准确定位。主要设备包括:发射机、接收机、交流地电位差测量仪(A字架)以及配套的电源设备、连接线、接地电极等。
3、外腐蚀检测应用及存在的问题
目前虽然有多种可以现场实施的管道外防腐层检测技术,但都有其不足之处,特别是没有一种技术能现场检测防腐层剥离。同时尽管目前的管道外检测技术具有较高的普适性,但对一些特定场合的管道由于存在各种制约因素仍然难以实施外腐蚀检测或实施效果不佳,如水平定向钻穿越管段,由于地理因素和技术条件限制,无法实施外腐蚀检测,同时也无法开挖直接检查和补强修护。对存在直(交)流干扰管段,对目前各类基于电磁技术的间接检测方法均有较强的干扰,降低了检测精度,更严重者甚至无法实施检测。
4、防腐层分级评价
随着社会化、专业化的发展,对埋地天然气管道外防腐层进行分级评价凸显重要。规范化的管道外防腐层分级评价,可以使检测结论具有可比性,形成统一的管道腐蚀综合评价方法,同时可以按级别确定相应的安全运行修护策略。国内天然气管道企业早期通常采用石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油等作为外防腐层,目前国内逐渐采用无溶剂环氧、聚乙(丙)烯胶粘带或其复合结构及3PE涂层等,但分级评价只有石油天然气总公司制订的针对石油沥青涂层的行业标准SY/T5918—94。显然,目前的标准具有较大局限性、部分指标过时、缺乏新的涂层评价指标,不能满足现代检验管理的需要。埋地天然气管道防腐层质量分级评价是为了将其与管道安全运行联系起来,使外腐蚀检测数据更好的指导管道运行管理,因此有必要建立常用检测方法的测试参数与管道外防腐层安全质量状况的真实对应关系,这也是目前外防腐层检测评价的重要发展方向。
5、外腐蚀检测评价发展
近年来,我国天然气管道建设高速发展,管线里程迅猛增加,管道腐蚀防护系统的检测评价对管道的安全稳定运行也更趋重要。天然气管道相关技术的进步和管道沿线环境的复杂化,都对管道外检测提出更高的要求。与此同时,管道外检测技术也不断发展,从单一手段、单一内容的检测发展到多手段综合应用、多内容综合评价的科学检测系统。同时,随着相关技术的进步,外检测技术未来发展将于反应更灵敏、定位更精确、抗干扰更强、操作更便捷、判别更直观[10]。
随着国内各大油气田的相继开发建设,天然气作为清洁型能源已成为经济发展的重要支撑。燃气管道作为重要的城镇现代化基础设施,成为燃气能源输送的命脉而随着燃气管道的建设数量和服役时间的逐步增长,管道安全已成为重要影响因素。为有效避免管道腐蚀及各类事故的频繁发生,利用相关技术对燃气管道防腐层状态进行科学有效的检测,确保管道的安全运行,已成为管道相关部门普遍关注和急需解决的重大问题。
参考文献:
[1]程浩.长输天然气管道外检测综合技术研究及工程应用[D].合肥工业大学,2014.
[2]王鸿.天然气管道防腐层外检测评价技术的应用[J].中国高新技术企业,2014,33:62-63.
[3]李明,王晓霖.埋地天然气管道防腐层检测与评价[J].当代化工,2013,07:980-983.