埋地钢质管道防腐层质量分级评价方法研究

2006 NACE中图分会技术年会论文埋地钢质管道防腐层质量分级评价方法研究雷宇(中油西南油气田公司输气管理处合江输气作业区)摘要：埋地钢质管道防腐层质量状况是管道使用单位检测单位关心的问题所在。本文主 要讨论了分级评价现实重要性与必要性，总结了国内外的现状，并提出了分级评价的根本思路， 给出了局部分级指标，并提出进行分级评价需要进一步研究解决的几个技术难题。关键词：埋地钢质管道防腐层分级评价方法一、刖百管道输送，是五种物质运输方式之一，在国民经济中占有举足轻重的地位。而埋 地钢质管道的腐蚀是一个普遍存在的问题，为了延长埋地钢质管道的使用寿命，目前 国内、外管道公司普遍采用了防腐层及阴极保护的防腐技术，防腐层是防止钢质管道 外壁腐蚀的最主要手段，阴极保护只对防腐层破损处的钢管的外壁实施补充保护。理 想的的外防腐层应具有足够的使用寿命，最正确的机械和绝缘性能。因此，确保埋地钢 质管道外防腐层具有良好的性能状态，掌握管道外防腐层的平安质量状况，是管道能 否平安运行的关键因素，成为了管道使用单位、检测单位关心的问题所在。如何量化 防腐层的状况，以及如何进行有效的分级评价是急需解决的技术难题。二、防腐层分级评价的必要性与重要性有效的评价埋地钢质管道防腐层的质量状况的唯一方法就是进行质量分级，并按 照不同级别确定相应的平安运行维护策略。这是管道使用单位所期望的，也是管道检 验单位希望的。管道检验单位希望有一套较为标准化的管道外防腐层的分级评价方法对所检测 的管道有一套统一的综合评价方法，对管道现状进行评价，以向管道使用单位提交使 用与维护建议；随着社会化、专业化的开展。为管道管理部门，管理者不一定都是管 道方面的专业技术人员，他们所需要的是掌握管道的平安等级，同时，按照有关标准 的规定，对不同级别的管道采用不同管理方式。因此，有效地对埋地钢质管道外防腐 层平安质量状况进行分级，是必要的，也是很重要的。三、埋地管道外防腐层平安质量分级现状迄今为止，国内只有石油天然气总公司制订的针对石油沥青涂层的分级评价行业 标准，标准号为SYT 59182004，针对绝缘电阻率、老化程度及表现等2个方面将涂264埋地钢质管道防腐层质量分级评价方法研究层分为5级。该标准中提出的绝缘电阻测量方法有：电位差法、管中电流法、变频选 频法；而老化程度及表现分级法中，主要是从外观表象方面进行涂层分级评价。该标 准的局限有：只针对石油沥青涂层、所提出的绝缘电阻测量法具有较大的局限性、当 前常用的检测仪器尚未考虑。NACE RP05022002那么提出应按每种不同的间接检测方法分别进行分级，均分为3级，并提出了具体的程序与步骤。 就我国来讲，目前较常使用的外防腐层有：石油沥青、煤焦油瓷漆、熔结环氧粉末、挤出聚乙烯、3层PE涂层、聚乙烯防腐带、环氧煤沥青等。较常用的检验检测方法主要有：Pearson、PCM、DCVG等方法。四、分级评价思路埋地钢质管道外防腐层平安质量状况分级评价应结合外防腐层特点、制造与施工 水平、当前常用检测方法的测试参数，使之具有可比性与可行性，同时，亦应吸收现 有标准的优点。按照NACE RP 05022002标准要求，管线外防腐层检测方法主要分为间接检测 与直接检验。分级评价指标应从两个方面考虑：间接检测评价与直接检测评价。对开 挖检测点的外防腐层平安质量状况级别，应以直接检测评价为主，间接检测评价为辅， 并对非开挖管段的间接检测评价指标进行修正。就间接检测而言，应充分研究地面不开挖检测方法的原理、技术参数以及相应参数的几种不同的后处理模型等，并纳入分 级考虑的范围；同时，在直接检验中，不同的检测方法，如电火花检测、粘接力测试、 涂层厚度、物理性能等均亦应纳入到分级范畴中。按照间接评价指标的严重程度确定 开挖验证点与开挖检验点。NACERP05022002提出了选择开挖检测点以及确定开挖 长度的原那么，值得我们参考。直接评价指标主要有：破损(漏铁)点分布与大小、粘 接力试验、防腐层结构、厚度。五、几个指标的讨论关于上述外防腐层分级评价指标，本人根据实际检测工作中的经验提出对几个指标的看法。(一)Rg值分级对石油沥青的Rg值分级范围仍按sY厂r 59182004为好，而对其他种类的外防腐层，那么需进行比对研究，才能确定。(二)防腐层破损点检测目前，埋地管道防腐层破损点可采用Pearson法和PCM带A字架确定，有时可采用DCVG检测方法。考虑到四川丘陵地区的条件，采用PCM带A字架确定防腐2f52006 NACE中国分会技术年会论文层破损点比拟符合实际情况，破损点检出率较高，采用Pearson法破损点检出率较低， 采用DCVG检测虽能检测出防腐层破损点，但在四川受地理条件的限制，操作人员 劳动强度大，在长距离检测时易受人为因数的影响。(三)电流衰减率分级目前多频管中电流检测技术(PCM)运用较为普遍，在用PCM检测时，向管道 施加的电流强度随距离的增加逐渐衰减，在管径、管材、土壤环境不变的情况下，外 防腐层对地的绝缘性越好，那么电流损失越少，衰减亦越小；反之，衰减越大。见表1。表1 防腐层分级评价一电流衰减率 三级外防腐层分级 一级(优) 二级(良)四级(差) 五级(劣)(一般)检测信号损失50蜜(dbkm)绝缘电阻105O103O501O3010(knm2)老化轻微老化较严重，有剥老化程度 根本 老化较轻，老化和剥离严 无剥离 离和较严重的吸水及表现 无老化 根本完整 重，轻剥即掉和损坏 现象注：谊分级指标适用于石油沥青和PE夹克。这种分级指标的优点为：抓住了防腐层平安质量分级的根本，因为不管外防腐层 保护还是阴极保护，根本的目的是为了保护金属管体、延缓管体的腐蚀，因此，管体 腐蚀的速度才是评价保护状况的根本，而电流的泄漏量与管体的腐蚀速度成正比，因 此用电流衰减率作为分级评价的标准，更是抓住问题的本质。但选用此指标，需要解决的问题有：电流衰减率随选用频率而改变，频率为128Hz的结果最理想，因此是否还需对对其他频率进行定级；检测的重现性(这 里不是指简单重复，而是指更换信号供入后对同一管段进行的检测的结果的重现性)， 还有待于考证。采用电流衰减率作为分级指标时，应针对每一条管道，先开挖一段或两段作为参 考段，实际确定防腐层状况与电位衰减率之间的关系，再根据电流衰减率分级。(四)绝缘性能分级指标采用绝缘性能分级指标，这里主要是指开挖后的直接检测，应按照各种类型的外 防腐层的技术性能指标进行分级较适宜，因此，主要采用电火花检测方法来判断外防 腐层的绝缘性能。六、尚需研究的同题埋地钢质管道外防腐层质量状况分级的目的是为了将其与管道平安运行联系起266埋地钢质管道防腐层质量分级评价方法研览来，不同级别应代表着不同的运行管理方式。因此，以下问题需要解决： (1)正确预测外防腐层的寿命周期； (2)研究均匀缺陷与带典型缺陷的外防腐层的腐蚀行为： (3)在一定的条件下，现有常用检测方法的测试参数与管道外防腐层平安质量状况(缺陷)的真实对应关系。参考文献11 SYT 59182004埋地钢质管道外防腐层修复技术标准【2】NACE RP0502-2002Pipeline external corrosion direct assessment methodology(3】王志强，杨德芹，王淑英大庆杏北油田埋地钢质管道检测技术探讨全面腐蚀控制，2001，15(5)：4448The Research of Quality Grade Evaluation Method forProtecting Coating in the Buried PipelineAbstractI The coating quality status ofburied steel pipeline is concerned by user and inspect unit The article discusses the importance and necessity of clussificat estimationIt not only summerizes the actual state of Home and Abroad,but also put forwaeds the basic way of classifieat estimation,gives partial of the elassifieat index，at last raises some technical problems needed to fulther resolved in classificat estimationKey words：buried steel pipeline，coating，the method of classificat estimation