管道的安全性正日益受到人們的重視。由于鋼管的腐蝕和本身制造缺陷,以及第三方和人為破壞等原因,使管道事故頻繁發(fā)生,嚴(yán)重影響管道的正常運(yùn)行、人民的生命財(cái)產(chǎn)和周圍的自然環(huán)境,管道的安全可靠性問題日益突出。為達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的,埋地管道外防腐完整性直接檢測在管道運(yùn)行中已經(jīng)成為一個(gè)重要的組成部分。
外防腐層和陰極保護(hù)的聯(lián)合作為公認(rèn)的最佳保護(hù)方法,已經(jīng)廣泛用于埋地管道的腐蝕控制。埋地管道的外防腐完整性直接檢測評價(jià)就是對外防腐層與陰極保護(hù)系統(tǒng)的聯(lián)合作用進(jìn)行同時(shí)檢測評價(jià)。目前,很多業(yè)主只對埋地管道的外防腐層漏電點(diǎn)進(jìn)行定位,對防腐層的總體質(zhì)量狀況進(jìn)行粗略的評價(jià),這樣就無法給業(yè)主提供合理、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的管道維護(hù)、維修及監(jiān)控措施,評價(jià)結(jié)果只能是片面的甚至錯(cuò)誤的,根據(jù)檢測評價(jià)結(jié)果進(jìn)行維護(hù)管理往往會(huì)對埋地管道造成更大的傷害。所以對埋地管道外防腐完整性進(jìn)行直接檢測與評價(jià),就必須同時(shí)對外防腐層與陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測與評價(jià),這樣才能得出較為全面、合理的管道維護(hù)、維修與監(jiān)控措施。
隨著埋地管道外腐蝕檢測技術(shù)的發(fā)展和完善,以及和國際上埋地管道外防腐完整性檢測評價(jià)規(guī)范的全面接軌,我公司依據(jù)NACE RP-0502-2002中埋地管道外腐蝕直接評價(jià)法ECDA,從事埋地管道外防腐完整性檢測評價(jià)項(xiàng)目的技術(shù)工程、咨詢與監(jiān)理服務(wù)。
1、埋地管道外防腐完整性直接檢測評價(jià)的主要內(nèi)容
(1)全面檢測外防腐層的現(xiàn)狀,包括:防腐層老化情況、破損位置及破損程度,破損處管體的腐蝕特性等,評價(jià)其完整性情況;
(2)全面評價(jià)陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況,對其保護(hù)水平(管道是否獲得全面、合適的陰極保護(hù),是否存在欠保護(hù)及過保護(hù)情況)給予評價(jià);
(3)測量雜散電流分布的情況,評價(jià)其對管道外腐蝕的影響;
(4)開挖驗(yàn)證和直接無損檢測,包括管道壁厚測量﹑管道涂層測量;
(5)建立ECDA檢測數(shù)據(jù)庫;
(6)評價(jià)其管道的完整性,提出外腐蝕控制的改進(jìn)建議。
2、埋地管道外防腐完整性直接檢測評價(jià)方法的選擇
目前,國內(nèi)外應(yīng)用成熟的外檢測方法有:密間隔電位(CIPS)/直流電壓梯度(DCVG)測量法,管中電流測量法PCM,皮爾遜法等。其中, CIPS/ DCVG測量技術(shù)是進(jìn)行埋地管道防腐層和陰極保護(hù)雙重保護(hù)效果直接檢測評價(jià)的主要方法,其中對陰極保護(hù)效果檢測評價(jià)也是其他方法無法替代的,能夠?qū)θ毕蔹c(diǎn)的破損程度進(jìn)行定量分析與分類,確定缺陷點(diǎn)修復(fù)優(yōu)先級(jí),能夠給業(yè)主提供全面、合理、科學(xué)的維護(hù)、維修管理方案。而管中電流測量法PCM、皮爾遜法只能對管道防腐層缺陷點(diǎn)進(jìn)行定位測量,無法完成對陰極保護(hù)系統(tǒng)的陰極保護(hù)效果進(jìn)行測量與評價(jià),也無法確定缺陷點(diǎn)的破損程度和修復(fù)優(yōu)先級(jí),只是在無法適用CIPS/DCVG 測量技術(shù)時(shí)的一種補(bǔ)充。
DCVG/CIPS測量、PCM檢測、皮爾遜法檢測,三種檢測方法的特點(diǎn)如下:
DCVG/CIPS測量、PCM檢測、皮爾遜法三種檢測方法對比表
序號(hào)
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檢測項(xiàng)目
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DCVG/CIPS測量
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PCM檢測
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皮爾遜法
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1
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陰極保 護(hù)
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用于評價(jià)陰極保護(hù)性能,確定陰極保護(hù)不足、過保護(hù)的管段,確定陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)度。
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無法評價(jià)
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無法評價(jià)
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2
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防腐層狀況
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用于防腐層質(zhì)量總體評價(jià)。
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間接用于防腐層質(zhì)量總體評價(jià)
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無法評價(jià)
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3
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缺 陷
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定位缺陷,判斷缺陷處管體腐蝕電流的流向,確定缺陷處管體的腐蝕狀態(tài),評估缺陷點(diǎn)的大小,確定缺陷修復(fù)的優(yōu)先級(jí)。
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用于定位防腐層缺陷點(diǎn),但不能區(qū)分其大小和腐蝕狀態(tài)。
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用于定位防腐層缺陷點(diǎn),但不能區(qū)分其大小和腐蝕狀態(tài)。
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4
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雜散電 流
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判定雜散電流的干擾區(qū)域,確定雜散電流的流出點(diǎn)、流入點(diǎn),評估雜散電流的干擾強(qiáng)度。在雜散電流或大地電流干擾的區(qū)域,經(jīng)過對數(shù)據(jù)的處理與分析,可獲得真實(shí)的陰極保護(hù)電位。
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無法檢測
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無法檢測
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5
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絕緣法蘭狀 況
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可以測量和評價(jià)絕緣法蘭的絕緣特性。
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可以測量和評價(jià)絕緣法蘭的絕緣特性。
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可以評價(jià)絕緣法蘭的絕緣特性。
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綜 述
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用于埋地管道外防腐完整性直接檢測評價(jià),給業(yè)主提供全面、合理、科學(xué)的維護(hù)、維修管理方案。
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只能用于缺陷定位。
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只能用于缺陷定位。
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3、埋地管道外防腐完整性直接檢測評價(jià)方法
根據(jù)NACE RP0502-2002中ECDA標(biāo)準(zhǔn),推薦采用以下檢測方法。
3.1、DCVG/ CIPS組合測量技術(shù)
密間隔電位測量技術(shù)原理:在管道上測量埋地管道的管地電位沿管道的變化,在有陰極保護(hù)的管道上,測量時(shí)能得到兩種管地電位,一是陰極保護(hù)系統(tǒng)電源開時(shí)的管地電位(Von電位)一是陰極保護(hù)電源瞬時(shí)關(guān)時(shí)的管地電位(VoFF電位)。
在雜散電流干擾區(qū),必須對密間隔測量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正,才能獲得真實(shí)的陰極保護(hù)電位,并對其真正的保護(hù)效果進(jìn)行評價(jià)。
電壓梯度(DCVG)測量技術(shù)通常用于管道防腐層狀況的評價(jià),同時(shí)可以判斷防腐層缺陷面積大小以及破損點(diǎn)處的管體是否發(fā)生腐蝕,為管道防腐層的維修提供準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)依據(jù)。其原理:加載到管道一個(gè)直流信號(hào)如陰極保護(hù)信號(hào)之后,當(dāng)管道的防腐層存在破損時(shí),電流通過管道破損點(diǎn)向土壤中流去,由于土壤的電阻存在,在破損點(diǎn)周圍的土壤中電位梯度就隨著形成,在接近破損點(diǎn)的部位電位梯度增大,電流密度也隨之增大。
通過DCVG/CIPS組合測量,能獲得相當(dāng)多的信息,
①管段外防腐層狀況評價(jià),準(zhǔn)確定位涂層破損點(diǎn),按涂層缺陷嚴(yán)重程度分類, 確定涂層缺陷的修復(fù)優(yōu)先級(jí)別,評價(jià)其完整性情況;
②評價(jià)陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況,對其保護(hù)水平(管道是否獲得全面、合適的陰極保護(hù),是否存在欠保護(hù)及過保護(hù)情況)給予評價(jià);
③初步評價(jià)雜散電流分布干擾的情況,預(yù)評價(jià)其對管道外腐蝕的影響,提供進(jìn)一步詳細(xì)調(diào)查的區(qū)域范圍;
④測試站場、閥室絕緣接頭絕緣性能及閥門防腐層完好性,查明管道保端與非保端搭接短路情況;
⑤判斷局部保護(hù)電位異常原因;
⑥提出問題整改建議及管道防腐涂層維修及監(jiān)控管理方案。
3.2、極性測量技術(shù)
通過極性測量,就可判斷兩測量電極間電流的流向,確定該區(qū)域內(nèi)是處于陰極狀態(tài)還是陽極狀態(tài),從而判斷該區(qū)是否處于腐蝕狀態(tài)。
3.3、雜散電流與大地電流測量
通過對管地電位的分析,可評價(jià)雜散電流或大地電流干擾的情況,判定雜散電流的干擾區(qū)域,確定雜散電流的流出點(diǎn)、流入點(diǎn),評估雜散電流的干擾強(qiáng)度。在雜散電流或大地電流干擾的區(qū)域,通過對數(shù)據(jù)的處理與分析,可獲得真實(shí)的陰極保護(hù)電位。
4、檢測評價(jià)
(1)埋地管道外防腐層完整性報(bào)告,包括:防腐層老化情況、破損位置及破損狀況,確定缺陷的大小,按缺陷嚴(yán)重程度分類表,破損處管體的腐蝕電流的流向,確定缺陷的修復(fù)優(yōu)先級(jí)別等,評價(jià)其完整性情況;
(2)陰極保護(hù)系統(tǒng)的完整性報(bào)告,對其保護(hù)水平(管道是否獲得全面、合適的陰極保護(hù),是否存在欠保護(hù)及過保護(hù)情況)給予全面評價(jià);
(3)雜散電流干擾影響報(bào)告,全面評價(jià)其對管道外腐蝕的影響;提供排流建議方案;
(4)數(shù)據(jù)庫建立;
(5)給業(yè)主提供全面、合理、科學(xué)的維護(hù)、維修管理方案,確保外防腐完整性。
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