一、燃氣管道防腐層檢測周期
管道防腐層檢測周期為高壓、次高壓管道三年進行1次,中壓管道五年進行1次,低壓管道八年進行1次,上述管道運行十年后,檢測周期分別為兩年、三年、五年。
陰極保護系統(tǒng)應定期檢測,且應符合下列規(guī)定:
(1)犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)檢測每年不少于2次。
(2)外加電流陰極保護系統(tǒng)檢測每年不少于2次。
(3)電絕緣裝置檢測每年不少于1次。
(4)陰極保護電源檢測每年不少于6次,且間隔時間不超過3個月。
(5)陰極保護電源輸出電流、電壓檢測每日不少于1次。
二、燃氣管道防腐層檢測方法
管道防腐層絕緣電阻可采用直流法或電流密度法求出,管道防腐層定性檢漏可采用交流法,即選頻變頻法或多頻管中電流法,評價應符合國家現(xiàn)行標準SY/T0063—1999《管道防腐層檢漏試驗方法》的規(guī)定。
可采用開挖探坑或在檢測孔處通過外觀檢測、黏結(jié)性檢測及電火花檢測評價管道防腐層狀況。
燃氣管道防腐層檢測方法共分為六種:交流電流衰減法檢測法、變頻選頻法檢測法、皮爾遜檢測法、密間隔電位測試技術(shù)、直流電壓梯度法和直流電流電位法。
(一)交流電流衰減法檢測法
交流電流衰減法可用于管道外防腐層總體狀況評價與防腐層破損點定位。土壤與環(huán)境狀況對檢測結(jié)果有一定的影響。其方法原理為:當在有絕緣防腐層的埋地鋼管中輸入一個交流電信號并在其中傳播時,由于管道存在縱向電阻和橫向電阻,所傳輸?shù)男盘栯姴ò匆欢ㄒ?guī)律衰減,其衰減情況取決于管道防腐層的
絕緣狀況、信號頻率和土壤電阻率。其表達式為:
I=I0e—ax
式中 I——某點管道電流,mA;
I0——供入點管道電流,mA;
a——電流衰減系數(shù),與管道電特性參數(shù)(縱向電阻、橫向電導率、管道與地面分布電容、管道的自感)有關(guān);
x———距離,m。
(二)變頻選頻法檢測法
變頻選頻法檢測法適用于不同管徑、不同鋼質(zhì)材料、不同防腐絕緣材料、不同防腐層結(jié)構(gòu)、處于不同環(huán)境的埋地管道。變頻選頻法可以測量埋地長輸管道、油田及城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)連續(xù)管道上任意長度管段的防腐層絕緣電阻。變頻選頻法所測結(jié)果不受被測管段以外的管道長短、有無分支、有無閥門、有無絕緣法蘭及管道防腐層質(zhì)量好壞的影響,但在被測段以內(nèi),需管道防腐層無破損點、無分支、測試點對地絕緣、無人為接地。這種方法利用長輸管線檢測樁,可對檢測管道防腐層狀況進行整體評價,但不能定位管道破損點。當被測管段內(nèi)有支線時,該方法不能使用,因此,使用此法對城鎮(zhèn)燃氣管道進行防腐層檢測受到限制。
(三)皮爾遜檢測法
皮爾遜檢測法是早期管道檢測中廣為應用的一種方法,主要用于確定防腐層破損點的位置。這一方法是在管地之間加1000Hz的交流信號(當為熔接環(huán)氧涂層時,可施加175Hz的交流信號),這一交流電流便會在管道防腐層的破損點處流失到大地土壤中,其電流密度隨著遠離破損點的距離而減小,因而在破損點的上方地表面形成一個交流電壓梯度,可由兩名操作者相距3~6m沿線提取。這種檢測方法具有較高的檢測效率,破損面積是定性地估計。由于其檢測的是交流電流在地表形成的電壓梯度,因而不可避免地受到土壤、操作人員與地之間的接觸電阻等因素的影響,容易造成漏檢和誤報。此方法不能用于對管道防腐層狀況進行整體評價。
(四)密間隔電位測試技術(shù)
密間隔電位測試技術(shù)(CIPS)適用于有陰極保護的埋地管道,是目前最具復雜性的一種檢測技術(shù)。該測試技術(shù)能夠測定防腐層破損面積的大小,并具有較高的檢測精度,同時可以記錄被測管道的陰極保護狀態(tài)。密間隔電位測試技術(shù)同樣也受到各種環(huán)境因素,如雜散電流、土壤電性變化等因素的影響,其檢測進程也取決于地形和防腐層缺陷程度。
(五)直流電壓梯度法
直流電壓梯度法(DCVG)適用于帶有陰極保護的埋地管道,具有較高的定位準確和測量精度,且不受周圍平行管道的影響,同時可以間接地估算破損面積的大小,但其檢測的效果較多地依賴于操作者的經(jīng)驗和水平,雜散電流、地表土壤的電阻率等環(huán)境因素也能引起一定的測量誤差。DCVG技術(shù)采用不對稱信號加載到管道上。此方法不能對管道防腐層狀況進行整體評價。DCVG技術(shù)與CIPS技術(shù)通常是糅合在一起使用的。
直流電壓梯度法檢查防腐層破損點步驟:
(1)選擇測量點和測量距離,用飽和銅/硫酸銅參比電極平行于被測管線進行測量。
(2)正確連接,接觸良好(干燥時,接地釬及參比電極要澆水)。
(3)合閘通電,表針指示穩(wěn)定后同時讀取數(shù)據(jù),準確記錄讀取數(shù)值。
(4)選擇電極檢測點,確定毫伏表指針不偏為零的點。
(5)整理測試數(shù)據(jù)。
(六)直流電流電位法
直流電流電位法的原理是通過陰極電流測量電流衰減及電位偏移來計算防腐絕緣層的絕緣性能參數(shù)。這一方法有三種表達方式,分為一般方法、衰減常數(shù)法、電流密度法。直流電流電位法的一般方法不能夠檢測破損點;衰減常數(shù)法用管線電流計算比電位,受外界影響要小一些,所以這一方法更準確一些;電流密度法受土壤電阻率、溫度、濕度和透氣性影響,有時可憑經(jīng)驗來確定。
三、燃氣管道防腐層檢查標準
(一)燃氣管道防腐層檢查一般標準
三層防腐層結(jié)構(gòu)的底層為環(huán)氧粉末涂料,中間層為膠黏劑,外層為聚乙烯。
防腐層的厚度應符合規(guī)定。焊縫部位防腐層的厚度不應小于規(guī)定值的70%。
采用相關(guān)測厚儀,在測量截面圓周上取上下左右4個測量點,以最薄點為準。采用剝離法,在測量截面圓周上取1點進行測量。
(二)燃氣管道防腐層連續(xù)性檢查標準
1.電火花檢測儀檢漏
檢漏電壓按下列公式計算:
(1)防腐層厚度大于0.5mm時:
U=7900T/2
(2)防腐層厚度不大于0.5mm時:
U=3300T/2或U=5V
式中 T-—防腐層平均厚度,mm;
U——檢漏電壓,V。
2.管道的防腐
涂料應有制造廠的質(zhì)量合格文件。涂漆前應清除被涂表面的鐵銹、焊渣、毛刺、油、水等污物。涂料的種類、涂敷次序、層數(shù)、各層的表干要求及施工的環(huán)境溫度應按設計和所選涂料的產(chǎn)品規(guī)定進行。在涂敷施工時,應有相應的防火、防雨(雪)及防塵措施。涂層質(zhì)量應符合下列要求:
(1)涂層應均勻,顏色應一致。
(2)漆膜應附著牢固,不得有剝落、皺紋、針孔等缺陷。
(3)涂層應完整,不得有損壞、流淌。
3.管道安裝
(1)管道安裝前應已除銹并涂完底漆。
(2)管道的焊接應按GB50236—2011《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》、GB50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》的要求執(zhí)行。
(3)焊縫距支、吊架凈距不應小于50mm。
(4)吹掃、壓力試驗完成后,應補刷底漆并完成管道設備的防腐。
4.鋼管表面防腐層預處理
(1)管材及管件防腐前應檢查和測量鋼管彎曲度,其數(shù)值應小于鋼管長度的0.2%。
(2)管材表面局部凹凸應小于2mm。
(3)補口、補傷、設備、管件及管道套管的防腐等級不得低于管體的防腐層等級。
(4)防腐管道應按防腐類型、等級、管道規(guī)格分類堆放,需要固化的防腐涂層必須待防腐涂層固化后堆放。
(三)架空燃氣管道防腐涂層的檢查標準
(1)涂層應均勻,顏色應一致。
(2)漆膜應附著牢固,不得有剝落、皺紋、針孔等缺陷。
(3)涂層應完整,不得有損壞、流淌。
四、鋼制燃氣管道防腐層評價
(一)ECDA評價步驟及內(nèi)容
ECDA.評價是管道外壁腐蝕直接評價的簡稱。ECDA評價方法包括以下四個步驟和內(nèi)容:
(1)預評價:間接檢測與評價和直接檢測與評價前的準備工作包括:①資料及數(shù)據(jù)收集。②ECDA管段劃分。③檢測方法和設備的選擇。④ECDA可行性評價。
(2)間接檢測與評價:開展防腐層地面檢漏等間接測試,結(jié)合歷史記錄,進行防腐層漏點和腐蝕活性點的分級評價。
(3)直接檢測與評價:依據(jù)間接檢測與評價確定開挖優(yōu)先順序及開挖點數(shù)量,進行開挖檢測及腐蝕管道安全評價,分析腐蝕原因,提出維護措施,并對間接評價分級準則和開挖順序進行修正。
(4)后評價:后評價的內(nèi)容為確定再評價時間間隔,并對管道外壁腐蝕直接評價過程的整體有效性進行評價。
(二)ECDA管段劃分原則
ECDA管段劃分原則:應按管道材質(zhì)、施工因素、管道腐蝕泄漏事故發(fā)生頻率等運行中發(fā)現(xiàn)的問題、間接檢測方法、管段的重要性、自然地理位置、地貌環(huán)境特點、土壤類別等因素進行劃分。ECDA管段可以是連續(xù)的,也可是不連續(xù)的?根據(jù)間接檢測與評價及直接檢測與評價的結(jié)果對管段的劃分進行修正。以下管段宜劃分為單獨管段:
(1)管道材質(zhì):防腐層管道的裸管段、不同焊接方法段(如低頻電阻焊區(qū))、不同金屬連接處的兩端。
(2)施工因素:影響防腐層老化和質(zhì)量的共性部位(如彎頭、套管、閥門、絕緣接頭、連接器、進出土壤管段、固定墩等支撐)、施工質(zhì)量差異段、穿(跨)越段、未施加陰極保護的管段、管道埋深差異大的管段。
(3)運行管理:腐蝕事故多發(fā)段、重要性強的管段、陰極保護電流明顯流失和改變區(qū)域、改線或更換段、防腐層和陰極保護修復段、交(直)流電干擾段、不同管輸溫度段。
(4)環(huán)境因素:不同土壤性質(zhì)和類型段、凍土段、瀝青和水泥路面段、細菌腐蝕的管段。
(三)防腐層保護效果檢測方法
開挖處應檢測并記錄防腐層名稱、外觀、厚度、黏結(jié)力、漏點情況。注意防腐層破損處有無粉末狀物質(zhì),以判斷是否存在局部應力腐蝕環(huán)境。
檢查防腐層表面有無氣泡、蝕坑、破損、裂紋、剝離等現(xiàn)象,并切開防腐層,記錄其材料和結(jié)構(gòu)。測量防腐層膜下液體的pH值。
采用防腐層測厚儀,根據(jù)不同防腐層標準中的厚度要求,按SY/T0066—1999《管道防腐層厚度的無損測量方法(磁性法)》的規(guī)定,每個調(diào)查點應測上、下、左、右4個點,以最薄點為準。
根據(jù)不同防腐層標準的厚度要求,按SY/T0063—1999《管道防腐層檢漏試驗方法》的要求計算電壓,采用電火花檢漏儀進行檢測。記錄漏點數(shù)及漏點分布情況。
按不同防腐層標準黏結(jié)力檢查方法的要求,在管道圓周上取3個點進行檢查。按“無變化”、“減少”、“剝離”三種情況記錄。
檢查保溫層外觀、材質(zhì),并用電導儀或保溫材料水分測量儀及試紙在管道圓周上、下、左、右4點檢測保溫材料吸水情況,并用針刺法測量保溫層厚度,以最薄點為準。
(四)管道腐蝕狀況檢查項目及方法
檢查人員在清除破損防腐層后,應對管道金屬表面的腐蝕產(chǎn)物、金屬腐蝕狀況進行檢測和記錄,并詳細描述金屬腐蝕的部位,腐蝕產(chǎn)物的分布(均勻、非均勻)、厚度、顏色、結(jié)構(gòu)(分層狀、粉狀或多孔)、緊實度(松散、緊實、堅硬)。
腐蝕產(chǎn)物成分現(xiàn)場初步鑒定包括以下幾個方面:
(1)化學法鑒定:取少量腐蝕產(chǎn)物于小試管內(nèi),加數(shù)滴10%的鹽酸,若無氣泡,表明腐蝕產(chǎn)物為FeO;若有氣體,但不使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變色,可判為FeCO₃;若產(chǎn)生有臭味氣體,并使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變色,則可能為FeS。
(2)目檢法鑒定:根據(jù)產(chǎn)物顏色進行初步判別。
檢查人員清除腐蝕產(chǎn)物后,記錄腐蝕形狀、位置,判定腐蝕類型;若均勻腐蝕與點蝕摻雜,可按主要腐蝕傾向予以估計,并對腐蝕管體進行拍照。