输气场站埋地管道检测与维修分析

李强林，周 丹，耿国军

1.山东省天然气管道有限责任公司，山东济南 250101

2.中远天然气技术服务有限责任公司，山东济南 250101

1 检测内容及方法

1.1 防腐层检测

业内常用的埋地管道防腐层检测主要有非开挖检测和直接检测。

非开挖防腐层检测技术在场站管道防腐层检测方面存在较多的局限性和不适用性，因此该场站采用直接检测方法对防腐层进行检测。

直接检测方法是开挖出管道，采用相关仪器对管道防腐层的外观、厚度、漏点和粘结力进行检测，检测完成后，采取黏弹体对存在缺陷的防腐层进行修复。直接检测内容包括：

（1）对防腐层进行100%目测检查，确定防腐层材质，观察防腐层表面是否平整、搭接均匀，表面有无气泡、蚀坑、破损、裂纹、剥离等现象。

（2）利用涂层测厚仪对管道防腐层厚度进行测量，沿圆周方向取均匀分布的上、下、左、右4个点测量其防腐层厚度，以最薄点来评价防腐层厚度是否满足要求。

（3）电火花检漏，根据不同防腐层厚度的标准要求，采用电火花检漏仪进行检测，记录好漏点数及漏点分布情况。

（4）抽取部分管段进行防腐层粘结力检测，防腐层粘结力检测选在防腐层破损处的边缘进行。对于缠绕型防腐层采用剥离强度方法进行检测，对于涂层型防腐层采用撬剥法判断防腐层对管体的附着强度。

2.范围拓展。一方面，家庭作为稳定的社会支持系统，对社区服刑人员心理矫治的效果有辅助促进作用，因此心理干预不再仅限于社区服刑人员，也包括其家庭成员，通过家庭心理咨询改善了社区服刑人员与家庭成员之间的不良关系，减少了因家庭所造成的不良应激，避免了家庭成员对社区服刑人员过多的指责或过分的关心，尤其是对未成年的社区服刑人员和暂予监外执行的社区服刑人员，有利于他们的社会功能修复，促使他们顺利回归社会。另一方面，村居社区矫正协管员聘用制度已覆盖全区，协管员掌握心理咨询知识有助于在走访社区服刑人员时，通过观察其表情和肢体语言，了解社区服刑人员的真实状态。

1.2 区域阴极保护检测

依据GB/T21246-2007《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》对该天然气场站进行区域阴极保护检测，检测内容包括牺牲阳极开路电位、闭路电位、输出电流和管道极化电位。区域阴极保护效果采用管道极化电位进行评价，管道极化电位可采取瞬间断电法或试片法测量。

瞬间断电法指瞬间断开阴极保护电流（此时电流为0）而测得极化电位值。瞬间断电法的准确测量需要3个基本条件[2]：第一，多套系统保护的阴保系统实现同步中断；第二，所有与管道相连的均压线全断开；第三，不存在杂散电流。在管道现场的实际测量中，特别是在牺牲阳极保护系统中，很难将管道所有的阴极保护系统同步通断，因此瞬间断电电位的准确测量存在一定困难。

试片法是采用埋设极化探头的方式检测埋地管道的极化电位。极化探头埋设与管道同深，探头与管道连接时间保持24 h以上，断开极化探头内部的试片与管道的连接线，测得的试片电位即为管道的极化电位。

该天然气场站采取牺牲阳极保护方法，共采用16组镁合金牺牲阳极，每组2支，每支23 kg。决定采用试片法进行站场内管道极化电位的测试。

1.3 管体超声导波检测

本次管体检测采用超声导波技术进行全面检测，对于经检测发现的管体缺陷，在管道开挖后再利用超声波测厚仪进行验证性检测。

超声导波检测是一种新型的长距离、快速检测技术，它由发射主机发出2～3种扭转波、纵波和横波，其传播方式主要受声波频率和材料厚度的影响，在遇到管道壁厚发生变化的位置，一定比例能量被反射回到探头。当遇到管道特征位置时，如环焊缝、壁厚的增加处，如果这些特征位置在管道周向是对称时，反射波的波峰被均匀地反射回来，此时反射的声波缺陷波形是对称的。通过测试反射回来的声波，实现管壁缺陷的检测，判断管道的腐蚀情况和位置，还能够显示管道的环焊缝、支架、弯头等信息[6]。

2 检测结果及分析

2.1 防腐层检测及修复

2.1.1 防腐层检测结果

开挖后对场站埋地管道防腐层进行全面检测评价，主要从外观、电火花检漏以及粘结力检测三方面对管道防腐层进行考察，并按照相关标准[3-4]对检测结果进行判定。经过现场检测确定，该天然气场站主要存在4种防腐层：3PE、防腐胶带、沥青玻璃丝布和环氧涂料，不同类型防腐层检测结果统计见表1。

表1 某天然气站场防腐层检测结果统计

从以上检测结果可见，随着运行年限的加大，防腐层出现了较为严重的性能变化，多数防腐层出现破损、鼓包、剥离、粘结力下降甚至失效等问题，防腐层性能下降/失效严重程度依次为沥青玻璃丝布＞防腐胶带＞环氧涂料＞3PE。表2列出了防腐层失效原因，图1为各种防腐层失效图片。

表2 防腐层失效原因

图1 各种防腐层失效图片

2.1.2 防腐层大修

为最大程度上减小管道发生腐蚀穿孔的风险，对管道防腐层进行了大修，全面修复了判定为不合格的管道防腐层。

常见的可供选择的外防腐层大修方案有3种：无溶剂型液体环氧、无溶剂型液体环氧+聚丙烯冷缠带、黏弹体防腐胶带+聚丙烯冷缠带。不同类型修复方案对比结果见表3。

表3 不同类型防腐层修复方案对比

经过论证对比，相对于聚烯烃胶带、环氧煤沥青和无溶剂液体环氧涂料，黏弹体防腐胶带的施工最方便，不需涂刷底漆，对金属管道表面处理的要求低（只需达到St2级），与管道接触的防腐层为连续相（黏弹体防腐带），防腐效果受施工条件和施工质量的影响较小，与其他涂层、管体及阴极保护相容性好，对于微小损伤还具有自修复功能。因此，最终选择黏弹体防腐胶带+聚丙烯冷缠带的方式对该管道进行防腐层大修。

2.2 区域阴极保护检测

在防腐层大修前后进行了区域阴极保护有效性检测，检测结果见表4。

根据以上检测结果可见，防腐层大修前第16号检测点极化电位为-0.84 V，略微正于-0.85 V（阴极保护标准），其他15个点极化电位都负于-0.85 V；防腐层大修后，全部检测点极化电位都负于-0.85 V；且比较大修前后，牺牲阳极闭路电位整体略微负向偏移，输出电流略微减少，而输出电流的减少意味着阳极有效寿命的增加。

表4 区域阴保有效性检测数据

根据相关标准[5]可以判定，本站区域阴极保护电位达到标准规定的有效保护范围，且防腐层大修对区域阴极保护效果有一定提升，同时能增加牺牲阳极的有效寿命。

2.3 管体超声导波检测

对站场内全部埋地管道进行超声导波检测，共检测59处，有效检测长度约600 m，检测到明显缺陷两处。

（1）天然气场站流程管存在缺陷，超声导波探头处壁厚实测最大值5.85 mm，最小值4.98 mm。图2为天然气站场流程管管体检测部位波形图，从图2可以看出，检测点左测2 m及右侧2 m范围内共4 m长管段存在异常信号。用超声波测厚仪验证，发现管体存在内壁减薄（最小壁厚为2.4 mm，管体设计壁厚为5 mm）。

图2 天然气站场流程管管体检测部位波形图

（2）天然气场站放空管存在缺陷，超声导波探头处壁厚实测最大值6.77 mm，最小值6.09 mm。图3为天然气站场放空管管体检测部位波形图，从图3可以看出，检测点左侧2～2.5 m范围内存在异常信号，此异常信号为外腐蚀。经超声波测厚仪验证，最大腐蚀深度为1.6mm，与开挖验证结果相吻合。

2.4 管体缺陷修复

对检测中发现的管体外壁的缺陷点采用碳纤维复合材料缠绕的方法进行补强维修，需修复管段采用黏弹体胶带+聚丙烯冷缠带进行防腐；对内腐蚀金属损失度较大的放空管道进行换管处理。

图3 天然气站场放空管管体检测部位波形图

3 结束语

本文介绍了某天然气场站的管道检测及治理修复措施，重点介绍了防腐层检测、阴极保护检测、超声导波检测等检测方法及结果。通过检测与治理修复，消除了相关隐患，大大降低了管道发生腐蚀及泄漏的安全风险，为管道的安全运行提供了保障。

随着管道运行年限的增长，埋地管道服役安全问题日益显现，应考虑对服役一定年限的油气场站管道进行开挖检测及治理，淘汰落后的防腐材料，对于未施加阴极保护的场站追加区域性阴极保护措施，以降低管道腐蚀风险，提高服役寿命。超声导波检测技术提供了一种快速的扫描方法，可用于场站管道快速检测和定位腐蚀及其他缺陷，作为场站管道无损检测的重要辅助手段。