埋地燃?xì)夤艿婪栏栽u(píng)估指標(biāo)

張雪娟

摘 要：為了對(duì)埋地燃?xì)夤艿赖姆栏赃M(jìn)行評(píng)估，確定其評(píng)估指標(biāo)是首要工作。本文主要闡述了燃?xì)饧瘓F(tuán)對(duì)管線防腐層完好程度及腐蝕趨勢(shì)評(píng)價(jià)現(xiàn)狀及埋地燃?xì)夤艿栏g評(píng)估現(xiàn)狀，最終確定第三方破壞、運(yùn)行管理維護(hù)、防腐層種類、運(yùn)行年數(shù)、管段埋深、土壤電阻率、直流雜散電流、防腐層絕緣電阻和陰極保護(hù)狀況9個(gè)因素為埋地燃?xì)夤艿栏g性評(píng)估指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：埋地燃?xì)夤艿溃桓g評(píng)估；土壤腐蝕

中圖分類號(hào)：TU996.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）20-0114-03

The indexes of Corrosion Assessment for Buried Gas Pipeline

ZHANG Xuejuan

（National Center of Occupational Safety and Health，Beijing 102308）

Abstract： In order to evaluate the corrosion resistance of buried gas pipelines， it is the primary task to determine its evaluation indexes. The gas group's evaluation of the integrity of pipeline anti-corrosion layer and corrosion trend， as well as the current situation of corrosion assessment of buried gas pipelines were described in this paper. Finally， the third-party damage， operation management and maintenance， type of anti-corrosion layer， operating life of operation， burialdepth of pipe section and soil resistivity， DC stray current， insulation resistance of the anti-corrosion layer and cathodic protection status， the nine factors were determinedas the evaluation indexes of the corrosion performance of the buried gas pipeline.

Keywords： buried gas pipeline；corrosion assessment；soil corrosion

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，天然氣的需求量持續(xù)增加，主要用于民用采暖、工藝生產(chǎn)和工業(yè)燃燒等[1]。天然氣主要是通過(guò)管道輸送到千家萬(wàn)戶，而管道一般都埋于地下，這就導(dǎo)致管道被腐蝕。埋地管線隨著使用年限的增加，管道本身會(huì)發(fā)生老化、腐蝕等現(xiàn)象，再加上各種人為因素的破壞，導(dǎo)致管道泄漏事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響管道的正常運(yùn)行，對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成威脅，給社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。如何進(jìn)行埋地燃?xì)夤芫€防腐性評(píng)估，是目前防腐評(píng)估領(lǐng)域比較重視的。由于我國(guó)城市的燃?xì)夤芫€在敷設(shè)之初并未構(gòu)建對(duì)應(yīng)的原始設(shè)計(jì)資料與運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)，管線開(kāi)始使用后的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄也全部由人工完成，造成大量資料缺失。燃?xì)夤芫€的檢測(cè)數(shù)據(jù)也僅僅局限于部分管線，不能完全滿足風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要求。

本文對(duì)埋地燃?xì)夤艿婪栏栽u(píng)估指標(biāo)進(jìn)行探討，以期為準(zhǔn)確評(píng)估埋地燃?xì)夤艿婪栏蕴峁┗A(chǔ)數(shù)據(jù)，也為實(shí)現(xiàn)埋地燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的安全性、管線安全運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)。

1 燃?xì)夤芫€防腐層完好程度及腐蝕趨勢(shì)評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

燃?xì)饧瘓F(tuán)對(duì)埋地管線的評(píng)價(jià)主要是通過(guò)地面檢測(cè)和環(huán)境檢測(cè)2方面來(lái)評(píng)估管道防腐層的完好程度及對(duì)腐蝕趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.1 地面檢測(cè)

檢測(cè)內(nèi)容主要包括：一是探測(cè)埋地管道的位置、走向、深度和防腐層破損點(diǎn)的情況，比較破損點(diǎn)的大?。欢菧y(cè)試管道外防腐層絕緣面電阻值，檢測(cè)腐蝕電流密度和平均腐蝕速率；三是檢測(cè)土壤電阻率和直流雜散電流。

1.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程》（CJJ 95—2013）、《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕與防護(hù)調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)》（SY/T 0087—95）和《埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范》（SY/T 5918—2011）等規(guī)范的規(guī)定，各檢測(cè)參數(shù)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表1至表4所示。

1.3 環(huán)境因素評(píng)價(jià)

環(huán)境因素評(píng)價(jià)主要是對(duì)管線所處的周圍環(huán)境情況進(jìn)行檢測(cè)。由于管線的所處環(huán)境復(fù)雜，加之實(shí)際各種因素的限制，目前不可能做到對(duì)整條管線進(jìn)行檢測(cè)，只能選擇有代表性的點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。在被檢測(cè)的管線上，選擇部分點(diǎn)進(jìn)行環(huán)境因素檢測(cè)，包括土壤電阻率、直流雜散電流、氧化還原電位、腐蝕電流密度和平均腐蝕速率等與管道腐蝕有關(guān)的參數(shù)。

1.4 防腐層完好程度及腐蝕趨勢(shì)評(píng)價(jià)

將管線及周邊環(huán)境的檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，進(jìn)行分析，進(jìn)而評(píng)價(jià)該管線。

燃?xì)饧瘓F(tuán)對(duì)埋地燃?xì)夤艿赖脑u(píng)價(jià)主要是通過(guò)評(píng)估每個(gè)指標(biāo)來(lái)確定管線的整體水平，缺乏系統(tǒng)性。目前，針對(duì)埋地燃?xì)夤艿栏g問(wèn)題開(kāi)展的地面檢測(cè)工作，檢測(cè)內(nèi)容集中在對(duì)防腐層破損點(diǎn)的定位，以及對(duì)防腐層絕緣程度進(jìn)行測(cè)評(píng)，這對(duì)埋地燃?xì)夤艿赖臋z測(cè)、維護(hù)與管理工作來(lái)說(shuō)，僅僅是其腐蝕檢測(cè)工作中的一部分。由于實(shí)施地面檢測(cè)時(shí)，周圍環(huán)境條件復(fù)雜，受各類情況的干擾也很嚴(yán)重，有些管線由于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料、檔案嚴(yán)重不全或缺失。此外，埋地燃?xì)夤芫€一般處于各類建筑物分布密集的場(chǎng)所，地面檢測(cè)手段也受到限制，所以，目前燃?xì)夤艿赖孛鏅z測(cè)技術(shù)也面臨著諸多技術(shù)難題。

2 埋地燃?xì)夤艿栏g評(píng)估現(xiàn)狀

很多學(xué)者采用不同的方法對(duì)管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，林武春[2]將管道風(fēng)險(xiǎn)定義為失效后果和失效可能性的乘積，從管道失效概率和管道失效后果2方面對(duì)已完成現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。趙雄[3]等人應(yīng)用雙參數(shù)（F、E）綜合參數(shù)異常評(píng)價(jià)法（SPAE）對(duì)塔里木油田某輸油管道出站2km管段防腐層性能進(jìn)行量化分析、評(píng)價(jià)和開(kāi)挖驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果與防腐層實(shí)際狀況完全相符。楊振宏[4]運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，認(rèn)為第三方破壞、誤操作、設(shè)計(jì)和腐蝕是引起城市燃?xì)夤艿朗У挠绊懸蛩亍ｊ悋?guó)華[5]確定了土壤腐蝕性、防腐層性能、陰極保護(hù)狀況、雜散電流和管道服役時(shí)間作為城市地下鋼質(zhì)燃?xì)夤艿赖耐飧g程度評(píng)價(jià)指標(biāo)。陳秋雄[6]等人認(rèn)為，防腐層種類、鋼管壁厚、建設(shè)監(jiān)理力度、運(yùn)行時(shí)間、土壤腐蝕性、管地電位、防腐層電阻率和缺陷密度是影響腐蝕預(yù)期的主要因素。馬宇等人[7]指出，土壤腐蝕性、雜散電流、防腐層種類、防腐層電阻率、漏點(diǎn)線密度、管地電位、壁厚損失和運(yùn)行年數(shù)等8個(gè)指標(biāo)是影響埋地燃?xì)夤艿栏g破壞的主要因素。徐佳佳等人[8]運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，通過(guò)土壤腐蝕性、管道自然電位、防腐層狀態(tài)及陰極保護(hù)度4項(xiàng)指標(biāo)相互作用的結(jié)果來(lái)判斷管道的腐蝕狀態(tài)，評(píng)定出管道的危險(xiǎn)等級(jí)。

3 埋地燃?xì)夤艿婪栏栽u(píng)估指標(biāo)的確定

從學(xué)者的研究中可以看出，影響埋地燃?xì)夤艿栏g性的因素可以分為以下5類：其周圍所處的環(huán)境、管體自身的運(yùn)行情況、輸送介質(zhì)的特性、第三方破壞及平時(shí)的維護(hù)管理。由于燃?xì)夤艿赖倪\(yùn)輸介質(zhì)為天然氣，沒(méi)有腐蝕性，因此不考慮內(nèi)腐蝕[9]。

第一，管道周圍所處的環(huán)境主要包括該地區(qū)的土壤環(huán)境、管道所埋深度和雜散電流的影響。在不同的土壤中，管道的腐蝕性差別很大。像介質(zhì)中土壤電阻率、離子種類與數(shù)量、礦物類型及pH等直接影響腐蝕程度。雜散電流是流散于土壤中的電流，由軌道電車、地下鋪設(shè)的電纜等各類用電設(shè)備設(shè)施的接地裝置或有些用電設(shè)備漏電產(chǎn)生的。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，雜散電流造成的腐蝕比土壤腐蝕還要嚴(yán)重。

第二，管體自身運(yùn)行情況。主要與埋地管道運(yùn)行年限、管道的防腐層種類、鋼管壁厚、絕緣面電阻值和陰極保護(hù)狀況等有關(guān)。當(dāng)管道越接近設(shè)計(jì)壽命，其發(fā)生腐蝕的危險(xiǎn)性就越大。防腐層保護(hù)是埋地燃?xì)夤艿栏g防護(hù)最基本的方法，不同防腐涂層，其防腐性能不同，塑料粉末涂層有良好的防腐性能，復(fù)合材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層性能卓越，是今后的發(fā)展方向[10]。陰極保護(hù)技術(shù)是電化學(xué)保護(hù)技術(shù)的一種，就是利用外加手段（向被腐蝕的金屬結(jié)構(gòu)表面施加一個(gè)外加電流）迫使電解質(zhì)中被保護(hù)金屬表面都成為陰極，從而抑制金屬離子的遷移，以達(dá)到減弱或避免腐蝕的目的。

第三，第三方破壞。主要是因?yàn)樵诠芫€附近有施工開(kāi)挖行為，或者有耕種農(nóng)作物等其他人為活動(dòng)造成的管線結(jié)構(gòu)破壞損傷。此外，還包括線路情況、自然災(zāi)害、地面設(shè)施、地面活動(dòng)情況、巡線頻率和交叉施工等幾個(gè)方面[11]。

第四，管線的運(yùn)行維護(hù)管理。對(duì)燃?xì)夤艿罊z查不到位，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃?xì)夤艿来嬖诘陌踩[患，并及時(shí)處理。同時(shí)，也受到維護(hù)管理人員自身因素的影響。

通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料[12-15]，同時(shí)也咨詢了相關(guān)專家，參與了燃?xì)饧瘓F(tuán)的檢測(cè)工作，在此基礎(chǔ)上，本文確定評(píng)估埋地燃?xì)夤艿婪栏癄顩r的指標(biāo)主要包括第三方破壞、運(yùn)行管理維護(hù)、防腐層種類、運(yùn)行年數(shù)、管段埋深、土壤電阻率、直流雜散電流、防腐層絕緣電阻和陰極保護(hù)狀況9個(gè)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)基于文獻(xiàn)資料、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐調(diào)研和專家咨詢等方式，確定了埋地燃?xì)夤艿婪栏栽u(píng)估指標(biāo)包括第三方破壞、運(yùn)行管理維護(hù)、防腐層種類、運(yùn)行年數(shù)、管段埋深、土壤電阻率、直流雜散電流、防腐層絕緣電阻和陰極保護(hù)狀況。

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