王樹輝  劉永峰

中石油管道有限責任公司西氣東輸分公司山西管理處

 

摘要：在山西管理處所轄西一線管道外檢測過程中，采用ECDA四個步驟對管道外腐蝕情況進行檢測評估，發現管道當前存在的問題，并通過直接評價驗證間接檢測數據的準確性，闡述了ECDA外檢測評價在管道安全管理過程中的重要性。

關鍵詞：ECDA，外防腐層，直接評價，陰極保護

 

外腐蝕直接評價方法(ECDA)是通過持續評價和完善外腐蝕系統、促進管道的完整性，來提高管道安全性的一種結構化過程。該方法與在線檢測和壓力試驗等一樣,是一種管道完整性評價方法。

該方法被廣泛用于管道外腐蝕完整性評價，是一個不斷完善的結構化過程，可以識別并處理已經發生、正在發生和將要發生腐蝕的管道部位。區別于在線檢測和壓力試驗,外腐蝕直接評價的主要目的是為了防止未來出現的外部腐蝕。其優點在于不僅能夠確定已經存在缺陷的腐蝕區域，而且能夠判定將要發生腐蝕的區域。

本文通過對山西管理處所轄西一線管道實施的外腐蝕直接評價，采用ECDA四個步驟對管道外腐蝕情況進行了系統檢測評估，發現了管道當前存在的外腐蝕控制方面的問題，并通過直接評價驗證間接檢測數據的準確性，闡述了ECDA在管道安全管理過程中發揮的重要作用。

1  外腐蝕直接評價(ECDA)

根據《SYT0087.1-2006 鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》，ECDA主要包括四個步驟：預評價、間接檢測與評價、直接檢測與評價、后評價。

1.1  預評價

預評價包括資料及數據收集、ECDA管段劃分、檢測方法和設備選擇。

1.2  間接檢測與評價

間接檢測主要包括外防腐層完整性和陰極保護有效性兩方面的內容，對于特殊地段需要對交流/直流干擾程度進行評價。主要通過地面檢測方法確定防腐層缺陷嚴重程度、陰極保護不足管段及其它異常缺陷，從而確定已發生或可能發生腐蝕區域的位置。為提高檢測可靠性，需在整個管段使用兩種或更多種間接檢測工具，主要檢測內容包括以下幾方面。

① 埋地管道外防腐層完整性檢測，包括：防腐層狀況評價，準確定位破損點，確定缺陷的大小，按缺陷嚴重程度分類，確定缺陷的修復優先級別，評價其完整性情況。

② 陰極保護的有效性檢測，對其保護水平（管道是否獲得全面、合適的陰極保護，是否存在欠保護及過保護情況）給予全面評價，對檢測中存在的問題進行根源確認；確定破損處管體的腐蝕/陰保電流的流向，對其腐蝕程度給予評價。

③ 雜散電流干擾調查，全面評價其對管道外腐蝕的影響（包括站內外陰極保護相互干擾）；提供建議整改方案。

④ 對漏電站場、閥室的漏電原因、漏電位置進行調查。

⑤ 管道套管搭接情況。

⑥ 排流設施的完好性和排流效果評價。

⑦ 穿路、穿河等特殊管段的陰極保護有效性和涂層完整性評價。

⑧ 沿線周邊環境調查，包括每公里土壤電阻率測試，周邊干擾源調查，輸電線路塔桿與管道最近距離等內容。

1.3  直接檢測與評價

間接檢測完成后，對間接檢測的結果進行分析后，進行下一步的直接評價步驟。

確定間接檢測中缺陷修復的優先順序，對最可能出現腐蝕活性的區域進行開挖和數據采集，測量防腐層損傷與腐蝕缺陷，評價管道剩余強度（嚴重性），對存在腐蝕的管段進行腐蝕根源分析，根據開挖驗證結果對管道修復評級進行確認，對前幾個步驟地結果進行評價。

1.4  后評價

后評價主要工作包括管道剩余壽命計算、再評價時間間隔的確定、ECDA有效性評價，對整個評價過程進行總結。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。

2 ECDA在西一線管道的應用

2.1  預評價

本次檢測的管道包括西一線干線管道275 km和沁水煤層氣支線30 km，其中西一線干線西起永和縣永和關，東至澤州縣斑鳩嶺，沿途經過永和縣、大寧縣、隰縣、蒲縣、堯都區、浮山縣、沁水縣、陽城縣、澤州縣，管徑1 016 mm，采用3PE防腐層，管道經過地段80%為山區，管道管頂埋深基本在1 m到3 m之間；沁水煤層氣支線位于沁水縣境內，管徑610 mm，采用3PE防腐層，管線經過山地、丘陵長20 km，河谷、灘地長10 km，管道管頂埋深1—3 m。檢測管道分為兩個ECDA段，分別為西一線干線ECDA1和沁水煤層氣支線ECDA2。兩個ECDA管段均采用交流電流衰減法（PCM），交流地電位梯度法（ACVG），密間隔電位法（CIPS），直流地電位梯度法（DCVG）對管道外防腐層完整性和陰極保護有效性進行檢測。

2.2 間接檢測與評價

首先通過PCM + ACVG和DCVG方法對全線管道進行埋地管道外防腐層完整性檢測，包括：防腐層整體狀況評價，準確定位破損點，確定缺陷的大小和嚴重程度分類，確定缺陷的修復優先級別，評價其完整性情況。此次305 km共檢測到242處防腐層破損點。其中39處為“一類”；43處為“二類”；160處為“三類”。防腐層破損點的評價方法根據《GB/T 19285-2014 埋地鋼質管道腐蝕防護工程檢驗》及《SY/T 0087.1-2006 鋼質管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》，等級評價準則如表1所示。

 

 

根據以上評價等級，對檢測出的管道外防腐層破損點進行分類，根據分類結果來確定開挖順序。

（1）一類：腐蝕可能正在進行的點，正常運行條件下可能對管道構成近期危險。

①存在多個相鄰“嚴重”等級的點。

②兩種以上間接檢測和評價均為“嚴重”等級的點。

③初次開展ECDA評價時，檢測結果不能解釋的點或不同間接檢測方法測試結果有差異的點。

④同時存在“嚴重”“中等”等級的點，結合歷史和經驗判斷有可能出現嚴重腐蝕的點。

⑤無法判定腐蝕活性嚴重程度的點。

（2）二類：腐蝕可能正在進行的點，正常運行條件下可能不會對管道構成近期危險。

①孤立并未被列入一類“嚴重”等級的點。

②只存在“中等”等級點的集中區域，并且以往有腐蝕事故記錄。

（3）三類：腐蝕活性低的點，正常運行條件下管道發生腐蝕的可能性極低。

①間接檢測判斷為“輕微”等級的點。

②未被列入一類、二類的點。

通過CIPS方法共檢測到大部分管道處于正常保護，部分管道處于欠保護或者過保護，共檢測出3處閥室漏失電流。

2.3  直接檢測與評價

根據間接檢測共選取了9處外防腐層破損點開挖檢測，其中6處為“一類”；1處為“二類”；2處為“三類”。開挖的一類破損點中防腐層破損面積最大為604.4 cm2，其中有2處有浮銹，其他4處未發現腐蝕問題；開挖的二類破損點中防腐層破損面積最大為0.25 cm2，無腐蝕問題發生；開挖的三類破損點中防腐層破損面積最大為77 cm2，無腐蝕問題發生。

2.4 外防腐層破損點檢測分析

利用PCM + ACVG方法，通過選取dB值大小不等的幾個破損點可以整體判斷管道外防腐層破損點的相對大小情況。以D014樁+105 m處破損點為例，dB值較大，破損點位置前后左右的dB值分別為：60/65/67/62，最大值為67。該破損點信息如表2所示。通過計算得出此處防腐層電流衰減因子為0.0408 dB/m，其電流衰減如圖1所示。 

 

圖 1 DO14樁至D015樁電流衰減曲線

在陰極保護的有效性檢測過程中，采用CIPS方法在該破損點處進行專項測試，該點通電電位為-1 171 mV，斷電電位為-819 mV，斷電點位稍正于-850 mV，如圖2所示。 

 

圖 2  破損點段管道CIPS檢測電位曲線

根據表1所示的評價準側， D014樁+105 m外防腐層破損點斷電電位-817 mV，若土壤電阻率偏低則腐蝕的風險會增大，同時此處ACVGdB值為67，相對加大，可作為有效的直接檢測與評價點，綜合以上因素判定為二類破損點。

根據間接檢測結果，判定D014樁+15m處破損點為二類破損點，對該處破損點進行了開挖驗證。開挖后發現此處破損點在管道底部6點位置有1 000 ×50 mm環氧粉末剝離，如圖3所示。防腐層破損長度達1 m，管體表面有輕微浮銹。這也從側面印證了陰極保護基本處于有效狀態。

通過開挖驗證對管道的外防腐層狀況和管道陰極保護情況有了整體了解，能很好地指導后期防腐層修復和陰極保護調整。

 

 

圖 3  破損點現場開挖驗證

在開挖驗證后，對本處破損點采用粘彈體+冷纏帶進行了修復，并及時回填（見圖 4）。

 

圖 4  防腐層破損點修復效果圖

  3 結論

  （1）利用ECDA可以準確檢測出管道防腐層的破損點，并根據多種非開挖的檢測的結果對防腐層破損點進行分類，及時發現風險點高的防腐層破損點。

（2）利用ECDA可以評價管道的陰極保護有效性。

（3）ECDA可以發現管道防腐層和陰極保護存在的問題，用于指導和制定防腐層修復和陰極保護整改計劃，減少管道的安全隱患。 

作者：王樹輝，1976年生，2004年起先后擔任西部管道哈密維搶修隊隊長；塔里木輸油氣分公司鄯善維搶修隊主任、輪南站站長、管道科科長；西氣東輸高陵維搶修隊隊長；現任西氣東輸山西管理處處長。 

《管道保護》2017年第5期（總第36期）