
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的埋地管線一直處于重建設(shè)輕管理的狀況,在管道建設(shè)初期,采取各種保護(hù)手段,以求管道能夠長(zhǎng)久運(yùn)行,但是一旦投產(chǎn)后,受制于運(yùn)維單位人力及技術(shù)手段有限,對(duì)管道的定期
檢驗(yàn)沒(méi)有一套完整的規(guī)劃和流程。這是我國(guó)管道壽命普遍低于國(guó)外的重要原因之一。定期對(duì)管道防腐層進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道防腐層的薄弱環(huán)節(jié),并及時(shí)進(jìn)行修復(fù),不但可以防患于
未燃,減輕管道泄露的風(fēng)險(xiǎn),而且可以對(duì)管道防腐較為薄弱的部分提前進(jìn)行維修,變主動(dòng)為被動(dòng),降低安全事故的發(fā)生。實(shí)際上,一條報(bào)廢管道的大部分管段仍具有較大使用價(jià)值,對(duì)一條管道有
計(jì)劃修復(fù)的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)比重建一條管道大得多。同時(shí)由于管理不善造成的管道泄露,不僅造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi),也對(duì)管道沿線的生態(tài)環(huán)境造成惡劣的影響,甚至嚴(yán)重污染破壞環(huán)境。因此開(kāi)展管道
檢測(cè)和評(píng)估工作的意義重大。
1.土壤腐蝕調(diào)查
按照GBT19285-2003《埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)工程檢驗(yàn)》、SY/T 0087-1995《鋼質(zhì)管道腐蝕與防護(hù)調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)》和SY/T 5919-2009《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)管理規(guī)程》的技術(shù)方法,
本項(xiàng)目全線腐蝕普查工作主要包括土壤腐蝕性、自然和保護(hù)電位、交流干擾和直流干擾等主要工作。
1.1.1 管線防腐漏點(diǎn)和埋深檢測(cè)
管線的防腐漏點(diǎn)和埋深進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)漏點(diǎn)位置和埋深不足位置進(jìn)行定點(diǎn)后用紅漆和竹樁做好標(biāo)記并現(xiàn)場(chǎng)交底,施工單位整改后進(jìn)行復(fù)測(cè)。
1.1.2 土壤腐蝕性調(diào)查工作
測(cè)量的土壤理化性質(zhì)包括土壤電阻率、氧化還原電位、pH值、含水率、土壤容重、氯離子、硫酸根離子、碳酸鈣離子和土壤總鹽含量共9個(gè)指標(biāo)。全線每公里應(yīng)布設(shè)一處調(diào)查點(diǎn),地質(zhì)過(guò)渡地段
界面處應(yīng)加密設(shè)置調(diào)查點(diǎn)。測(cè)試方法按GB/T 21246-2007 《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試方法》的有關(guān)規(guī)定及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
1.1.2.1 土壤電阻率測(cè)試
土壤的導(dǎo)電性是一個(gè)重要的參數(shù),導(dǎo)電性往往也是土壤腐蝕性的控制因素。另外,土壤的導(dǎo)電性對(duì)雜散電流腐蝕及陰極保護(hù)的實(shí)施也有重要的影響。
影響土壤電阻率的因素有:鹽的含量和組成、含水量、土壤質(zhì)地、松緊度、有機(jī)質(zhì)含量、粘土礦物組成和土壤溫度等。在鹽漬化土壤中,離子電導(dǎo)起主導(dǎo)作用。在測(cè)量管道沿線的土壤電阻率時(shí),
重點(diǎn)檢測(cè)有雜散電流干擾地區(qū)的管道附近土壤電阻率。該數(shù)據(jù)的測(cè)量可以為后期排流設(shè)施的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。另外,管道沿線測(cè)試樁處可選擇測(cè)量。
試件深度土壤電阻率的計(jì)算
由于土壤的不均勻性對(duì)不同深度土壤電阻率產(chǎn)生一定影響,故需測(cè)定試件埋藏深度的土壤電阻率,尤其在土壤不均勻的地區(qū)測(cè)量和計(jì)算試件埋藏深度的土壤電阻率更為必要。
1.1.2.2 氧化還原電位
測(cè)試方法:將鉑電極和參比電極插入水溶液中,金屬表面便會(huì)產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移反應(yīng),電極與溶液之間產(chǎn)生電位差,電極反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)相對(duì)于氫標(biāo)準(zhǔn)電極的電位差為氧化-還原電位。
主要儀器有電位計(jì)、鉑電極、飽和甘汞電極、溫度計(jì)、容量瓶等。
氧化-還原電位需在國(guó)家計(jì)量認(rèn)證的檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)并出具報(bào)告。
1.1.2.3 pH值
pH值由測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)而得。該電池通常由飽和甘汞電極為參比電極,玻璃電極為指示電極所組成。在25℃,溶液中每變化1個(gè)pH單位,電位差改變59.16mV,據(jù)此在儀器上直接以pH的度
數(shù)表示。溫度差異在儀器上有補(bǔ)償裝置。
試劑采用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。儀器采用酸度計(jì)、玻璃電極、甘汞電極。
1.1.2.4 含水率
土壤水分是土壤的重要組成部分。主要采用烘干法進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算。主要步驟有取土、稱重、烘干、稱重、計(jì)算等幾個(gè)步驟。
1.1.2.5 土壤容重
土壤容重又叫土壤的假比重,是指田間自然狀態(tài)下,每單位體積土壤的干重,通常用克/厘米3表示。土壤容重除用來(lái)計(jì)算土壤總孔隙度外,還可用于估計(jì)土壤的松緊和結(jié)構(gòu)裝快。用一定溶劑的
鋼制環(huán)刀,切割自然狀態(tài)下的土壤,使土壤恰好充滿環(huán)刀容積,然后稱量并根據(jù)土壤自然含水量計(jì)算每單位體積的烘干土重即土壤容重。
1.1.2.6 氯離子、硫酸根離子、碳酸鈣離子
可采用離子色譜法測(cè)定溶液中氯離子、硫酸根離子和碳酸鈣離子的含量。
1.1.2.7 土壤總鹽含量
土壤中可溶性鹽分是用一定的水土比例和在一定時(shí)間內(nèi)浸提出來(lái)的土壤中所含有的水溶性鹽分。分析土壤中可溶性鹽分的陰、陽(yáng)離子組成,和由此確定的鹽分類型和含量,可以判斷土壤的鹽漬
情況和腐蝕性。
可溶性鹽分總量的測(cè)定方法很多,有重量法、電導(dǎo)法、比重計(jì)法,還有陰陽(yáng)離子總和計(jì)算法等。一般采用重量法。土壤樣品與水按一定的水土比例混合,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間震蕩后,將土壤中的可溶
性鹽分提取到溶液中,然后將水土混合液進(jìn)行過(guò)濾,濾液可作為土壤可溶性鹽分測(cè)定的待測(cè)液??捎秒妼?dǎo)法測(cè)定鹽分總量。
儀器主要有電動(dòng)震蕩機(jī)、真空泵、塑料瓶(1000mL)、巴士濾管和平板瓷漏斗,抽氣瓶。
1.1.3 自然和保護(hù)電位測(cè)量工作
自然電位測(cè)量全線每公里應(yīng)布設(shè)1個(gè)測(cè)量點(diǎn),測(cè)量方法按照SY/T 5919-2009《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)管理規(guī)程》附錄B執(zhí)行。保護(hù)電位測(cè)量全線每公里應(yīng)布設(shè)1個(gè)測(cè)量點(diǎn),測(cè)試方法按
GB/T 21246-2007 《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試方法》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
為消除陰極保護(hù)電位中的IR降影響,宜采用中斷電位法測(cè)試管道的保護(hù)電位。中斷電位法通過(guò)電流斷續(xù)器來(lái)實(shí)現(xiàn),斷續(xù)器應(yīng)串接在陰極保護(hù)電流輸出端上。在非測(cè)試期間,陰極保護(hù)站處于連續(xù)
供電狀態(tài);在測(cè)試管道保護(hù)電位期間,陰極保護(hù)站處于向管道供電12s、停電3s的間歇工作狀態(tài)。同一系統(tǒng)的全部陰極保護(hù)站,間歇供電時(shí)必須同步,同步誤差不大于0.1s。停電3s期間用地表參
比法測(cè)得的電位,即為參比電極安放處的管道保護(hù)電位。
1.1.4 陰保測(cè)試樁調(diào)查工作
全線調(diào)查、統(tǒng)計(jì)并記錄測(cè)試樁,編制測(cè)試樁的編號(hào)、并在銘牌上打印、測(cè)試線的接線方式以及測(cè)試樁有無(wú)缺損等情況,并用照片記錄有關(guān)信息。
1.1.5 絕緣接頭及進(jìn)出土壤段管段防腐調(diào)查工作
檢查、評(píng)價(jià)全線絕緣接頭及相關(guān)輔助設(shè)施。已安裝到管道上的絕緣法蘭(接頭),可用電位法判斷其絕緣性能。如圖3.1所示,在被保護(hù)管道通電前,用數(shù)字萬(wàn)用表V測(cè)試絕緣法蘭(接頭)非
保護(hù)側(cè)a點(diǎn)的管地電位Va1;調(diào)節(jié)陰極保護(hù)電源,使保護(hù)側(cè)b點(diǎn)的管地電位Vb達(dá)到-0.85V~-1.5V之間,再測(cè)試a點(diǎn)的管地電位Va2。若Va1和Va2基本相等,則認(rèn)為絕緣法蘭(接頭)的絕緣性能
良好;若Va2>Va1且Va2接近Vb值,則認(rèn)為絕緣法蘭(接頭)的絕緣性能較差。
對(duì)全線進(jìn)出土壤段管段防腐進(jìn)行調(diào)查,評(píng)價(jià)其腐蝕程度。
2.ECDA評(píng)價(jià)(外防腐層評(píng)價(jià))
按照SY/T0087.1-2006和NACE SP 0502-2010規(guī)定的ECDA(外腐蝕直接評(píng)價(jià))技術(shù)方法,本項(xiàng)目腐蝕安全評(píng)估技術(shù)路徑分預(yù)評(píng)價(jià)、間接檢測(cè)與評(píng)價(jià)、直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)以及后評(píng)價(jià)四個(gè)階段。
2.1 預(yù)評(píng)價(jià)
該階段工作包括: 資料與數(shù)據(jù)收集; ECDA管段劃分; 檢測(cè)方法和設(shè)備的選擇; ECDA可行性評(píng)價(jià)。
(1)資料與數(shù)據(jù)收集
收集管道的歷史資料及現(xiàn)有數(shù)據(jù),并對(duì)這些資料歸類、建檔,最后進(jìn)行評(píng)估,以決定ECDA是否可行。
該階段要收集、建檔的主要數(shù)據(jù)資料至少應(yīng)包括:管道特性及安裝資料、管道運(yùn)行資料、陰極保護(hù)系統(tǒng)概況表、陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行資料、土壤和環(huán)境資料、附屬設(shè)施(穿跨越等)資料、交直流
干擾資料、竣工及運(yùn)行中防腐檢漏、試壓檢測(cè)報(bào)告、管線圖以及其他相關(guān)資料。有關(guān)表格見(jiàn)SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)。該階段的部分資料可引用全線腐蝕普查調(diào)查工作的成果。
(2)ECDA管段劃分
在所搜集的管道資料基礎(chǔ)上,按相似條件的管段劃分不同的區(qū)域,制定ECDA的可行性方案。具體原則見(jiàn)SY/T 0087.1-2006的3.2節(jié)。
(3)檢測(cè)方法和設(shè)備的選擇
對(duì)于同一ECDA管段應(yīng)采用相同的間接檢測(cè)方法,并考慮該方法對(duì)防腐層漏點(diǎn)及腐蝕活性點(diǎn)的檢出能力,檢測(cè)方法應(yīng)根據(jù)SY/T0087.1-2006表3.3.3中各種環(huán)境下相應(yīng)的最佳方法進(jìn)行。對(duì)于一
種間接檢測(cè)方法檢出和評(píng)價(jià)的“嚴(yán)重”點(diǎn)應(yīng)采用另一種互補(bǔ)的間接檢測(cè)方法進(jìn)行再檢,并加以驗(yàn)證。如果對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析,所選擇的兩種間接檢測(cè)方法存在明顯差異應(yīng)采取以下方法處理:
應(yīng)消除不同檢測(cè)方法帶來(lái)的位置誤差;
(4)ECDA可行性評(píng)價(jià)
對(duì)于不能實(shí)施ECDA評(píng)價(jià)的區(qū)域,需進(jìn)行單獨(dú)統(tǒng)計(jì)成表,有關(guān)坐標(biāo)的要求嚴(yán)格符合招標(biāo)書(shū)3.1.2.8的要求。
2.2 間接檢測(cè)與評(píng)價(jià):
間接檢測(cè)是在不開(kāi)挖、不影響管道正常運(yùn)行的情況下對(duì)埋地管道進(jìn)行檢測(cè),其目的是識(shí)別和確定防腐層的絕緣性能、防腐層缺陷和其他異常點(diǎn)的嚴(yán)重程度,確定管道上已經(jīng)發(fā)生、正在發(fā)生或
可能發(fā)生腐蝕的區(qū)域。工作包括:
①全面檢測(cè)外防腐層的現(xiàn)狀(包括防腐層絕緣性能(絕緣電阻測(cè)量)、破損位置及破損大小狀況、破損處管體的腐蝕電流的流向等),要求在全線針對(duì)不同情況采用PCM,電容法,ACVG和DCVG,
并采用軟件(如ESTECxp)評(píng)價(jià)其完整性狀況;
②全面掌握陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況,對(duì)存在問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析,便于指導(dǎo)下一步整改工作。結(jié)合全線腐蝕普查的有關(guān)成果對(duì)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)或過(guò)保護(hù)情況)給予評(píng)價(jià)。
③結(jié)合管道防腐層質(zhì)量、陰極保護(hù)效果、管道施工單位技術(shù)水平及施工條件以及其他一些人文因素,采用肯特評(píng)分法對(duì)管道的安全運(yùn)營(yíng)做出正確的評(píng)估。
本項(xiàng)目管道沿線環(huán)境有較大變化,為提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性,應(yīng)采用兩種或更多種功能互補(bǔ)的間接檢測(cè)技術(shù)。
在檢測(cè)中要注意保證足夠的檢測(cè)密度,以便于做詳細(xì)評(píng)估分析,其間隔的選擇應(yīng)使檢測(cè)工具能順利完成檢測(cè)并確定管段中防腐層可疑破損點(diǎn)。檢測(cè)應(yīng)使用GPS定位.以保證檢測(cè)結(jié)果的可比性,
進(jìn)而用于確定開(kāi)挖位置。
進(jìn)行地面檢測(cè)得到的數(shù)據(jù),必須進(jìn)行確認(rèn)和校正標(biāo)示,以用于比較。在上述工作后,對(duì)每一個(gè)標(biāo)示腐蝕活動(dòng)的可能性進(jìn)行評(píng)估。一般可劃分為:嚴(yán)重(可能性最高)、中等(有可能發(fā)生腐蝕)、
輕(可能性較小)。嚴(yán)格按照SY/T 0087.1-2006和NACE SP 0502-2010的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
2.3 直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)
依據(jù)全線普查和間接檢測(cè)與評(píng)價(jià)確定開(kāi)挖優(yōu)先順序及數(shù)量(數(shù)量暫定20個(gè)點(diǎn))(確定原則按SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)5.2條確定),進(jìn)行開(kāi)挖檢測(cè)、腐蝕管道安全評(píng)價(jià)、分析腐蝕原因、提出
維護(hù)措施,并對(duì)間接評(píng)價(jià)分級(jí)準(zhǔn)則和開(kāi)挖順序進(jìn)行修正。主要步驟有:排列地面檢測(cè)標(biāo)示的優(yōu)先級(jí);在腐蝕最可能的管道開(kāi)挖并集收數(shù)據(jù);進(jìn)行土壤腐蝕性測(cè)試; 測(cè)量防腐層損傷狀況及管體
腐蝕缺陷; 腐蝕管道安全評(píng)價(jià); 原因分析; 過(guò)程評(píng)價(jià)(間接評(píng)價(jià)分級(jí)準(zhǔn)則、開(kāi)挖順序的修正)。
(1)直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)
①直接開(kāi)挖檢測(cè)時(shí),探坑中暴露管段的懸空裸露長(zhǎng)度不得小于1m。當(dāng)開(kāi)挖探坑中的管段出現(xiàn)缺陷時(shí),應(yīng)將缺陷完整暴露或暴露到能夠準(zhǔn)確判斷缺陷的性質(zhì)和范圍為止,其懸空裸露長(zhǎng)度應(yīng)符
合管道運(yùn)行安全要求。
②開(kāi)挖時(shí)應(yīng)保持土層順序不混亂,檢查后應(yīng)按土層順序分層回填。回填時(shí)應(yīng)先回填最大粒徑不超過(guò)10mm的細(xì)土,超過(guò)管頂300mm后可回填其他土質(zhì),若此后的回填土內(nèi)若有碎石,其最大
粒徑不得超過(guò)250mm。
③開(kāi)挖測(cè)量中破壞的防腐層或發(fā)現(xiàn)的管體損傷處應(yīng)按評(píng)價(jià)結(jié)果采取局部修補(bǔ)、整體修補(bǔ)等其他措施予以維修,其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不低于管道原有水平。對(duì)于特殊點(diǎn)需進(jìn)行大修或者更換的管段,可
進(jìn)行簡(jiǎn)單處理,另行考慮措施。
④直接開(kāi)挖的檢測(cè)點(diǎn)為原有測(cè)試裝置時(shí),應(yīng)確保其完好、可靠,如有破壞應(yīng)予以維修。
(2)土壤腐蝕性檢測(cè)
對(duì)每個(gè)探坑中的土壤剖面進(jìn)行分層描述,內(nèi)容和表格需符合SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)5.4.1的規(guī)定。每個(gè)探坑的土壤樣品和水樣都需送實(shí)驗(yàn)室分析,有關(guān)要求符合SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)5.4.2
的規(guī)定。
(3)防腐層檢測(cè)
每處開(kāi)挖處應(yīng)檢測(cè)并記錄防腐層名稱、外觀、厚度、粘結(jié)力、漏點(diǎn)等其他情況。具體內(nèi)容和相關(guān)要求執(zhí)行SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)5.5.2、5.5.3、5.5.4、5.5.5、5.5.7和5.5.8的規(guī)定。
(4)管體腐蝕狀況的檢測(cè)
清除破損防腐層后,應(yīng)對(duì)管道金屬表面的腐蝕產(chǎn)物、金屬腐蝕狀況進(jìn)行檢測(cè)和計(jì)量。具體內(nèi)容和相關(guān)要求見(jiàn)SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)5.6.2、5.6.3、5.6.4、5.6.5和5.6.6的規(guī)定。
(5)探坑處管地電位和其他需要檢測(cè)并記錄的項(xiàng)目
測(cè)量探坑處管地電位和其他需要檢測(cè)并記錄的項(xiàng)目,并做好記錄。
(6)腐蝕管道安全評(píng)價(jià)
按SY/T0087.1-2006、SY/T 6151-2009 和SY/T6477-2000的規(guī)定對(duì)管道進(jìn)行安全評(píng)價(jià),并給出維修措施的建議。
(7)原因分析
根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,分析造成管道外腐蝕的主要原因。針對(duì)主要原因采取相應(yīng)的維護(hù)、運(yùn)行措施。如果發(fā)現(xiàn)不適應(yīng)于ECDA評(píng)價(jià)的原因(如防腐層剝離造成的屏蔽或生物腐蝕等),那么應(yīng)考慮采
取其他方法進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),并給出措施建議。
(8)間接評(píng)價(jià)分級(jí)準(zhǔn)則、開(kāi)挖順序的修正
根據(jù)直接開(kāi)挖檢測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果及原因分析,應(yīng)修正原先間接評(píng)價(jià)的“嚴(yán)重”、“中”等級(jí)的分級(jí)準(zhǔn)則。有關(guān)要求見(jiàn)SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)5.10.1。
2.4 后評(píng)價(jià)
確定再評(píng)價(jià)時(shí)間間隔,并對(duì)管道外壁腐蝕直接評(píng)價(jià)過(guò)程的整體有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。主要步驟包括再評(píng)價(jià)時(shí)間間隔的確定、ECDA有效性評(píng)價(jià)和反饋;
(1)再評(píng)價(jià)時(shí)間間隔的確定
再評(píng)價(jià)時(shí)間間隔是開(kāi)展下一輪評(píng)價(jià)的最低時(shí)間要求,一般不宜超過(guò)此時(shí)間間隔的要求,相關(guān)內(nèi)容和要求見(jiàn)SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)6.2。
(2)ECDA有效性評(píng)價(jià)
ECDA評(píng)價(jià)是一個(gè)不斷提高管道安全程度的連續(xù)過(guò)程,應(yīng)對(duì)評(píng)價(jià)過(guò)程的有效性、評(píng)價(jià)方法有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。最終對(duì)管道因外腐蝕造成的安全狀況作出整體評(píng)價(jià)及改進(jìn),相關(guān)內(nèi)容和要求見(jiàn)
SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)6.3。
(3)反饋
每次ECDA評(píng)價(jià)后,應(yīng)及時(shí)歸納反饋評(píng)價(jià)中的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息,完善本評(píng)價(jià)方法,反饋的主要內(nèi)容應(yīng)符合相關(guān)內(nèi)容和要求見(jiàn)SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)6.4.1。
2.5 評(píng)價(jià)指標(biāo)7
評(píng)價(jià)過(guò)程所采用的指標(biāo)應(yīng)優(yōu)先符合SY/T 0087.1-2006和NACE SP 0502-2010的有關(guān)規(guī)定,如無(wú)則可參考相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
2.6 ECDA報(bào)告
項(xiàng)目成果應(yīng)按照預(yù)評(píng)價(jià)、間接檢測(cè)與評(píng)價(jià)、直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)、后評(píng)價(jià)四個(gè)階段提交檢測(cè)和評(píng)價(jià)報(bào)告。各個(gè)階段的報(bào)告內(nèi)容應(yīng)符合SY/T 0087.1-2006標(biāo)準(zhǔn)8.0.2、8.0.3、8.0.4和8.0.5的規(guī)定。