埋地钢质管道腐蚀状况全面评估方法与步骤

一般来说,埋地钢质管道的整体评估都会涉及对腐蚀的检测与评价,所以一般都会把腐蚀这项工作作为检测与评估的切入点,以防腐为中心展开相关的检测任务。根据腐蚀的原因与过程,检测时会采取由上而下、由表及里的基本方向。“由上而下”指的是从地面开始,逐渐向管道埋深方向推进;“由表及里”指的是由管道直接接触的腐蚀环境逐渐向管道的微观表面深入。所以对于埋地钢质管道全面评估工作,方法与步骤会涉及:土壤环境,阴极保护状态,杂散电流分布,管道防腐层非开挖检测(地面检测),针对性开挖检测等等。

1)土壤环境

土壤与管道直接相接触,所以土壤环境直接影响着管道的服役质量。如果土壤环境的腐蚀性较强,会加速管道腐蚀,降低管道寿命。如果土壤土质较差,土壤中含有大量碎石、建筑垃圾等,会刺伤、划伤管道表面防腐层,引起管道的不均匀腐蚀,表面点蚀加剧,管道存在较大的安全隐患。

检测涉及的参数包括:土壤电阻率、土壤pH、土壤氧化还原电位、土壤腐蚀电流密度(特定钢材)、土壤含盐量、土壤含水量、土壤土质等。最后根据这些参数,进行加权计算得出土壤环境的腐蚀性。

2)阴极保护状态

阴极保护是管道防腐层防腐的一项主要补充,抑制防腐层缺陷位置处的管道表面腐蚀反应。阴极保护一旦失效,会造成管道不均匀腐蚀,由于腐蚀具有随机性、不可预见性、隐蔽性等特点,管道处于被腐蚀的风险之中。另外,对于受杂散电流严重影响区域的管道,阴极保护的失效,管道可能出现排流效果下降,管道容易出现严重腐蚀。

评估涉及的参数包括:阴极保护电位、阳极输出电流、阳极接地电阻、IR降、长效参比电极有效性等等。具有条件的单位,可以选择高速数据记录仪进行测量,可在一定程度上降低直接使用万用表RMS带来的对准确性的影响。

3)杂散电流分布

杂散电流是指按照规定回路之外流动的电流。近几年来,随着电气化铁路、地铁、电力设施等不断发展与建设,杂散电流问题对管道的腐蚀影响越来越受到从业者的普遍关注。地铁引起的直流杂散电流会引起管道的电解反应,腐蚀速率几百倍增加;交流杂散电流会烧伤管道的防腐层,引起交流腐蚀,严重的杂散电流会使管道在几个月内出现腐蚀穿孔。杂散电流也可能会影响电气设备的正常运行、也会对人身健康产生危害。目前由杂散电流引起的电伤害问题,是全世界所关注的重点对象。另外,杂散电流的分布问题,交直流比分配问题,杂散电流对阴极保护的影响问题,高压直流输电线引起的杂散电流问题等都可以作为科研项目,进行更进一步的分析与研究工作。

检测与评估涉及的项目包括:管地电位的变化与分布、大地表面杂散电流的电位梯度、阴极保护电位波动、流入流出点的测量与查找、干扰波形采集与模拟计算等等。

4)管道防腐层非开挖检测(地面检测)

管道防腐层非开挖检测一般通过向管道施加特定的信号,通过在防腐层破损点处信号的变化,来判断管道防腐层的质量情况。目前根据施加信号和接收方式不同,可以将检测手段分为:多频管中测量法(PCM),交流电位梯度法(ACVG),直流电位梯度法(DCVG),人体电容法、C扫描、密间隔电位法(CIPS)、超声导波等方法,其中最为常用的为PCM、ACVG、DCVG。PCM与ACVG因其具有快速、准确、抗干扰等特点,被普遍用于防腐层检测之中,市场占有率最高。

检测参数涉及:破损点定位、泄漏电流、电位梯度、信号强度等等,通过这些参数综合分析,整体评估防腐层的质量情况,同时也为开挖检测提供参考和依据。

5)开挖检测

开挖检测需要对所在的管道进行开挖处理,由于开挖工作量相对较大,同时涉及多个部门与单位的协作,所以开挖检测应该具有很强的针对性。一般来说,防腐层地面检测的结果是开挖检测的很好的参考依据,通过对地面检测中电流信号泄漏量大的位置,进行选择性开挖,能够达到有效的防腐层评估的目的。另外,在焊口位置、三通位置、拐点位置等,都属于防腐层施工过程中的薄弱环节,容易在这些位置出现防腐层脱落、变质、开裂、鼓胀等情况,在选择开挖点时,应对这些位置进行重点关注。

开挖检测涉及的检测参数:管道壁厚、防腐层厚度、表面腐蚀情况、表面形貌、防腐层状况、电火花检漏、剥离强度、土壤理化参数、管道埋深、管道定位、绝缘接头绝缘性能等等。

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