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1、城镇地下钢管腐蚀检测方法 - 市政给排水论文 城镇地下钢管腐蚀检测方法随着“西气东输” 、 “广东 LNG” 等国家重点工程建设，城镇燃气管道 压力不断提升，钢管将越来越多地铺设于城市地下。这些钢管长期 受到外部土壤腐蚀和应力作用，可能会发生的泄漏事故，进而引起 爆炸和火灾，造成人员伤亡和财产损失。因此，对地下在役钢质燃 气管道的防护状况检测和周边环境调查，就显得极为重要。目前地下钢管的检测主要依据中石油的行业标准，其适用于长输 管道，通过笔者近年来实际操作，发现在用于城镇钢管时存在诸多 不足。原因在于二者本身存在重大差异，必须根据具体情况，进行 有针对性的改进。其一，长输管道铺设在郊野，通常
2、为长直管，周边很少有其他管 道，管道地面多为原状土，检测操作空间不受限制。城市燃气管道 多数位于闹市区，地面为水泥或沥青路面。另外，城市燃气管道多 为网、枝状，且管道变径相当普遍，超出许多检测仪器和方法的适 用范围。其二，长输管道通常为一次同期建成，有完备的施工监理、竣工 验收程序，质量相对均衡，可以用探坑开挖检测所得数据推断整体 状况。城市燃气管道则随着城市建设的进展逐步形成，且不断拓展， 设计、施工和验收标准往往参差不齐，探坑开挖选点困难，且难以 用来推断整体状况。其三，长输管道周边环境的改变通常为平滑过渡，沿途杂散电流一般较小，日常管理侧重于阴极保护，有完整的周期性检测数据。 城市燃气管
3、道周边环境复杂，改变有时为突变，杂散电流干扰很普 遍和严重，大多没有阴极保护或未达标，更别说数据积累。此外，中石油的行业标准有些规定是原则性的，需根据城市燃气 管道的情况进行具体确定，下面将笔者多年从事检测工作的体会做 一总结。1 检测单元的划分及检测周期钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准 SY/T0087-95规定， 检测流程为在地面调查（土壤和电位检测）和历史数据分析的基础 上，划分检测单元；进行选择性开挖通常以均布为主，间距 1 公里 以上，仔细检查探坑中防腐层和管体情况；对所得数据进行统计分 析，结果作为整个检测单元的综合评价。一般性检测通常指地面不 开挖检测。在实际检测中，长输管道
4、每个检测单元通常长达数十公里或更长， 至少也要 1 公里。分析城市燃气管道的建设和运行管理与长输管道 间的差异可知，其分段原则显然不适用于城市燃气管道。要完整、 科学而精确地对城市燃气管道进行评价，就必须建立新的分段原则。 按照管道和周边环境的情况，合理细分。管道风险管理手册1规定，管段划分因素优先级依次为人口 密度、土壤情况、防腐层状况、管龄。我们注意到其中没有管径和 压力级制。这并不是考虑疏漏，而是由于长输管道的管径和压力级 制都是恒定的。针对城市的燃气管道的特点，从便于运行风险管理和控制的角度出发，笔者认为必须增加管径和压力级制，并作为分 段的第一优先级因素。原国家经贸委石油天然气管道安
5、全监督与管理暂行规定要求： 管道及其附属设施进行全面检测的周期为 38 年，进行一般性检测 的周期则为 13 年。这是针对长输管道规定的。根据城市燃气管道 建设和管理的特点，笔者认为：全面检测周期应以周边环境片区改 变情况确定，不宜按运行年限统一进行。根据城市发展情况，在开 发区等发展较快的区域，可考虑在 3 年左右；对于通常不会有较大 变化的老城区，全面检测仅限于发生多次泄漏的局部管段；其他管 段仅在竣工时进行一次即可。对于一般性检测则应加密，大致上以 半年为宜。 对于城镇燃气管道的全面检测，由于电位检测数据不稳定，探坑 开挖间距不宜采用均布，应根据具体情况确定。通常应结合日常生 产抢修和维
6、修，而不宜专题进行。一般性检测内容应包括防腐层破 损探测、面电阻检测、电位检测。2 土壤腐蚀性检测长输管道根据土壤情况划分检测单元时，往往以土壤电阻率数据 为主。 埋地钢质管道阴极保护参数测试方法 SY/T0023-97推荐土 壤电阻率的测试，采用等距（四极）法测管道埋深处的电阻率。对 于城镇燃气管道，上方地面往往是铺设方砖的人行道，根本无法找 到足够的土壤空间，去以管道埋深作为间距插入 4 根接地极。对此， 有些检测单位在远离管道的绿化带中进行测试，或在管道上方以方便插入为准，随意确定接地极间距，检测数据并不能代表管道埋深 处的情况；即使地表为土壤，由于管道周边的其他地下金属结构影 响，无法
7、满足接地极测试条件，结果偏差达 30%40%2，作为检测 单元划分依据是不合适的。实际上，我们发现管道上方附近通常都有行道树或小面积裸露土 壤处，树坑中可以方便地进行极化电流密度测试。极化电流密度测 试是在测量现场将与管道钢同质的试件（探头）插入土壤中，仪器 自身的电源使试件电位产生 10mV 的极化，即可从仪器上直接读出 数值。由于该项目是在现场与管道埋设的土壤完全相同的环境下测 定的，因此能较准确地反映土壤的原位腐蚀性。更重要的是，其测 试快捷方便，很适合作为检测单元划分的手段。氧化还原电位测试时需对铂电极及时彻底脱膜，通常难以做到， 加之杂散电流的影响，使实际测试数据可信度不高。考虑到城
8、镇土 壤中很少存在细菌腐蚀，笔者认为通常不必进行该项测试；确有必 要时由专业人员进行专项测试。该项指标通常是区域性的，测试不 必考虑在管道沿线。同样，土壤电阻率也是区域性的。可在城市内 不同地质类型处，随机选择满足测试的点进行测试，结果作为该片 区的统一等级。管道杂散电流干扰是城市燃气管道腐蚀的重要原因。它分为直流 杂散电流和交流杂散电流干扰两种方式。直流杂散电流的测试，按 照要求应在管道沿线测试间距 10 米的电位梯度。由于城市燃气管道 上方，多数覆盖了方砖、混凝土或沥青路面，无法保证间距。此时可在两个树坑内测试。树坑之间可以为水泥或其他路面，应注意结 果处理时按实际间距计算电位梯度。间距无
9、法达到 10 米时，应尽可 能大，以减少误差；但间距太大时，不能反映管道实际位置的情况， 一般不宜超过 20 米。土壤的电解失重、PH 值、氯离子量情况，需要通过土样分析才能 确定。土样的采集可从开挖现场取管道埋深处的原土进行测试，确 保分析评价的准确性。3 防腐状况检测燃气管道防腐层检测分为防腐层绝缘电阻测量和防腐层缺陷检测。 地下燃气管道防腐层绝缘质量是反映管道整体老化程度的重要参数， 也是划分评价单元的基本参数，必须进行准确的检测。 埋地钢质管 道防腐绝缘层电阻率现场测量技术规定 SY/T6063-93规定采用变 频选频法，从管道的阴保测试线发射和接收讯号。在城镇燃气管道 上没有阴保测试
10、线，又存在大量的分支，限制了该仪器的使用。在 全面检测时，应以开挖坑内暴露的管体为发射和接收点，注意检测 单元中不得有钢质分支。一般检测时，则以管中电流法测试为主， 其可靠度稍差，但基本不受接入点的限制。在管道下沟回填的施工过程中，可能存在一些防腐层碰伤，管道 埋地后第三方施工或土壤应力，也会造成防腐层老化破损。国内一 般仅采用 SL-2088 型管道防腐层探测检漏仪，检测快捷。但实际使 用中发现，由于周边其他管道的影响，经常发生误报，故应对所有 报警点用 DCVG 仪进行鉴别。DCVG 仪检测比较麻烦，进度效率较低，但精度较高。二者结合，可以较好满足破损点修复任务，并最 大限度避免不必要的开
11、挖。对于探坑内防腐层检测， 钢管防腐层检漏试验方法 SY/T0063- 92规定使用电火花检测仪对暴露的防腐层进行检测。传统上都是 将接地极插在探坑内管道附近的土壤中，铜丝电刷扫过防腐层，缺 陷处就会有火花发生。然而在近期对三层夹克的钢管进行检测时发 现，在破损处没有火花出现。经分析，是接地不当所致。对于早期 的冷缠胶带防腐层，探坑附近的土壤中，总会存在许多破损点，插 在土壤中的接地极通过这些破损点与管体连通。三层夹克整体质量 优异，探坑两侧很长的管道上都没有破损点，接地极无法与管体良 好连通，所以破损点处不会发生火花。对此，我们将检测仪的地线 延长数十米，直接连到最近的凝液缸或阀门上，而不是
12、插在土壤中。 结果证实所有破损点都被检出。4 阴极保护系统检测埋地钢质管道阴极保护参数测试方法 SY/T0023-97规定，管 道保护电位测试通过管道的阴保测试线进行。在城镇燃气管道上没 有阴保测试线，但存在大量的凝液缸或阀门等漏铁点，可以进行检 测。管道沿线的电位，应采用 CIPS 进行密间隔电位测试。将万用表 通过 10 米左右的导线直接连到最近的这类漏铁点上，另一端连接硫 酸铜电极。将电极插入管道沿线上方的土壤中，得到各点的电位， 标绘到图上形成连续的电位测试曲线。5 检测施工组织及注意 对于城镇地下燃气管道的腐蚀检测与环境调查状况检测。首先应 根据被检测段所在的现场环境，分析检测内容及重点，进而确定检 测组织、人员。应建立一个稳定的项目组织机构，由责任心强、工 作态度认真的专业人员担任项目经理。特别是重要控制环节的检测， 最好由专门的技术人员旁站监督，以确保检测质量。这似乎是老生 常谈，但确实是决定检测，以及维修决策成败的关键。施工前需制定周密的检测流程，并通知供气单位。检测人员在得 到该片区的管网巡查员许可后，才能开始进行操作。不能自作主张 在管道系统上进行任何接线操作，以免影响在役管道的正常运营， 这是需要格外注意的。
