天燃气管道防腐层不开挖损伤检测的方法.doc
《天燃气管道防腐层不开挖损伤检测的方法.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《天燃气管道防腐层不开挖损伤检测的方法.doc(31页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、天燃气管道防腐层不开挖损伤检测的方法1 引言1.1 选题依据及课题意义管道运输是燃气输送采用的主要方式。从20世纪70年代开始,我国油气管道大规模建设到现在为止,据不完全统计,已建成的石油、天然气管道总里程已超过了4万公里,正在兴建和拟建的管道也有近万公里、油田集输管网、炼厂、城市管网累计达数十万公里。由于输送管线穿越地域广阔,服役环境复杂,位置隐蔽,一旦发生失效破坏,往往造成巨大的经济损失,导致人身伤亡等灾难性事故,对环境也会造成很大的破坏。据有关资料统计,每年因为管线老化造成的管道事故十分频繁,存在着极大的潜在危险。在每年的燃气管道泄漏事故中很大比例是由管道腐蚀引起的,其中包括管道内腐蚀和
2、管道外腐蚀。燃气管道管外腐蚀是所有管道自身事故中事故率最高的,也是造成燃气管道自身事故的最主要原因。即使管道在敷设、安装运行时达到了相应的质量标准,但管道的外防腐层老化是不可避免的。当然管道腐蚀的检测技术也在不断的发展中。管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段,在世界各地得到了广泛应用,为了保障油气管道安全运行,延长使用寿命,应对其定期进行检测,以便发现问题,采取措施。图1.1 管道生命期模型图1.2 管龄与管道发生事故可能性关系伴随油气田的开发,油气管道的安全运行越来越受到广泛的重视。定期通过应用各种方法检测管道受腐蚀程度,可以有效地分析燃气管道的风险和安全性。对于采取针对性地
3、对策和措施,防患于未然,保障燃气管道的安全供应等有着重大和积极的作用。图1.3 管道检测经济效益比较埋地管道外防腐层不开挖损伤检测可在役非开挖的情况下,完成对管道的相关检测,得到了广泛的应用,可以准确检测出出现损伤的位置,再由相关人员进行修复,保证管道的安全运行,避免管道事故的发生。1.2 国内外研究现状及发展趋势适用于制造行业的“浴缸”事故概率曲线同样适用于管道工程。现在我国对长输管道的检测多采用传统的管道外检测技术,如:以“金属蚀失量”和“平均剩余管壁厚度”评价埋地管道腐蚀状况;以“防腐层绝缘电阻”评价防腐层老化程度。工作原理是:无论是电腐蚀还是自然腐蚀,其结果都是金属量蚀失、腐蚀产物垢积
4、,造成埋地钢管的电导率和磁导率下降。因此,只要检测出因腐蚀所致的这一物理性质的变异部位和变异程度,经过与已知(已发生腐蚀和未发生腐蚀)的情况对比,就可以指出腐蚀地段并对腐蚀程度做出评价。可以根据蚀失量(或平均剩余管壁厚度)和绝缘电阻的大小及其随年度的变化速率评价埋地管道腐蚀程度和防腐状况,预测在线管道的寿命。还可以在现场通过地面无损检测手段直接对防腐层破损点、管道泄漏点等缺陷精确定位。检测数据由专用处理软件进行处理和分析,并给出量化结果。综上所述,燃气管道腐蚀可有多种方法进行检测。管道外部检测主要是指在地面不开挖条件下,采取外检测技术对埋地钢质管道外覆盖层以及阴极保护效果进行检测评价。2O世纪
5、8O年代中期,国内才开始实施管道外检测技术。近几年,随着国家及民众安全意识的逐步提高,在国家政府的大力支持下,相关企业通过与国外管道公司交流,在开发国内检测技术及仪器的同时,引进了国外先进的管道外检测技术与设备。目前,这些先进技术及设备己广泛应用于国内的油气管道防腐层检测中,在实际操作中应用较为广泛的外检测技术主要包括:标准管地电位检测、皮尔逊检测、交流电流率减法、变频一选频法、密间距电位测试(CIS、CIPS)、直流电位梯度测试(DCVG)、杂散电流检测技术、电化学暂态技术 ;代表仪器分别为:HT系列和SL一2098埋地管道外防腐层状况检测仪、RD400-PCM和C-SCAN埋地管道外防腐层
6、状况检测仪、CATH-TECH型DCVG直流电压梯度测量仪、SCM杂散电流检测仪、阻抗分析仪。这些方法虽然能够实现在不开挖、不影响正常工作的情况下对埋地管道进行检测,但都属于间接检测管道腐蚀的方法,而且得到的原始数据往往需要工作人员的仔细分析和校验;有的管外检测技术还不适用于公路、铁路、海洋等区域下的管道,无法实现对管道的全面检测。当前, 国内外防腐层检测大多采用电磁法, 其原理上大体可分为电压梯度法和电流梯度法两种。电压梯度法比较多地应用于有阴极保护的管道上, 在管线简单情况下的准确率比较高, 但仪器本身不具备定位功能, 须与定位仪配合使用, 检测工作量较大, 而当检测现场复杂时则束手无策,
7、 因此更适合于对长输管道的定期监测。有的产品中使用全球定位系统同步的断流器控制电流开/ 断, 技术含量比较高, 但价格过高难于普及。一些应用电流梯度法的仪器使用GPS技术, 也存在价格高的问题。而国内生产的仪器往往在抗干扰、测量精度及仪器稳定性上与国外产品存在一定差距, 管道检测工作尚属起步阶段,已检测的管道数量不足管道总量的1/ 10 ,而且尚未对任何管道进行再检测。由于各方面原因,某些管道经营管理者对管道检测的重要性认识不足,没有充分认识到管道事故的危害性。我们要加强管道检测重要性的宣传,政府有关部门应尽快制定管道安全检测有关法规,根据优选方案制定全国管道检测计划,力争尽快对全部管道实施内
8、检测,并且定期进行管道再检测,建立管道检测信息数据库,从中找出各条管道的腐蚀规律,从而对管道现状及未来安全状况做出科学预测,采取有效措施,避免管道事故的发生。同时,还要加快智能检测器的国产化步伐,尽快赶上国际管道检测先进水平。针对管外检测技术存在的问题,德国、美国、日本和加拿大在这方面的研究起步较早,且已结合此项技术研制了各种智能检测爬行机(Intelligent pig 或Smart pig),简称爬行机,并获得了成功的经验。1.3 本文的研究内容了解天然气管道的构造和工作环境,天然气管道主要由钢制管体和外防腐层,以及用来检测的检测桩和测试管道压力的连体表盘,我们的研究主要涉及到检测桩和外防
9、腐层。其中主要介绍一下管道外防腐层。管道外涂层(防腐层)主要是由成膜物质、颜料以及稀释剂、催干剂、固化剂等组成,是防止外部介质腐蚀的第一道屏障。好的外涂层能隔绝管道外表面与外界土壤介质的直接接触,阻断电解质对钢制表面的腐蚀,使埋地管线得以保护。但是如果外涂层一旦遭到破坏就会使被保护管道形成大阴极、小阳极的腐蚀,此时不但得不到有效的保护,还会使局部腐蚀加剧,所以外涂覆盖层一般都要求具有良好的绝缘性、高强度性、化学稳定性。目前主要采用的防腐涂料有石油沥青、聚乙烯胶带、熔结环氧粉末、煤焦油瓷漆和环氧煤沥青等。可以根据实际情况选择实用、经济的外防腐涂层。图1.4 油气管道的基本结构工作环境主要是考虑到
10、管道所处的环境是否给检测外防腐层带来了影响,例如城市地下管道的检测,由于城市环境错综复杂,就会给检测增加难度。学习相关管道外防腐层检测的原理,在了解外防腐层检测原理的情况下,再进一步分析由其衍生的检测方法,比较其优缺点,并适当借鉴,试着设计出自己的检测方法,并结合实际设计出一个合理的实验进行验证。本实验属于探索性试验,需要记录多组实验数据,并对试验数据进行相关的分析和处理。主要是看其能否完成以下四个实验任务:1、利用导体电阻的相关物理原理,假设出土壤的电阻率,进而计算出电阻与检测点距漏点土壤的厚度的关系,便于对检测电路进行分析。2、跟据第一项任务的计算结果,确定电路中的相关参量,并由此计算出该
11、实验检测的另一个重要参量灵敏度。3、完成对外防腐层漏电的定位,或者证明此处存在防腐层漏点,这也是外防腐层检测的最基本任务。4、更高级的是能完成漏电面积的确定,这需要更加高端的技术水平,只能试着去去研究。 2 防腐层不开挖检测方法的比较及检测方法的选择2.1 防腐层不开挖检测的相关知识介绍2.1.1 埋地管道外腐蚀的原因埋地钢质管道处于土壤这种非单一性介质中,土壤中溶解的各种电解质对管道外表面形成电化学腐蚀,这也是埋地管道遭受的最主要的腐蚀形式。埋地管道的应力腐蚀是外加应力或残余应力与腐蚀联合作用导致材料破坏,在防腐层剥离部位由应力腐蚀开裂引发的事故是埋地管道的主要破坏形式之一。其次,埋地管道还
12、可能受到由于物质差异和环境引起的各种长线宏电池腐蚀,如氧浓差电池、差异电池、盐浓差电池和温差电池等。此外,埋地管道还可能受地面杂散电流腐蚀,土壤中微生物的侵蚀、地表植物根系对防腐体系的破坏等一系列外来影响引起的各种腐蚀。所以合理选择防腐形式、防腐材料,提高埋地管道的使用年限就显得格外重要。埋地管道外防腐的主要措施在我国现阶段埋地钢制管道外防腐运用最为广泛的是外涂覆盖层和阴极保护相结合的形式,本文主要讨论钢制管道外防腐技术。2.1.2 管线防腐层绝缘电阻检测及土壤电阻率测试基于与管线位置探查相同的机理,利用管线总距离或百米电磁感应强弱信号下降幅度,确定管线防腐层质量状况。采用总测试距离法和百米磁
13、场下降法对防腐层绝缘电阻进行测量。该方法经和变频选频法,试布法,电压差法等多种计算法和测试法对比。为了下述的管线腐蚀状况评估的需要,应对管线外环境予以明确。用接地电阻测试仪每隔100200 m左右测试一组数据,在管地电位异常段加密测点,每3050 m测试一组数据。2.1.3 防腐层不开挖检测检测方式的优缺点(1)优点 防腐层破损主要是施工中磕碰引起的检测发现破损点后可以立即将该部位管道挖出进行修补,全部回填完毕检测再将管道挖出,减少大量土方。避免不必要的工程费用支出,同时又不影响管道施工组织,保证了整个工期进度。(2)缺点 回填一段检测一段的检测方法固然能及时发现问题,但也有局限性。a因管线较
14、长,分段检测无形之中增加了检测次数,加大了检测成本。b先回填的管段一般是直管段,容易操作,出现问题的可能性一般较小:而弯管段管道连接时不易操作,固定口防腐出现问题的可能性较大。由于施加信号和管段位置识别困难该管段完整性检测出现错误判断的可能性较大。2.2 防腐层的各检测方法比较2.2.1 防腐层不开挖检测电压法和电流法 以“金属蚀失量”和“平均剩余管壁厚度”评价埋地管道腐蚀状况;以“防腐层绝缘电阻”评价防腐层老化程度。工作原理是:无论是电腐蚀还是自然腐蚀,其结果都是金属量蚀失、腐蚀产物垢积,造成埋地钢管的电导率和磁导率下降。因此,只要检测出因腐蚀所致的这一物理性质的变异部位和变异程度,经过与已
15、知(已发生腐蚀和未发生腐蚀)的情况对比,就可以指出腐蚀地段并对腐蚀程度做出评价。可以根据蚀失量(或平均剩余管壁厚度)和绝缘电阻的大小及其随年度的变化速率评价埋地管道腐蚀程度和防腐状况,预测在线管道的寿命。还可以在现场通过地面无损检测手段直接对防腐层破损点、管道泄漏点等缺陷精确定位。检测数据由专用处理软件进行处理和分析,并给出量化结果。燃气管道外防腐层完整性检测的方法很多,比较常见的主要包括以下两类:电压法基本原理:当一个交流信号加在金属管道上时,在防护层破损点便会有电流泄漏入土壤中。这样在管道破损点和土壤之间就会形成电位差。并在破损点的正上方辐射的信号最强,可用仪器在埋设管道的地面上检测到这种
16、电位变化。从而发现管道防腐层的破损点 电压法包括标准管地电位法、密间隔管地电位法(CIS、CIPS)、直流电压梯度法(DCVG)、变频一选频法、电位差法、近电位勘测法等。电流法基本原理:由发射机向管道发射某一频率的信号电流。电流流经管道时在管道周围产生一相应磁场,当管道完好时。无电流流失现象或流失较少,在管道周围产生的磁场比较稳定:当防护层破损或老化时。在破损处就会有较大的电流流失现象。随着管道的延伸其在管道周围磁场的强度就会减弱 与前面检测的电流读数进行比较。发现明显陡降,可以对外防腐层破损点进行实时定位检测人员在管道上方用地面专用仪器对管道周围的磁场进行接收处理。可以直接读出该处管道数据和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 燃气 管道 防腐 开挖 损伤 检测 方法
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2860049.html