pcm检测管线外防腐层原理及应用.ppt
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1、PCM检测管线外腐层原理及应用,新疆天普石油天然气工程技术有限公司二九年十一月,报告提纲,一、项目主要研究内容 二、PCM检测结果及分析 三、地面阴极保护电位测试及分析 四、土壤腐蚀性检测与埋地管线评估 五、埋地管线及弯头内腐蚀因素调研 六、结论及综合治理建议 七、油气管道防腐措施建议,一、项目主要研究内容,3、研究内容,管道外防腐层检测PCM检测 a.外防腐层埋深、走向(包括植被生态等)b.防腐层缺陷分布规律,破损点定位c.管道外防腐层平均绝缘电阻率检测d.管道外防腐层综合分析与评估(开挖检测评价)阴极保护系统电位检测与效果评价(绝缘法兰(接头)电位及电位差测量)土壤腐蚀性测试(评价管线外防
2、腐环境)管线壁厚检测,内腐蚀典型腐蚀因素分析(内腐蚀、冲刷等),对管线进行安全性评估,最终目标:通过管线壁厚、内腐蚀介质腐蚀性资料等综合分析,形成塔河四区综合治理方案。,1、PCM功能管道外防腐层缺陷评价,管道定位(走向、埋深)防腐层老化、破损管道搭接电绝缘检测,PCM采用电流降作为核心技术PCM对管道电流进行测绘,研究电流曲线的走向和陡降电流平缓段防腐层良好;电流陡降处防腐层有缺陷或有分支/搭接。,二、PCM检测结果及分析,创新点,二、PCM检测结果及分析,2、PCM检测原理,PCM管道定位及防腐层检测技术,是通过埋地管道信号的衰减量,来判断防腐层的破坏程度。将发射机与管道连接,由PCM大功
3、率发射机,向管道发送近似直流的信号电流(在非常低的频率上(Hz))管线电流衰减近似直线),便携式接收机能准确地探测到经管道传送的这种特殊信号,跟踪和采集该信号,输入微机,便能测绘出管道上各处的电流强度。分析电流变化,实现对管道防腐层质量的评估。电流强度随着管道距离的增加而衰减,在管径、管材、土壤环境不变的情况下,管道防腐层绝缘性能变差或有漏点存在时,施加在管道上的电流衰减就越严重,通过分析电流的衰减,从而实现对防腐层破损状况的评估。,2、PCM检测原理,理论上,埋地管线可以限深,但由于存在IR降、电流衰减、其它信号的干扰,可有效评价3m范围内管线外腐层。,接管线,接地(与管线成3060度角,4
4、5m),2、PCM检测原理,PCM电流检测结果分析,二、PCM检测结果及分析,3、PCM检测结果,管道外防腐层绝缘电阻值的评价指标(SY/T 0087.1-2006),4、PCM检测结果的用途开挖验证,修复破损点,现场PCM检测结果主要有三个用途:一是检测管线走向、埋深;二是评价管道外防腐层状况;三是对管道外防腐层破损点进行定位。最终的目标是根据现场非开挖检测数据,判断管线外防腐层有无破损点,进而进行开挖修复。根据检测电流,管线开挖点原则如下:周围无高压线、发射塔等干扰源,电流突降;相关图纸上无均压线(无分流管线)、牺牲阳极埋设等因素,电流突降;管线出现拐点,电流突降,不做为开挖点。,二、PC
5、M检测结果及分析,(1)管线开挖确定原则,4、PCM检测结果的用途开挖验证,修复破损点,(2)塔河四区现场开挖点的选择,挖坑规格:3米长,1米宽检测坑,4、PCM检测结果的用途开挖验证,修复破损点,(3)埋地管线开挖后的主要工作,塔河四区现场开挖工作于2009年9月4日开始,9月12日结束。管线电流突降处外防腐层破损情况验证。高压管线下部,管线出现同沟信号、附近管线上有电流等现象疑是防腐层破损处,验证检测结果。疑是牺牲阳极分流处外防腐层破损情况验证。土壤腐蚀性检测,包括温度、土壤含水、氧化还原电位、含盐等,并进行了试片的埋入(计划埋地3个月,12月份取出)。开挖处管线剩余壁厚的测试。管线自腐蚀
6、电位或保护电位测试。,(1)4-1#站至一号联管线开挖处:一号联门口拱桥西1020m,计划开挖3m,开挖处,不开挖,管线拐弯信号变化,5、PCM检测结果分析与验证,(1)4-1#至一号联,一号联,开挖,电流下降较陡,燃油电站,输水首站,一厂,验证结果:外防腐层完好,应是同沟管线分流引起,5、PCM检测结果分析与验证,(1)4-1#至一号联,开挖,电流下降较陡,一号联,燃油电站,燃油电站,一厂,4-1#站外阀组,4-1#站,绝缘法兰,4-3#外输,4-2#外输,4-4#外输,华宁宾馆,TK305,验证结果:外防腐层完好,发射塔处电流干扰引起,5、PCM检测结果分析与验证,(2)4-2#站至4-1
7、#站外阀组,5、PCM检测结果分析与验证,开挖,电流下降较陡,离华东固井200m,疑是防腐层破损,验证结果:外防腐层完好,管线干扰,创新点,拐点处分流,不开挖,(3)4-3#站至4-1#站外汇管,5、PCM检测结果分析与验证,电流突降,开挖,创新点,(3)4-3#站至4-1#站外汇管,5、PCM检测结果分析与验证,疑是防腐层破损,验证结果:防腐层破损,管线内腐蚀已渗漏,(4)4-4#站至4-1#站外输汇管开挖处:4-4#阀池300m,计划开挖3m,开挖处,疑是牺牲阳极块分流,5、PCM检测结果分析与验证,验证结果:焊缝处防腐层搭接处开胶,二、PCM检测结果及分析,(5)TK229CH至4-4#
8、站,检测日期:管线规格:1144.0里程:1.1Km外防腐层:黄甲克外输液量:15t/d含水:80%,(5)TK229CH4-4#站:单井公路边2m,计划开挖3m,开挖处,疑是牺牲阳极块分流,5、PCM检测结果分析与验证,验证结果:阳极外包装腐蚀较多,二、PCM检测结果及分析,根据塔河四区5条检测外输油管道(1条为单井)外防腐层绝缘PCM检测结果及现场开挖验证情况,提出以下建议可供塔河其他区块进行PCM检测进行开挖与否进行指导:电流突降,周围无明显干扰源,疑是外防腐层破损,需开挖验证。电流信号突降,疑是埋设的牺牲阳极导线分流造成,需开挖验证。电流突降,相关图纸上无均压线(无分流管线)及牺牲阳极
9、埋设等因素,如4-1#至一号联管线拱桥处,需开挖验证。电流信号突降或消失,旁边有高压线等干扰信号源,根据现场土壤含水等情况可不进行开挖验证。电流突降,电流突降点为管线拐弯处、井场分离器等设备地点,如4-3#站至4-1#站外阀组,为电流信号的正常突降,不做为开挖依据。,6、PCM检测结果的指导意义,1、塔河四区阴极保护检测结果及分析,4-1#站一号联站外阀组,结果分析:管线沿途电位保护正常。,三、地面阴极保护电位测试及分析,三、地面阴极保护电位测试及分析,1、塔河四区阴极保护检测结果及分析,4-2#站4-1#站外阀组,结果分析:站内恒电位仪未启用,该管线与4-3#外输管线电连通,属于4-3#站阴
10、保系统。目前过保护状态运行。,、塔河四区阴极保护检测结果及分析,4-2#站内,站内单井采用绝缘法兰,TK431进站绝缘法兰外侧穿孔(墙外)2009.7穿孔,采用外接套管进行处理。,围墙,绝缘法兰,生产阀组间,2009.7穿孔,补焊,0.61,、塔河四区阴极保护检测结果及分析,4-3#站4-1#站外阀组,3、塔河四区阴极保护检测结果及分析,4-3#站4-1#站外阀组,4-3#,4-2#,4-1#站外阀组,阀池,4-4#,4-1#,河沟,-1.22,-1.6,-2.36,-2.04,-0.27,-0.56,-0.92,-1.24,结果分析:站内恒电位仪启用,与4-2#站属同一阴保系统。8月份完全过
11、保护状态运行。,三、地面阴极保护电位测试及分析,、塔河四区阴极保护检测结果及分析,4-4#站4-1#站外阀组,结果分析:从沿途管线电位分析,该管线处于保护状态,保护正常。,三、地面阴极保护电位测试及分析,、塔河四区阴极保护检测结果及分析,TK229CH4-4#站,结果分析:从沿途管线电位分析,该管线处于保护状态,保护正常。,三、地面阴极保护电位测试及分析,、塔河四区阴极保护检测结果及分析,4-1#站外阀组4-1#站,结果分析:从沿途管线电位分析,该管线处于保护状态,保护正常。,三、地面阴极保护电位测试及分析,2、塔河四区阴极保护运行情况总体分析,阴极保护失效表现:设备出现故障,如恒电位仪未启用
12、(4-2#)或阴保测试桩失效(多个)过保护(如4-2#、4-3#)保护不足(4-1#站一号联)绝缘法兰两侧电位差过大,阴极保护失效因素分析:设备维护不及时、不到位管道防腐层出现破损、老化管道搭接电绝缘失效(绝缘法兰),阴极保护设备出现故障,4-1#一号联(2009.8.34),4-3#4-1#站外阀组(2009.7.31),三、地面阴极保护电位测试及分析,三、地面阴极保护电位测试及分析,3、阴极保护设计,自然电位-0.55V(Cu/CuSO4)保护电位V(CU/CUSO4)=-0.85v_-1.25v防腐层绝缘电阻 大于10000.m2 电流密度 30-50A/m2保护电位是判断阴极保护程度效
13、果的一个重要指标.管道纵向连续导电 管道防腐层具良好的绝缘电阻 管道和其他低电阻接地装置的电绝缘(没有电绝缘,就没有阴极保护),为个保证电流能在保护范围内实现有效的保护,需要对不同管段、设备进行电绝缘。,绝缘连接,绝缘法兰,绝缘接头,三、地面阴极保护电位测试及分析,三、地面阴极保护电位测试及分析,4、塔河四区阴极保护系统正常运行维护建议,(1)阴极保护系统正常维护 由专业技术人员定期(可定为两月一次)进行现场数据测试,对输出电位、电流进行分析,对设备运行情况进行正常维护。特别是对不正常运行设备进行原因分析(如4-3#站恒电位仪输出电位过高)。定期进行阴极保护参数的测试,以便根据结果进行调整恒电
14、位仪输出电位、电流,防止过保护或保护不足。(2)根据目前阴极保护系统绝缘接头(或法兰)未保护一侧多次发生腐蚀穿孔事故的情况,对四区阴极保护系统全部停运6个月,与二区、三区正常运行的情况进行对比,看看绝缘接头穿孔情况。,三、地面阴极保护电位测试及分析,4、塔河四区阴极保护系统正常运行维护建议,根据目前阴极保护设计手册等资料及中国管材研究所科研单位的调研,目前还没有这方面的专题研究。初步分析是阴极保护系统未保护一侧发生内腐蚀穿孔是由于保护一端与未保护一端形成电场,未保护一侧电位高,吸收邻近管线的电子加速腐蚀。在绝缘法兰两端,分别安装长约500毫米的绝缘短节,以消除阴保电流对未保护端的干扰。在绝缘法
15、兰两侧的管道内壁上,涂5001000毫米的防腐涂层,以消除阴保电流对未保护端的干扰。,1、土壤腐蚀性测试,对4-3#计转站至4-1#计转站管线穿孔和4-1#计转站至联合站,共计2处管线埋地土壤进行检测。检测项目:土壤电阻率土壤含水率土壤埋地试片腐蚀性土壤理化性能测试(离子含量),四、土壤腐蚀性评价及埋地管线安全评估,四、土壤腐蚀性评价及埋地管线安全评估,(1)土壤剖面进行分层描述,土壤剖面描述(4-1至一号联拱桥处),1、土壤腐蚀性测试,四、土壤腐蚀性评价及埋地管线安全评估,(1)土壤剖面进行分层描述,土壤剖面描述(4-3计转站至4-1计转站外输油管线),1、土壤腐蚀性测试,结论:以土壤电阻率
16、作为土壤腐蚀性单项评价指标进行评判可知:两处土样电阻率大50 m,腐蚀性为弱。,四、土壤腐蚀性评价及埋地管线安全评估,一般地区依据土壤电阻率土壤腐蚀性分级标准,(2)土壤电阻率测试,1、土壤腐蚀性测试,结论:4-1计转站外输油至一号联拱桥处土壤的腐蚀性为强;4-3计转站外输油管线土壤的腐蚀性为较强。,四、土壤腐蚀性评价及埋地管线安全评估,一般地区依据含水量土壤土壤腐蚀性分级标准,(3)土壤含水量测试,1、土壤腐蚀性测试,结论:4-1计转站外输油至一号联拱桥处土壤的腐蚀性为强;4-3计转站外输油管线土壤的腐蚀性为强,该处由于发生管线渗漏含盐量高可能是由于管线穿孔渗漏介质造成的。,四、土壤腐蚀性评
17、价及埋地管线安全评估,一般地区依据含盐量土壤土壤腐蚀性分级标准,(4)土壤含盐量测试,1、土壤腐蚀性测试,四、土壤腐蚀性评价及埋地管线安全评估,综合分析:塔河四区土壤为弱腐蚀性土壤,含水较低,碱性,土壤电阻率高,不含硫酸盐还原菌。从外防腐角度考虑,塔河四区集输金属管线外部采用涂层保护单独保护,可不用外加电流阴极保护。,1、土壤腐蚀性测试,四、土壤腐蚀性评价及埋地管线安全评估,(5)土壤水质离子含量分析,1、土壤腐蚀性测试,(1)Cl-的影响 氯离子对土壤腐蚀有促进作用,在土壤含有的众多阴离子中,Cl-对钢的钝化膜破坏最大,它加速腐蚀的阳极过程,是一种腐蚀性最强的阴离子。一般说来,Cl-含量愈高
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