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管道老化修復(fù)——管道的評(píng)估

2017-08-24 09:51:12 作者：本網(wǎng)整理來源：腐蝕與防護(hù) 分享至：

圖為正在為老化管道重新涂層。照片提供者：Jeffrey Didas。

目前在美國(guó)，那些開發(fā)專門用于運(yùn)輸天然氣、石油和精煉石油產(chǎn)品的管道系統(tǒng)大約都始于70多年前，這就導(dǎo)致了這些管道采用材料的落后。涂層是防止管道外部腐蝕的主要工具，但它們會(huì)隨著使用年數(shù)和其他因素等被削弱。

上圖為：埋地管道涂層發(fā)生了剝離和脫落。照片提供者：Jeffrey Didas。

左下圖為：采用直流電壓梯度（DCVG）對(duì)天然氣管道進(jìn)行檢查。照片提供者：JW's Pipeline Integrity Services；下中圖為：用于安裝分布式陽(yáng)極的鉆機(jī)。照片提供者：Jeffrey Didas；下右圖為：正在為老化的管道重新涂層。照片提供者：Jeffrey Didas。

從二十世紀(jì)二十年代開始，管道運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)認(rèn)識(shí)到涂料本身是不能為管道提供完完全全的防腐保護(hù)，故為了進(jìn)一步增加管道的防腐性能，他們開始為管道安裝陰極保護(hù)（CP）系統(tǒng)。

通過將CP系統(tǒng)與涂層保護(hù)聯(lián)合使用，可以有效地延長(zhǎng)涂層的使用壽命。通常這個(gè)管道涂層是絕緣涂層，可以屏蔽電流。涂層通常都具有較高絕緣強(qiáng)度（能夠致使涂層損壞的電壓要以沒單位厚度V或kV計(jì)），可以提供優(yōu)越的隔離性能。

絕緣涂層的目的是隔離管道的電環(huán)境和物理環(huán)境，同時(shí)降低CP系統(tǒng)保護(hù)電流的需求。同時(shí)，絕緣涂層還應(yīng)具有的必要屬性為：耐輸送的流體和產(chǎn)品的腐蝕性、耐沖擊/磨損性、好的附著力和耐陰極剝離性等。

“隨著管道涂料老化，它們會(huì)漸漸地失去保護(hù)特性，如彈性、絕緣強(qiáng)度等，并將出現(xiàn)裂紋或剝落”，Didas解釋道，“同時(shí)，隨著時(shí)間的增加，管道涂層發(fā)生退化，所需的CP電流也要隨之增加”。

管道涂層的評(píng)估

通常情況下，管道運(yùn)營(yíng)商都會(huì)對(duì)安裝了CP系統(tǒng)的管道進(jìn)行“管道密間距電位檢測(cè)（簡(jiǎn)稱：CIS或CIPS），大約每五年一次，評(píng)估管道的性能與標(biāo)準(zhǔn)性能的差異。CIS也可以用來探測(cè)涂層缺陷。

管道沒有極化或者極化很小的位置可能已經(jīng)發(fā)生了涂層退化，此時(shí)隨著時(shí)間的變化電位呈現(xiàn)下降（負(fù)移）的趨勢(shì)，需要通過增加CP電流來把涂層恢復(fù)到防護(hù)水平。那些涂層失效的地方似乎沒有什么可用的地面技術(shù)可以進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。

電位下降的趨勢(shì)通常是在提示操作員需要進(jìn)行一個(gè)直流電壓梯度（DCVG）或交流電電壓梯度（ACVG）檢測(cè)——通過在土壤和管道周圍測(cè)量電流電壓的變化梯度（每單位長(zhǎng)度的電壓沿導(dǎo)電路徑），可以找到涂層破損和腐蝕點(diǎn)。

DCVG和ACVG檢測(cè)可以詳細(xì)地評(píng)估埋地管道和涂層狀態(tài)，對(duì)涂層破損進(jìn)行識(shí)別和分類。在這些區(qū)域顯示了加裝額外的CP是必要的。

當(dāng)CP系統(tǒng)在正常輸出運(yùn)行時(shí)，DCVG技術(shù)將直流信號(hào)用于管道。假使涂層中存在任何缺陷，都會(huì)使電流通過管道周圍的土壤流入管道。那么這些電流在管道上方的土壤中引起的電壓梯度，便可以使用電壓表測(cè)量獲得。DCVG調(diào)查還能夠區(qū)分單獨(dú)的和連續(xù)的涂層損壞。

圖為：在西德克薩斯，陰極保護(hù)技術(shù)人員正在采用CIS檢查管道。

照片提供者：JW's Pipeline Integrity Services。

保護(hù)涂層電導(dǎo)技術(shù)6也被用來測(cè)量部分地下管道的涂層電導(dǎo)（涂層電阻的倒數(shù)），用來確定涂料的一般情況。這個(gè)測(cè)試方法只適用于那些涂有絕緣涂料的管道。電導(dǎo)測(cè)試要在具有顯著管/地（P/S）電位和電流的變化存在的情況下應(yīng)用。

那些給出高電導(dǎo)值的特定區(qū)域，表明該管道段出現(xiàn)了涂層惡化。計(jì)算涂層電導(dǎo)數(shù)據(jù)是通過在預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔點(diǎn)讀數(shù)中斷P/S電位和管道電流。當(dāng)對(duì)一段管道的涂層進(jìn)行評(píng)估時(shí)，還應(yīng)該考慮土壤電阻率對(duì)涂層電導(dǎo)產(chǎn)生的直接影響。

一旦通過采用地面技術(shù)確定了涂層缺陷的位置，就可以進(jìn)一步通過視覺檢測(cè)和電特性檢測(cè)評(píng)估在服務(wù)的管道涂層外部系統(tǒng)的狀態(tài)和性能。

管道重新涂層已被證明是一種修復(fù)管道涂層惡化的有效方法。當(dāng)然，重新涂層可能是最昂貴的選項(xiàng)。Didas指出：如今重新油漆的價(jià)格已經(jīng)從125增長(zhǎng)到550美元/線性英尺（0.3048米）。重新油漆管道會(huì)面臨諸多挑戰(zhàn)，這包括管道挖掘、作業(yè)帶（ROW）條件、可能遇到巖石、環(huán)境敏感、高度密集或靠近其他管道、環(huán)境是否允許、管道操作條件、季節(jié)性（冬季/夏季）、如何爆破獲得開放的表面、移除涂層的處理和土地權(quán)等問題。隨著管道的重新油漆區(qū)域的增加，對(duì)CP的需求應(yīng)該重新進(jìn)行評(píng)估，因?yàn)镃P系統(tǒng)可能需要根據(jù)新涂好的管道進(jìn)行調(diào)整或修改。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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