埋地燃气管道防腐性评估与破损点识别论文_钟正成

埋地燃气管道防腐性评估与破损点识别论文_钟正成

贵州荣基安全科技有限责任公司 贵州 550003

摘要:大部分埋地燃气管道布置于人口密集,交通繁忙的生活区域的境况,为了更好地维护与管理埋地燃气管道的运行情况,保障人民的生命与财产安全,开展埋地燃气管道防腐性评估,对防腐层破损点及时定位等方面的研究就显得特别重要。基于此,本文就埋地燃气管道防腐性评估与破损点识别方面的内容进行了分析探讨,以供参阅。

关键词:埋地燃气管道;防腐性评估;破损点;识别

引言

随着燃气的广泛普及,我国燃气管网己经进入了快速发展的阶段。但是因为埋地燃气管道长时间处在一个比较复杂的外部环境条件中,而且随着管道在役时间的不断增加,埋地燃气管道的外防腐层经常会发生腐蚀老化、破损的情况,最终会引起管道自身的腐蚀穿孔,进而发生燃气泄漏事故,不仅威胁着人民的生命和财产安全,还会带来严重的社会危害。因此,对埋地燃气管道的防腐层进行评估,并准确定位缺陷点,是保障埋地燃气管道安全运行的有效手段。

1埋地燃气管道外腐蚀

腐蚀是引起管道外防腐层损坏的最主要原因,它是金属在化学、电化学的作用下,与周围的介质产生作用而引起的一种反应。在生活中,我们常常会看到一些金属物质发生腐蚀的现象,主要原因就是空气中的氧、水分和金属离子相互之间发生了化学作用。金属发生腐蚀的过程,就是由于阳极和阴极之间存在自由电子的定向流动,同时空气中存在大量的水分,作为电解液,它是造成腐蚀的必要条件,这些因素就是腐蚀形成的条件。对于城镇燃气管道,特别容易发生腐蚀现象,首先是因为大部分管道都是以埋地方式为主铺设的。其次,埋设的土壤里又富含有大量的水分,这种情况下就特别容易形成正负极,从而发生自由电子做定向移动的现象,最终就导致了管道各处发生不同程度的腐蚀损坏。

2埋地燃气管道腐蚀检测技术

2.1管道防腐层检测技术

管道外防腐层是保护埋地管道不被外部环境(主要是土壤环境)所腐蚀的第一道保护屏障。其作用是将管道与具有腐蚀性的外部环境隔离开来,从而起到保护埋地管道正常运行,控制腐蚀发生的作用。由于管道敷设过程中存在不规范施工,运行过程中存在第三方破坏,再加上土壤的扰动,土壤的腐蚀性(包括水分、温度、pH、含盐量)及微生物腐蚀等影响,埋地管道的防腐层就会发生老化、破损、剥离、脱落等现象。因此,对埋地燃气管道的外防腐层进行腐蚀性检测,综合评价防腐层的整体质量状况,对管道的维护及正常运行起着至关重要的作用。

2.2土壤腐蚀性检测技术

腐蚀与管道所处的环境有很大的关系,现场检测项目里土壤腐蚀性检测主要是现场检测与土壤采样检测两种。现场检测是运用仪器设备直接检测土壤电阻率、土壤的氧化还原电位、温度以及土壤腐蚀速率。土壤采样检测主要是对现场采土样的土壤pH值、含盐量及电解失重等指标在实验室进行检测。目前,我国在工程上一直用直接测量土壤电阻率的方法来判断土壤腐蚀性的强弱,虽然该方法简单易行,灵活方便,但也存在一些不可避免的误差,因为影响土壤腐蚀性的指标因素是比较多的,单用一个指标来评估土壤腐蚀性的做法是不科学的。

2.3阴极保护系统检测技术

(1)标准管/地电位检测(P/S)。标准管/地电位检测技术可以对管道的外防腐层腐蚀状况进行检测,与此同时也可以对管道的阴极保护效果进行检测。P/S方法的优点是可以很快的检测出埋地管道阴极保护的效果情况,而缺点是不能够判断埋地管道外防腐层破损的大小和位置等情况,也无法识别或者判断管道外防腐层是否己经发生了剥离现象。(2)密间距电位检测(CIPS)。密间距电位检测法是现行检测方法里对埋地管道的阴极保护系统的有效性进行检测评价的最有效的方法之一。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该方法可以评价埋地管道阴极保护的效果,也可以识别管道外防腐层是否存在破损点,或者正在发生腐蚀破损,同时也可以指出外防腐层破损点的位置及破损点面积大小。密间距电位检测法的缺点在于,它在使用过程中容易受到某些因素的干扰和影响,进而产生较大的误差,比如管道附近的杂散电流、管道沿线土壤环境变化等因素。同时该方法对现场检测人员的防腐层缺陷分析经验也有特别高的要求。

3埋地燃气管道防腐状况检测评价

某燃气公司按照CJJ61-2003,CJJ95-2003,SY/T0023-97,SYT/616_5-199_5等国内现有的规范、标准的相关规定,对科学园中压A站低压线管道的综合状况进行了检测评价。检测的时候必须要保证管线正常运行,而且不允许有大规模的开挖,因此,对管线的调查主要包括:防腐层检测、环境检测、开挖检测三部分。通过对科学园中压A站低压线防腐层、所处环境以及开挖验证进行现场检测,获取相关因素检测数据,并依据国家相关规范、标准,进而对该管线的腐蚀状况进行了综合评价。(1)通过对13550m长度管线防腐层面电阻值的现场检测确定该管线平均防护能力为“较差”;通过仪器识别并定位出全管线存在26处破损点,平均每公里防腐层破损点为1.9个/km,根据相关标准,确定出该管线的防腐层等级为“差”。(2)对土壤腐蚀性、杂散电流进行了检测。检测结果表明,该管线的土壤腐蚀性较弱。该管线周边直流杂散电流干扰最大处为9.4mV/m,管道受杂散电流干扰程度均为“强”级。(3)通过开挖探坑进行深层检测,检测结果显示,探坑内土壤电阻率均在20-100S2}m内,土壤腐蚀性弱,直流杂散电流较强,土壤氧化还原电位较小。管体剩余壁厚较为平均,相对腐蚀深度最大处为13.16070。(4)基于防腐层地面检测、环境检测、开挖检测三部分内容,判断该管线平均面电阻率较差,防腐层平均每公里破损点数量较多,探坑内防腐层完整性及粘结力为劣,综合分析此管线的防腐层评级为“差”。

4基于RBF神经网络的埋地燃气管道防腐性评估

目前,对埋地燃气管道腐蚀状况的评价都只是停留在用单个因素评价的阶段,比较普遍的就是依据管线每公里破损点个数来评估管道防腐层等级,用土壤电阻率来表征土壤腐蚀性,用直流杂散电流的最大值来表征杂散电流的强弱。这种评价不能很好地为管理者服务,他们不能及时掌握管道的在役现状,同时也给检测人员带来了一定影响,使他们不能正确地出具检测报告。埋地燃气管道腐蚀性综合评价方面,没有明确的可行的理论公式,所以就可以试着考虑运用间接地方法来实现埋地燃气管道防腐状况综合评估工作,从而满足对管道安全运行监管的需求。RBF神经网络有着较强的自学习能力,它可以根据输入的样本值进行不断地自我调整和训练,不需要复杂的数学公式和函数,所以RBF神经网络具有很强的易用性。

5埋地燃气管道防腐层破损点识别

除了对埋地燃气管道防腐性进行评估外,对埋地燃气管道进行不开挖检漏,及早发现防腐层破损点,也是燃气集团日常维护埋地燃气管道的重要内容。通过影响防腐性的指标来识别埋地燃气管道防腐层破损情况,及早发现隐患进行有针对性地修补维护,从而减少管道因腐蚀导致的经济损失,达到延长埋地燃气管道服务年限的目的。SVM支持向量机是一种基于小样本学习的算法,可以用来识别、分类和回归分析。而一条管线的破损点就属于小样本数据,所以SVM支持向量机识别定位管道防腐层破损情况,有很强的适用性。

结束语

总而言之,埋地燃气管道由于长时间处在比较复杂的外部环境中,而且随着管道服务年限的不断增加,管道的外防腐层经常会发生腐蚀破损的现象,最终引起管道本身的腐蚀老化、穿孔,进而导致管道破损发生燃气泄漏事故,威肋、广大人民的生命与财产安全,带来严重的社会危害。因此,对埋地燃气管道的防腐层进行评估,并准确定位缺陷点,是保障埋地燃气管道运行的安全性与可靠性。

参考文献:

[1]苗金明,王强.城市燃气埋地钢管腐蚀失效风险评估方法研究[J].中国安全科学学报,2013,23(7):49.

论文作者:钟正成

论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期

论文发表时间:2018/9/18

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