劉彥麟1，吳云冬1，唐霏1，彭喬松2，任文豪3

1.西南石油大學(xué)；2. 中石化西北油田分公司油氣營(yíng)銷(xiāo)部；

3.中國東方航空技術(shù)有限公司四川分公司

摘要：機坪管道檢測比較困難，不適合用于常規方法。本文提出機坪管道的腐蝕監檢一體化測試技術(shù)及基于情景分析的機坪管道風(fēng)險評價(jià)思路，并通過(guò)選取某機場(chǎng)一段機坪管道進(jìn)行了防腐層檢測與評價(jià)，結果表明該管道具有高風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：機坪管網(wǎng)；腐蝕；監檢一體化；風(fēng)險；評價(jià)

機場(chǎng)供油管道是一個(gè)相對特殊的管網(wǎng)系統，其周?chē)�環(huán)境的特殊性對供油管道的影響巨大。如果沒(méi)有合適的控制措施，很可能造成管路和管路附件的損壞。另外，機場(chǎng)人流量較大，人員龐雜，飛機起降頻繁，一旦發(fā)生事故，對航油企業(yè)、機場(chǎng)以及社會(huì )都會(huì )造成巨大不良影響。因此，非常有必要針對機坪管道進(jìn)行風(fēng)險評價(jià)[1]。

1  機坪管道腐蝕檢測難點(diǎn)

(1) 管網(wǎng)結構及敷設環(huán)境復雜；

(2) 管埋較深，鋼筋水泥層較厚；

(3) 雜散電流強，部分電纜和管道有搭接；

(4) 受機場(chǎng)管理限制。

2  機坪管道腐蝕監檢一體化測試技術(shù)

2.1  PCM檢測技術(shù)

PCM是Pipeline Current Mapper的簡(jiǎn)稱(chēng)，即管中電流法或多頻管中電流法，主要

是測量管道中電流衰減梯度，因此也稱(chēng)為電流梯度法。它是一種通過(guò)分析地下管道中電流的變化來(lái)研究埋地管道防腐層狀況的不開(kāi)挖檢測技術(shù)，既可進(jìn)行管道定位又可用于管道防腐層狀況檢測，解決了以往埋地管道在非開(kāi)挖狀況下無(wú)法檢測的難題。目前多用英國雷迪公司生產(chǎn)的RD-PCM埋地管道外防腐層狀況檢測儀，它主要由一個(gè)便攜式發(fā)射機、掌上型接收機、強磁力儀（磁靴）、A字架（用于精確定位）、可充電式24 V蓄電池、管道檢測數據處理軟件等構成[2-3]。

PCM檢測原理見(jiàn)圖1。電流信號加載在加油栓上，地極接在與土壤接觸的機場(chǎng)燈桿上。對于同一條管道，在管徑、材質(zhì)、土壤環(huán)境不變的情況下，電流在沿管道傳送的過(guò)程中逐漸衰減變化與管道防腐層的絕緣電阻率有關(guān)，電流信號在傳播過(guò)程中呈指數規律緩慢衰減，表明防腐層絕緣性較好；反之，當防腐層存在缺陷時(shí)，電流就會(huì )加速衰減，表明防腐層品質(zhì)較差。

圖1   PCM檢測系統原理

2.2   腐蝕監測技術(shù)

為獲得比較全面的腐蝕信息，應采用兩種或兩種以上的方法輔助監測腐蝕情況，使數據互補。

2.2.1  掛片失重法

掛片失重法是常用的腐蝕監測及實(shí)驗方法[4]。把已知重量的金屬試樣放入腐蝕環(huán)境中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后取出處理并稱(chēng)重，對比試驗前后試樣的質(zhì)量變化，通過(guò)公式計算出平均腐蝕速度。同時(shí)對試樣表面腐蝕產(chǎn)物形貌進(jìn)行觀(guān)察，分析腐蝕產(chǎn)物組成，從而確定腐蝕的主要類(lèi)型，進(jìn)一步推斷腐蝕機理。該方法適用于任何腐蝕介質(zhì)環(huán)境，且試樣和研究對象處于同一腐蝕介質(zhì)中，能夠較真實(shí)地反映材質(zhì)的腐蝕速度，可以直接用來(lái)預測特定部件的使用壽命。不足之處：① 測試所需時(shí)間較長(cháng)；②測試結果是整個(gè)試驗期間平均腐蝕速率，不適用于測定瞬時(shí)腐蝕速率；③不能反映工藝參數變化對腐蝕的即時(shí)影響。

2.2.2  線(xiàn)性極化法

目前最常用的金屬腐蝕快速測試方法之一，又稱(chēng)線(xiàn)性極化電阻法。其基本原理是通過(guò)加入一定的電位使電極極化而產(chǎn)生電極-液體之間的電流，由于該電流與腐蝕電流有關(guān)，而腐蝕電流與腐蝕速度成正比，所以可以直接得出金屬材料的腐蝕速率。

主要優(yōu)點(diǎn)：① 可以測定液相腐蝕環(huán)境的瞬時(shí)腐蝕速度；②可以在線(xiàn)實(shí)時(shí)監測腐蝕率；③使用三個(gè)電極探頭的LPR技術(shù)不但可以給出實(shí)時(shí)監測結果，還可以反映局部腐蝕發(fā)生的趨勢。不足之處：①不適用于氣相腐蝕環(huán)境，只適用于電解質(zhì)溶液中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的場(chǎng)合；②不適合定量測量點(diǎn)蝕、應力腐蝕破裂。

2.3  定點(diǎn)測厚監測技術(shù)

管道測厚采用超聲波測厚儀，屬于無(wú)損檢測，避免了對管道的破壞，同時(shí)操作簡(jiǎn)單，因此成為應用最廣泛的管道腐蝕監測手段之一[5]。通過(guò)對管道進(jìn)行定點(diǎn)測厚，可以有對比、有針對性地摸清管道的腐蝕規律，結合相應的計算機軟件預測管道的使用壽命，使管道的檢修和更換工作更加科學(xué)合理。

腐蝕監測技術(shù)和定點(diǎn)測厚監測技術(shù)均選擇在閥井中進(jìn)行。結合PCM檢測技術(shù)，實(shí)現對機坪管道進(jìn)行腐蝕監檢一體化測試，有利于了解管道的腐蝕現狀，摸清管道的腐蝕規律，從而采取合理有效的防范措施。

3  基于情景分析的機坪管道風(fēng)險評價(jià)

機坪管道風(fēng)險的情景分析[6-8]是在機坪管道事故分析的基礎上，首先對機坪管

道風(fēng)險進(jìn)行情景要素的辨識和分析，并對情景要素進(jìn)行推演分析，獲得情景要素的組合表，同時(shí)利用相應的理論和方法，預測、估計機坪管道風(fēng)險情景未來(lái)發(fā)生和演化的趨勢，最終構建機坪管道風(fēng)險評價(jià)的定量模型。評價(jià)思路如圖2所示。

圖2  基于情景分析的機坪管道風(fēng)險評價(jià)思路

4  實(shí)例應用

采用PCM對SL機場(chǎng)某段機坪管道進(jìn)行防腐層狀況檢測，檢測管段型號Φ 377×11 mm，測試管段為DS120至DS117管線(xiàn)，為無(wú)縫鋼管，外壁防腐層為特加強級環(huán)氧煤瀝青，測試管線(xiàn)位置如圖3所示。

圖3  測試管線(xiàn)位置

測試與評價(jià)參考標準為SY/T 5918—2004《埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復技術(shù)規范》，對應分級標準見(jiàn)表1。

目前，管道外防腐層整體狀況不開(kāi)挖檢測 PCM兩相鄰檢測點(diǎn)間距不大于50 m，高后果區、高風(fēng)險地段加密設置檢測點(diǎn)間距不大于20 m。由于機坪管道檢測難度大，信號干擾強，因此，將兩相鄰檢測點(diǎn)間距定為2~3 m。

防腐層絕緣性能評估采用軟件處理，  DS120至DS117全長(cháng)87 m管線(xiàn)外防腐層評為差級的有3 m，占全長(cháng)的3.4%，評為劣級的84 m，占全長(cháng)的96.6%。DS120至DS117管線(xiàn)風(fēng)險評價(jià)結果為高風(fēng)險。具體結果見(jiàn)表2。

5  結束語(yǔ)

由于目前沒(méi)有針對機坪管道的防腐層評價(jià)分級標準，所以只能借鑒一般埋地鋼質(zhì)管道的評價(jià)標準，評價(jià)準確性還有待進(jìn)一步提高。

機坪管道開(kāi)挖可能性非常小，所以管道檢測后無(wú)法進(jìn)行開(kāi)挖驗證，無(wú)法保證檢測的準確度。

參考文獻

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[3] 劉周，張鵬，彭星煜等.PCM技術(shù)及其在蘭成渝管道上的應用[J].管道技術(shù)與設備，2009(5)：47.

[4] 石鑫.輸油管線(xiàn)硫化腐蝕研究[D].北京：中國石油大學(xué)，2010：19-21.

[5] 胡洋，畢延進(jìn)，劉凱.運行中管道的定點(diǎn)測厚技術(shù)[J].石油化工腐蝕與防護，2003，20(2)：53.

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[8] 張影.基于情景分析的壓力管道個(gè)體風(fēng)險量化模型及方法研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2016：31-36.

作者：劉彥麟，女， 1992年7月生，西南石油大學(xué)油氣儲運工程在讀碩士研究生，主要研究方向為油氣管道安全輸送與完整性管理。

《管道保護》2017年第4期（總第35期）