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銷部；

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(guī)方法。本文提出機坪管道的腐蝕監(jiān)檢一體化測試技術(shù)及基于情景分析的機坪管道風(fēng)險評價思路，并通過選取某機場一段機坪管道進(jìn)行了防腐層檢測與評價，結(jié)果表明該管道具有高風(fēng)險。

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

機場供油管道是一個相對特殊的管網(wǎng)系統(tǒng)，其周圍環(huán)境的特殊性對供油管道的影響巨大。如果沒有合適的控制措施，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)、機場以及社會都會造成巨大不良影響。因此，非常有必要針對機坪管道進(jìn)行風(fēng)險評價[1]。

1  機坪管道腐蝕檢測難點

(1) 管網(wǎng)結(jié)構(gòu)及敷設(shè)環(huán)境復(fù)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) 受機場管理限制。

2  機坪管道腐蝕監(jiān)檢一體化測試技術(shù)

2.1  PCM檢測技術(shù)

PCM是Pipeline Current Mapper的簡稱，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，因此也稱為電流梯度法。它是一種通過分析地下管道中電流的變化來研究埋地管道防腐層狀況的不開挖檢測技術(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挖狀況下無法檢測的難題。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(shù)據(jù)處理軟件等構(gòu)成[2-3]。

PCM檢測原理見圖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)，電流信號在傳播過程中呈指數(shù)規(guī)律緩慢衰減，表明防腐層絕緣性較好；反之，當(dāng)防腐層存在缺陷時，電流就會加速衰減，表明防腐層品質(zhì)較差。

圖1   PCM檢測系統(tǒng)原理

2.2   腐蝕監(jiān)測技術(shù)

為獲得比較全面的腐蝕信息，應(yīng)采用兩種或兩種以上的方法輔助監(jiān)測腐蝕情況，使數(shù)據(jù)互補。

2.2.1  掛片失重法

掛片失重法是常用的腐蝕監(jiān)測及實驗方法[4]。把已知重量的金屬試樣放入腐蝕環(huán)境中，經(jīng)過一段時間后取出處理并稱重，對比試驗前后試樣的質(zhì)量變化，通過公式計算出平均腐蝕速度。同時對試樣表面腐蝕產(chǎn)物形貌進(jìn)行觀察，分析腐蝕產(chǎn)物組成，從而確定腐蝕的主要類型，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，能夠較真實地反映材質(zhì)的腐蝕速度，可以直接用來預(yù)測特定部件的使用壽命。不足之處：① 測試所需時間較長；②測試結(jié)果是整個試驗期間平均腐蝕速率，不適用于測定瞬時腐蝕速率；③不能反映工藝參數(shù)變化對腐蝕的即時影響。

2.2.2  線性極化法

目前最常用的金屬腐蝕快速測試方法之一，又稱線性極化電阻法。其基本原理是通過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：① 可以測定液相腐蝕環(huán)境的瞬時腐蝕速度；②可以在線實時監(jiān)測腐蝕率；③使用三個電極探頭的LPR技術(shù)不但可以給出實時監(jiān)測結(jié)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)腐蝕的場合；②不適合定量測量點蝕、應(yīng)力腐蝕破裂。

2.3  定點測厚監(jiān)測技術(shù)

管道測厚采用超聲波測厚儀，屬于無損檢測，避免了對管道的破壞，同時操作簡單，因此成為應(yīng)用最廣泛的管道腐蝕監(jiān)測手段之一[5]。通過對管道進(jìn)行定點測厚，可以有對比、有針對性地摸清管道的腐蝕規(guī)律，結(jié)合相應(yīng)的計算機軟件預(yù)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(jiān)測技術(shù)和定點測厚監(jiān)測技術(shù)均選擇在閥井中進(jìn)行。結(jié)合PCM檢測技術(shù)，實現(xiàn)對機坪管道進(jìn)行腐蝕監(jiān)檢一體化測試，有利于了解管道的腐蝕現(xiàn)狀，摸清管道的腐蝕規(guī)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

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(chǔ)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，同時利用相應(yīng)的理論和方法，預(yù)測、估計機坪管道風(fēng)險情景未來發(fā)生和演化的趨勢，最終構(gòu)建機坪管道風(fēng)險評價的定量模型。評價思路如圖2所示。

圖2  基于情景分析的機坪管道風(fēng)險評價思路

4  實例應(yīng)用

采用PCM對SL機場某段機坪管道進(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，為無縫鋼管，外壁防腐層為特加強級環(huán)氧煤瀝青，測試管線位置如圖3所示。

圖3  測試管線位置

測試與評價參考標(biāo)準(zhǔn)為SY/T 5918—2004《埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范》，對應(yīng)分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。

目前，管道外防腐層整體狀況不開挖檢測 PCM兩相鄰檢測點間距不大于50 m，高后果區(qū)、高風(fēng)險地段加密設(shè)置檢測點間距不大于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87 m管線外防腐層評為差級的有3 m，占全長的3.4%，評為劣級的84 m，占全長的96.6%。DS120至DS117管線風(fēng)險評價結(jié)果為高風(fēng)險。具體結(jié)果見表2。

5  結(jié)束語

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

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

參考文獻(xiàn)

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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(yīng)用[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2009(5)：47.

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[5] 胡洋，畢延進(jìn)，劉凱.運行中管道的定點測厚技術(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）