管道完整性與外腐蝕直接評價(jià)及其相應(yīng)配套技術(shù)

管道完整性與外腐蝕直接評價(jià)及其相應(yīng)配套技術(shù)

PipelineIntegrityandExternalCorrosionDirectAssessment

董紹華博士泰坦尼克號與冰山-完整性預(yù)警失效！風(fēng)險(xiǎn)往往是隱含的！第一部分

管道完整性技術(shù)發(fā)展ILI智能檢測水壓試驗(yàn)直接評估（內(nèi)腐蝕，外腐蝕，應(yīng)力腐蝕）管道完整性技術(shù)工具4完整性技術(shù)發(fā)展-內(nèi)檢測技術(shù)腐蝕檢測器腐蝕漏磁檢測高分辨率檢測器采用而更小更先進(jìn)的霍爾傳感器能檢測管壁上更小的區(qū)域并顯示更加具體的信息。因而，高分辨率設(shè)備更加適合于檢測不規(guī)則管道，相應(yīng)高分辨率設(shè)備所需處理的數(shù)據(jù)量比較大，數(shù)據(jù)處理的過程也更為復(fù)雜。裂紋檢測設(shè)備裂紋檢測設(shè)備EmatscanCD裂紋檢測器，又名電磁聲學(xué)傳感器裝置（EMAT）電磁聲學(xué)傳感器由一個(gè)放置在管道內(nèi)表面的磁場中的線圈構(gòu)成。交變電流通過線圈促使在管壁中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生洛侖茲力（這個(gè)力由磁場控制），它由導(dǎo)致產(chǎn)生超聲波，傳感器的類型和結(jié)構(gòu)決定了所產(chǎn)生的超聲波的類型模式以及超聲波在管壁中傳播的特征.EMAT檢測器EMAT檢測器電磁聲傳感器在在線檢測設(shè)備中的應(yīng)用目前還處于發(fā)展階段；電磁聲傳感器不需要耦合介質(zhì)，可以穩(wěn)定的應(yīng)用于氣體輸送管道。該檢測器的特點(diǎn)是專用于氣管線、無液體耦合的要求、高精度檢測、定位和尺寸。超聲波液體耦合檢測器

超聲波液體耦合檢測器（ULTROSCANCD）液體偶合裝置使超聲脈沖通過一種液體耦合介質(zhì)（油，水等）調(diào)整超聲脈沖的傳播角度，可以在管壁中產(chǎn)生剪切波，在鋼結(jié)構(gòu)管道檢測中，超聲波入射角可以調(diào)整為45度的傳播角，更適合于裂紋缺陷的檢測，長度大于30mm，深度大于1mm的裂紋可以檢測出。環(huán)形漏磁檢測器環(huán)形漏磁檢測器（TRANSCAN）檢測器將管壁四周磁化。大部分裂紋非常緊密，因而不能改變磁力線的方向達(dá)到檢測的可靠性。應(yīng)力集中和裂紋共同作用改變了管壁中磁場的性能，而這種磁力線傳播的改變會使缺陷檢出的可能性增加。在在役管道焊縫中檢測出了裂紋和缺焊，在拉伸測試中檢測出了應(yīng)力腐蝕裂紋。普通軸向漏磁(對環(huán)向缺陷敏感)環(huán)向漏磁(對軸向缺陷敏感)解讀軟件-缺陷點(diǎn)映像圖2002年檢測2009年檢測離線管材檢測技術(shù)世界上超聲波相位陣列（TOFD），加拿大RD-TECH公司技術(shù)，用于環(huán)焊縫缺陷探傷檢驗(yàn)，與傳統(tǒng)的多探頭系統(tǒng)相比靈敏度相同或更高，運(yùn)動部件少，易于移動，檢驗(yàn)效率高。世界上第二代激光管線檢測工具(LPIT)，MarkⅡLPIT采用點(diǎn)激光傳感器，沿管子環(huán)向可掃描103度，傳感器安裝在磁驅(qū)爬行器上，可在管長任意位置以高速率掃描，在任何方位自動傾斜，與CorrosionPro98及RSTRENG結(jié)合，可準(zhǔn)確檢測凹坑、彎曲、鼓脹、焊縫腐蝕，描繪腐蝕區(qū)域彩色形貌，分析腐蝕的重要程度，計(jì)算失效壓力；超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)超聲導(dǎo)波技術(shù)是一種可以代表管道檢測技術(shù)發(fā)展水平的檢測系統(tǒng)，常用于快速檢測難于進(jìn)行內(nèi)檢測管道的內(nèi)部和外部腐蝕及其他缺陷。在直徑為大于或等于2英寸的管道中，超聲導(dǎo)波管道檢測系統(tǒng)使用輕型環(huán)狀傳感器發(fā)射超聲導(dǎo)波，傳播距離可達(dá)100米，軟件程序可分辨管道交叉部分反射波的變化，超聲導(dǎo)波系統(tǒng)可對從傳感器安裝位置的全管體進(jìn)行100%檢測，導(dǎo)波系統(tǒng)發(fā)射扭轉(zhuǎn)波和縱波，使用時(shí)只需清除很小區(qū)域可完成對輸氣和輸油管道的檢測，而不用把管道全部挖開。缺陷評價(jià)的方法主要通過理論與實(shí)驗(yàn)的方法確定下來，一般都采用實(shí)驗(yàn)手段獲得的經(jīng)驗(yàn)公式，體積型缺陷的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)很多，例如ASMEB31.G、DNV-RP-F101BS7910、RESTRENGH、API579等，高級評價(jià)使用ABQUS評價(jià)，滿足工業(yè)評價(jià)需求。完整性評價(jià)-缺陷評價(jià)技術(shù)缺陷評價(jià)方法defectsevaluationmethods(DNV、B31.G、RESTRENG、API579)

Ld/tNOTOKOKxxxxxxxxxDefectAcceptanceCurve缺陷臨界曲線

DNVRPF101acceptancecurveatinspectiontime(2002)(generalcorrosion,PL02)DNV評價(jià)方法2defectsNotOK管道氫致開裂沿晶穿晶斷裂

氫致裂紋擴(kuò)展的位錯(cuò)模型管道氫致開裂過程區(qū)斷裂判據(jù)完整性評價(jià)技術(shù)-ECDA外腐蝕直接評價(jià)法是針對管段上的外腐蝕危險(xiǎn)評價(jià)管段的完整性。該過程將設(shè)施參數(shù)、管道特性的當(dāng)前、歷史的現(xiàn)場檢測和數(shù)據(jù)相結(jié)合。采用無損檢測技術(shù)（一般為地上或間接檢測）對防腐效果進(jìn)行評價(jià)。ECDA要求進(jìn)行直接檢查和評價(jià)。直接檢查和評價(jià)可驗(yàn)證間接檢測確定的管道上現(xiàn)有的和過去的腐蝕位置，ECDA要求進(jìn)行后評價(jià)，以確定腐蝕速率，從而確定檢測時(shí)間間隔，重新評價(jià)效能的量度標(biāo)準(zhǔn)及其當(dāng)前的適用性.DCVGpipelinesurveyMAINTENANCECPSYSTEMSAUDIT每年CP電位對比第一年第二年ICDA內(nèi)腐蝕直接評估技術(shù)內(nèi)腐蝕的直接評價(jià)（ICDA）是一個(gè)評價(jià)通常輸送干氣、但可能短期接觸濕氣或游離水（或其他電解液）的輸氣管道完整性的結(jié)構(gòu)性方法，ICDA可實(shí)施苛刻腐蝕環(huán)境下的評估并提供腐蝕速率評價(jià)，識別出輸送干氣情況下多山地形，描述管道高程棒圖，提出可視化的計(jì)算結(jié)果計(jì)算關(guān)鍵位置，預(yù)測最惡劣情況的腐蝕率。通過多向流模型，可評價(jià)含水量的合理值，并預(yù)測露點(diǎn)。使用精確的腐蝕模型解釋關(guān)鍵參數(shù)的有效性，計(jì)算含水量的臨界點(diǎn)。完整性管理相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管道腐蝕完整性管理技術(shù)文件30ASMEB31.8天然氣輸氣管道與配氣管道系統(tǒng)ASMEB31.8S輸氣管道完整性管理API1160有害液體管道系統(tǒng)的完整性管理NACESP0206干天然氣內(nèi)腐蝕直接評估NACESP0208液體石油管道內(nèi)腐蝕直接評估NACESP0110濕天然氣管道內(nèi)腐蝕直接評估ASMEB31.G確定腐蝕管線剩余強(qiáng)度手冊DNVRPF101腐蝕管道缺陷評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)API579管道安全評價(jià)、幾何機(jī)械損傷評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)SY／T6597鋼質(zhì)管道內(nèi)檢測技術(shù)規(guī)范原則：管線積水部位－腐蝕最危險(xiǎn)部位 存在一個(gè)產(chǎn)生積水的臨界管道傾角θ（實(shí)際傾斜角大于臨界角判斷為發(fā)生聚集，從而易于發(fā)生腐蝕）管道內(nèi)腐蝕直接評估

31ICDA方法的基本理念：最先積水的地方最可能發(fā)生腐蝕ICDA方法的優(yōu)勢：不停輸、費(fèi)用低、變被動為主動ICDA方法的作用：確定高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)確定腐蝕目標(biāo)位置確定監(jiān)測工具放置部位評價(jià)工具輔助智能檢測和靜水壓實(shí)驗(yàn)管道內(nèi)腐蝕直接評估

32多相流動模型管道高程圖氣相溫度、流速隨距離變化臨界傾角α實(shí)際傾角θ比較α

和θθ>α

:積水及高腐蝕風(fēng)險(xiǎn)

概率分析DG-ICDA方法的關(guān)鍵流程管道內(nèi)腐蝕直接評估

33數(shù)據(jù)收集運(yùn)行歷史含水情況規(guī)定長度出口/入口的類型和位置管道埋深、穿跨越情況閥門設(shè)備情況海拔剖面緩蝕劑傾角特征擾動管徑和壁厚脫水方式壓力、操作壓力和最大壓力范圍氣體情況（組成，密度，氣體分子量和壓縮因子）操作壓力范圍內(nèi)的最大和最小流速修復(fù)/維護(hù)數(shù)據(jù)典型操作溫度范圍泄漏/失效位置日產(chǎn)量水壓試驗(yàn)信息清管腐蝕監(jiān)測Step1預(yù)評估管道內(nèi)腐蝕直接評估

34Step2間接評估單相或多相流模型的建立預(yù)測積水最可能發(fā)生的部位確定實(shí)際管道氣體流速計(jì)算管道臨界傾角管道高程圖繪制實(shí)際高程測量與管道埋深選擇測量間距確定管道實(shí)際傾角比較確定高風(fēng)險(xiǎn)部位由上游開始逐一判斷其風(fēng)險(xiǎn)不同輸氣量時(shí)的臨界傾角積水風(fēng)險(xiǎn)無積水35管道內(nèi)腐蝕直接評估

基于管道工藝參數(shù)，NACESP0206-2006標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的流程和模型計(jì)算臨界傾角，具體評價(jià)周期內(nèi)的管道臨界傾角36內(nèi)腐蝕間接評估計(jì)算流程氣體壓縮因子氣體密度操作壓力下的流速表觀氣速臨界角Step3詳細(xì)檢查高風(fēng)險(xiǎn)部位的詳細(xì)檢測；利用超聲測厚確定是否發(fā)生內(nèi)腐蝕通過盡可能的少的開挖量確定管道內(nèi)腐蝕狀況Step4后評估確定ICDA的有效性和適用性比較積液敏感區(qū)、內(nèi)腐蝕敏感區(qū)、實(shí)際發(fā)現(xiàn)的腐蝕位置確定下次評估的間隔37管道內(nèi)腐蝕直接評估

38內(nèi)腐蝕間接評估-區(qū)域算例

評價(jià)系統(tǒng)ICDAICDA評價(jià)結(jié)果不同介質(zhì)、各種管道下的腐蝕速率完整性評價(jià)-地質(zhì)災(zāi)害評估技術(shù)管道地質(zhì)災(zāi)害是指由于自然因素或者人為活動而引發(fā)的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、沉降等與地質(zhì)作用引起管道損傷的災(zāi)害。油氣管道有影響的主要地質(zhì)災(zāi)害有：地質(zhì)斷層、地裂縫、山體崩塌、滑坡、泥石流、黃土濕陷、沖溝、地震、河流沖蝕、采空區(qū)等。地質(zhì)災(zāi)害的評價(jià)技術(shù)包括：地質(zhì)災(zāi)害評價(jià)、預(yù)防與防治建立地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫管線地質(zhì)災(zāi)害完整性評價(jià)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)采空區(qū)評價(jià)滑坡評價(jià)崩落和洪水沖擊飄管評價(jià)管道災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警地質(zhì)災(zāi)害評估專家系統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測系統(tǒng)管道修復(fù)技術(shù)管道修復(fù)技術(shù)包括：焊接維修換管和打磨維修A型套筒和B型套筒復(fù)合材料維修環(huán)氧鋼殼復(fù)合套管技術(shù)夾具\(yùn)維修管卡和維修接頭/接箍維修復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)COMPOSITEMATERIAL-FIBERCARBONREPAIRTECHNOLOGY

夾具環(huán)氧鋼殼修復(fù)技術(shù)Exposywithsleeve

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)riskassessment

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)主要確定：

riskassessmentpayingattentiontofollowas：風(fēng)險(xiǎn)因素Riskfactors風(fēng)險(xiǎn)排序rankrisk高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)Highriskarea人、房屋的安全距離Safetydistanceforhumanandbuilding泄露參數(shù)Leakingfactor后果Aftereffects管道定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)主要體現(xiàn)在事故頻率、事故后果以及風(fēng)險(xiǎn)值的定量計(jì)算上。根據(jù)對風(fēng)險(xiǎn)值的描述方法的不同，可以將管道的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)分為定性的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、定量的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)以及處于二者之間的半定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)由于其評價(jià)結(jié)果最完善、要求數(shù)據(jù)最多、方法最復(fù)雜，成為目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。安全距離Safetydistance風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)工況安全距離1%傷亡安全距離房屋燃燒距離完整性管理平臺GIS技術(shù)

隨著IT技術(shù)的發(fā)展，地理信息GIS系統(tǒng)目前已經(jīng)發(fā)展為數(shù)字管道的載體，其功能不僅僅局限于地理信息與管道數(shù)據(jù)信息的結(jié)合，而逐漸形成具有分析決策功能的完整性管理平臺，如果要使這項(xiàng)IT技術(shù)與管理有效的結(jié)合，則未來的PGIS系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能：（1）數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)模塊（2）應(yīng)急管理系統(tǒng)模塊（3）管道完整性管理系統(tǒng)模塊（4）風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)管理系統(tǒng)模塊（5）管道數(shù)據(jù)管理與評價(jià)智能化系統(tǒng)模塊基于完整性管理的GIS地理信息系統(tǒng)

pipelineGIS

基于管道完整性管理的GIS系統(tǒng)，以系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)，實(shí)施管道的安全評價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、完整性管理、應(yīng)急管理、預(yù)防維護(hù)決策等。5757基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化管道技術(shù)管道儲運(yùn)設(shè)施/線路和站場物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)腐蝕監(jiān)測線路巡檢壓縮機(jī)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測可燃?xì)怏w泄漏監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)線路－物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用站場－物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用管道泄漏監(jiān)測站場安保人員安全監(jiān)測氣象條件監(jiān)測管橋應(yīng)力變化監(jiān)測第三方破壞監(jiān)測……能耗監(jiān)測……第二部分

管道外腐蝕直接評價(jià)及其相應(yīng)配套技術(shù)提綱1）ECDA的目標(biāo)、作用2）ECDA的四個(gè)基本步驟預(yù)評價(jià)（可行性、分區(qū)、工具選擇）間接檢測（檢測結(jié)果分級、合理性檢驗(yàn)）直接檢查（開挖、管體缺陷評價(jià)）再評價(jià)（再評價(jià)時(shí)間、過程有效性）3）部分配套技術(shù)不開挖條件下，涂層檢漏技術(shù)管道最小剩余壁厚的安全評價(jià)技術(shù)腐蝕發(fā)展模型陰極保護(hù)電位有效性評價(jià)ECDA在管道完整性體系中的地位外腐蝕直接評價(jià)(ECDA)內(nèi)腐蝕直接評價(jià)(ICDA)SCC直接評價(jià)其它損傷直接評價(jià)預(yù)評價(jià)間接檢測直接檢查再評價(jià)ECDA的基本步驟

ECDA是一個(gè)不斷發(fā)展的方法。通過成功應(yīng)用，ECDA可以識別并處理已經(jīng)發(fā)生、正在發(fā)生、和將要發(fā)生腐蝕的部位。

ECDA不僅能確定已存在的缺陷，而且可以預(yù)測將會產(chǎn)生的缺陷（位置、大小、性質(zhì)）。持續(xù)和成功應(yīng)用ECDA，意味管道完整性置信度不斷提高（安全狀態(tài)不斷改善）。ECDA的作用和意義預(yù)評價(jià)

（1）收集歷史、當(dāng)前數(shù)據(jù)，確定ECDA是否可行;

（2）選擇間接檢測工具及劃分ECDA區(qū)。間接檢測（1）地面檢測（以涂層漏點(diǎn)為主要目標(biāo)）；（2）檢測結(jié)果的指示和嚴(yán)重性分類；（3）結(jié)果合理性分析（解決不同方法結(jié)果差異、和歷史數(shù)據(jù)是否矛盾等）；

直接檢查

（1）根據(jù)間接檢測數(shù)據(jù)，確定腐蝕熱點(diǎn)位置；（2）對腐蝕熱點(diǎn)進(jìn)行開挖；（3）對暴露管道表面直接檢查測量管壁損失；（4）綜合直接檢查數(shù)據(jù)評價(jià)外部腐蝕對管道的影響。

再評價(jià)（1）計(jì)算剩余壽命、確定再次評價(jià)時(shí)間（2）檢查過程合理性（是否持續(xù)提高、改進(jìn)）。

ECDA數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)間接檢測工具選擇ECDA區(qū)確定結(jié)果使用和解釋材質(zhì)和等級ECDA不適用于非鐵材料不同金屬連接處要特別考慮可能會形成局部腐蝕電池直徑可能影響工具的檢測能力

影響陰極保護(hù)電流和對結(jié)果解釋壁厚

影響臨界缺陷和剩余壽命預(yù)測生產(chǎn)日期

老管道強(qiáng)度普遍較低，影響臨界缺陷和剩余壽命焊縫類型

不同縫區(qū)管道需劃分成單獨(dú)ECDA區(qū)不同焊縫強(qiáng)度影響臨界缺陷尺寸。和腐蝕腐蝕裸管一般情況下不能應(yīng)用ECDA。層管道上的裸管單獨(dú)劃區(qū)可參見特定的ECDA方法有關(guān)管道部分有關(guān)施工的安裝日期

影響涂層老化路線改變/修復(fù)

需單獨(dú)ECDA區(qū)

路線圖/航拍照片

指導(dǎo)ECDA分區(qū)含可用的管道數(shù)據(jù)施工

施工差異需單獨(dú)區(qū)如：回填破壞涂層閥門,龍頭,聯(lián)接,絕緣接頭等位置

消耗陰極保護(hù)電流區(qū)應(yīng)單獨(dú)考慮。影響局部電流流動；和異金屬局部電池；套管部位和施工方法妨礙某些間接檢測工具使用需要單獨(dú)的ECDA區(qū)按臨近區(qū)推斷或用其它評價(jià)方法。彎頭和折皺彎頭的位置

有彎頭的作為單獨(dú)ECDA區(qū)影響涂層老化和局部電流流動。埋深限制間接檢測技術(shù)不同埋深需單獨(dú)分區(qū)影響電流流動。水下；河流穿越限制間接檢測技術(shù)需單獨(dú)ECDA區(qū)改變電流流動。河水中加重物和錨定器位置減少了可用的間接檢測工具可能需要單獨(dú)的ECDA區(qū)可能發(fā)生局部腐蝕，影響結(jié)果。和其它管道、、高壓線等相臨妨礙某些間接檢測方法使用受影響區(qū)域需單獨(dú)ECDA區(qū)影響局部電流和對結(jié)果的解釋土壤/環(huán)境土壤性質(zhì)/類型某些土壤會降低間接檢測技術(shù)的準(zhǔn)確性影響腐蝕發(fā)生；明顯不同的需單獨(dú)ECDA區(qū)用于解釋結(jié)果。影響腐蝕速率和剩余壽命估計(jì)排水狀況

影響腐蝕發(fā)生；明顯不同的需單獨(dú)ECDA區(qū)用于解釋結(jié)果。影響腐蝕速率和剩余壽命估計(jì)地貌巖區(qū)等影響間接檢測（困難或不能用）

土地使用情況（目前和過去）鋪過的路面等會影響間接檢測工具選擇可影響ECDA的應(yīng)用和ECDA區(qū)選擇

凍土影響某些檢測方法使用凍土區(qū)應(yīng)考慮單獨(dú)ECDA區(qū)影響電流流動和對結(jié)果的解釋控制腐蝕CP系統(tǒng)類型，陽極、整流器位置可能影響ECDA工具的選擇

外電流下局部犧牲陽極影響間接檢測。雜散電流源/位置

影響電流流動測試點(diǎn)位置

ECDA分區(qū)時(shí)需要

陰保評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

后期評價(jià)分析陰保維修歷史

指示涂層狀態(tài)對解釋結(jié)果有用無陰保的年份

較難使用ECDA不利評價(jià)腐速和剩余壽命涂層類型－管道高絕緣剝離涂層ECDA難以使用

影響腐蝕起始和管壁損失評估。涂層類型－接頭對造成屏蔽的涂層難以使用ECDA

造成屏蔽的涂層需其它評價(jià)方法涂層狀態(tài)ECDA很難應(yīng)用嚴(yán)重老化的涂層

電流需求

電流增加意味更多管道表面暴露操作數(shù)據(jù)管道運(yùn)行溫度

明顯不同的單獨(dú)分區(qū)影響涂層老化速率操作壓力和波動

影響缺陷臨界尺寸監(jiān)測計(jì)劃（檢漏等）

定義ECDA區(qū)影響預(yù)定的維修、修復(fù)和更換計(jì)劃管道檢查報(bào)告－開挖

定義ECDA區(qū)

維修歷史/記錄影響檢測工具選擇影響ECDA分區(qū)為再評價(jià)提供數(shù)據(jù)泄漏/破裂歷史(外部腐蝕）

說明現(xiàn)有管道狀態(tài)

外部微生物腐蝕（MIC）

加速外部腐蝕速率第三方破壞和頻率

需增加缺陷檢測地面或地表檢測數(shù)據(jù)

對預(yù)評價(jià)和ECDA分區(qū)是必需的水壓試驗(yàn)日期和壓力

影響檢測間隔其它工作－CIS、ILI運(yùn)行等影響ECDA工具選擇

對再評價(jià)提供有用數(shù)據(jù)ECDA可行性ECDA并非對所有管道適用。不適用的情況可能有：（1）缺乏基本的和充足的數(shù)據(jù)（又難以補(bǔ)充）（2）缺乏間接檢測工具（如：瀝青、結(jié)凍或混凝土地面無法地上測量；大石頭或碎石回填區(qū)域；附近有金屬結(jié)構(gòu)干擾區(qū)域；涂層缺陷導(dǎo)致電屏蔽部位等）；（3）無法直接檢查（如：管道不可接近或開挖等）。ECDA不適用時(shí)的對策：（1）改用其它完整性檢測（如：內(nèi)檢測、水壓試驗(yàn)等）；（2）改造管道、調(diào)整結(jié)構(gòu)使之適應(yīng)ECDA。環(huán)境密間隔法（CIS）電流/電壓梯法ACVG，DCVG佩爾遜法Pearson電磁法交流電衰減測量法涂層漏點(diǎn)21，2221，裸管的陽極區(qū)23333河流或水下穿越23322凍土地面下33321，2雜散電流21，2221，2屏蔽的腐蝕熱點(diǎn)33333相鄰的金屬結(jié)構(gòu)21，2321，2附近平行管線31，2321，2高壓交流輸電線下21，2233短套管22222馬路路面下33321，2無套管穿越21，2221，2帶套管管線33333深埋區(qū)22222濕地區(qū)（有限）21，2221，2巖石/巖石回填區(qū)33322

間接檢測工具選擇表注解：1：適用檢測小漏點(diǎn)；2：適用檢測大漏點(diǎn)(〉1in^2)；3：不能使用ECDA分區(qū)原則

將管道劃分成若干ECDA區(qū)，同區(qū)采用相同工具和準(zhǔn)則。劃分ECDA區(qū)的原則可依據(jù)以下考慮（不局限于）：（1）有相同管道物理特性、環(huán)境特性和運(yùn)行特性；（2）有相似腐蝕歷史、及對外部腐蝕的影響因素；（3）可以使用相同的間接檢測工具。ECDA分區(qū)中需說明的問題：（1）應(yīng)對管道中所有管段劃分為ECDA區(qū)；（2）ECDA區(qū)無需連續(xù)。如河流穿越處兩邊條件相似的可劃分為同一區(qū)（穿越段除外）；（3）分區(qū)邊界應(yīng)根據(jù)ECDA結(jié)果進(jìn)行修改和細(xì)化調(diào)整。

工具/環(huán)境輕微中等嚴(yán)重CIS，充氣潮濕土壤通/斷電電位稍高于陰保電位通/斷電位稍低于陰保電位通/斷電位很大低于陰保電位DCVG檢測，相似環(huán)境在通/斷陰極保護(hù)狀態(tài)下具有較低電壓降斷開陰保和/或自然狀態(tài)下有中等電壓降斷開陰保后壓降高和/或呈陽極ACVG或Pearson法，相似環(huán)境低電壓降中等電壓降高的電壓降電磁檢測法低信號損失中等信號損失高信號損失交流電衰減檢測法單位長度衰減增量小單位長度衰減增量中等單位長度衰減增量較大間接檢測結(jié)果的分類（1）間接檢測結(jié)果和歷史數(shù)據(jù)不相符或不能得到合理解釋，應(yīng)當(dāng)采用多種檢測工具來檢測對照。（2）兩種工具結(jié)果不同，又無法解釋差異時(shí)：（A）差異是局部或孤立的，可采用初步直接檢查（開挖）來解決；（B）否則應(yīng)使用第三種檢測方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)比較。（3）如果不能解決差異問題或合理性解釋，應(yīng)重新評價(jià)ECDA可行性。檢測結(jié)果合理性分析檢測工具選擇示例ECDA分區(qū)示例間接檢測流程圖參見配套技術(shù)一：涂層檢漏技術(shù)直接（開挖）測量的內(nèi)容1）對檢測結(jié)果確定開挖優(yōu)先權(quán)或次序；2）確定開挖數(shù)量；3）開挖管道測量涂層及管體缺陷；4）評價(jià)缺陷嚴(yán)重性；5）根原因分析（RootCauseAnalyses）；6）過程評價(jià)。優(yōu)先權(quán)次序立即維修（開挖）計(jì)劃維修（開挖）監(jiān)控不管以往腐蝕狀況，出現(xiàn)接近嚴(yán)重的檢測結(jié)果其余的嚴(yán)重結(jié)果

所有的其余情況個(gè)別嚴(yán)重等級或大量中等等級的檢測結(jié)果并且以往腐蝕為中等其余的中等等級，并且以往腐蝕為中等的中等等級檢測結(jié)果并且以往腐蝕為嚴(yán)重的大量輕微級檢測結(jié)果，并且以往腐蝕為嚴(yán)重。開挖優(yōu)先權(quán)分為三級：立即維修、計(jì)劃維修、監(jiān)控開挖數(shù)量的確定

(1)所有立即維修的缺陷均需要開挖，直接檢查；(2)計(jì)劃維修指示，選擇其最嚴(yán)重的至少開挖一次，首次用ECDA時(shí)，至少需開挖2次；(3)如果計(jì)劃維修處開挖結(jié)果表明腐蝕深度已超出管壁原厚度20%，那么必需再增加1次以上開挖；(4)監(jiān)控等級的缺陷可以不開挖。但如果一個(gè)ECDA區(qū)內(nèi)只出現(xiàn)監(jiān)控等級缺陷，那么也應(yīng)當(dāng)至少開挖一次，初次使用ECDA時(shí)，至少需要2次直接檢查。開挖檢查的數(shù)據(jù)(1)環(huán)境數(shù)據(jù)：管地電位、土壤電阻率、土樣

(2)涂層數(shù)據(jù)：類型和狀況、厚度測量、附著力測量、涂層老化（砂眼、剝離等）描繪、涂層下液體收集和pH值測量

(3)管體數(shù)據(jù)：（去除涂層并清理管道表面）：腐蝕產(chǎn)物收集、缺陷定位、形貌描繪、腐蝕深度和面積測量、與細(xì)菌腐蝕、SCC等腐蝕相關(guān)的證據(jù)收集(4)其他檢查（如：磁粉試驗(yàn)和超聲波探測等）

數(shù)據(jù)收集（1）：去涂層前

開挖前、開挖間、開挖后和涂層除去前，應(yīng)采集數(shù)據(jù)：（1）管地電位的測量（2）土壤電阻率的測量（3）土壤樣品的采集（4）水樣的采集（5）涂層膜下液體pH值的測量（6）照相等資料（7）其它，如：MIC、SCC等需要的分析數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集（2）：涂層、管體（1）涂層類型的確定（2）涂層狀況的評價(jià)（3）涂層厚度的測量（4）涂層附著力的評價(jià)（5）涂層老化的描繪（6）腐蝕產(chǎn)物的數(shù)據(jù)收集（7）腐蝕缺陷的定位（8）腐蝕缺陷形貌的描繪和測量（9）照相等資料管體缺陷評價(jià)

（1）管體缺陷危害可以通過剩余強(qiáng)度計(jì)算來評價(jià)。（2）剩余強(qiáng)度計(jì)算方法包括：ASMEB31G、RSTRENG、DetNorskeVeritas（DNV）StandardRP-F1018。（3）如果剩余強(qiáng)度低于可接受水平，則需要修理或更換。（4）發(fā)現(xiàn)缺陷的整個(gè)ECDA區(qū)，還應(yīng)考慮其它評價(jià)方法，除非根原因分析中表明缺陷是孤立和唯一的。（5）ECDA方法幫助發(fā)現(xiàn)管段上代表性腐蝕缺陷，并不是所有腐蝕缺陷。（6）如果發(fā)現(xiàn)超出允許極限的腐蝕缺陷，應(yīng)假設(shè)在ECDA區(qū)其它位置也會存在同樣缺陷。詳見配套技術(shù)之二：最小壁厚的安全評價(jià)

根原因分析根原因分析（RootCauseAnalyses）（1）確定腐蝕產(chǎn)生根本原因：可能是不充足陰極保護(hù)電流、或以前未發(fā)現(xiàn)的干擾源等其它情況等。（2）根原因分析未能取得明確結(jié)論時(shí)，應(yīng)考慮ECDA方法不適合(如：剝離涂層屏蔽或生物腐蝕等因素),此時(shí)應(yīng)采用其它完整性評價(jià)方法。（3）除非根原因分析表明缺陷是孤立和唯一的，否則應(yīng)當(dāng)合理地假設(shè)在其它ECDA區(qū)位置也會存在同樣缺陷。過程評價(jià)目的：調(diào)整或確認(rèn)原來的優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則和檢測結(jié)果分級準(zhǔn)則(A)優(yōu)先權(quán)調(diào)整比較實(shí)際開挖結(jié)果和按修復(fù)優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則預(yù)測結(jié)果，以實(shí)際結(jié)果為基準(zhǔn)，修正優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則，使之符合實(shí)際情況。(B)檢測指示分級調(diào)整比較實(shí)際開挖結(jié)果和按檢測指示分級準(zhǔn)則預(yù)測結(jié)果，以實(shí)際結(jié)果為基準(zhǔn)，修正原準(zhǔn)則使之符合實(shí)際情況。例如：當(dāng)實(shí)際結(jié)果低于原估計(jì)程度，應(yīng)將原評價(jià)等級下調(diào)一級。(C)維修和更換后的評價(jià)所有立即維修的缺陷在開挖、檢查后應(yīng)當(dāng)修補(bǔ)或更換等。對更換的，以后評價(jià)中可不再考慮該缺陷；對修補(bǔ)的，需根據(jù)隨后間接檢測結(jié)果判定，如有改善，可對該缺陷降一級評價(jià)。

直接檢查流程圖參見配套技術(shù)二腐蝕發(fā)展模型參見配套技術(shù)三安全評價(jià)技術(shù)再評價(jià)步驟內(nèi)容（1）剩余壽命的估計(jì)；（2）再評價(jià)時(shí)間間隔的確定；（3）ECDA有效性評價(jià)；（4）反饋。剩余壽命估計(jì)(A)如果沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕缺陷，不需要進(jìn)行剩余壽命計(jì)算，剩余壽命取作新管線壽命。(B)計(jì)劃維修指示中最大殘余缺陷尺寸看作和開挖點(diǎn)中最嚴(yán)重指示的缺陷尺寸相同。(C)合理估計(jì)腐蝕增長速率?？墒褂脤?shí)際速率或用其它快速評價(jià)方法得到。(D)如缺少其它更精確估計(jì)剩余壽命的方法，可使用以下方程估計(jì)。

C為校正系數(shù)，取0.85（無量綱）；RL為剩余壽命（年）；SM為安全余量（=失效壓力比-操作壓力比）；失效壓力比=計(jì)算失效壓力/屈服壓力（無量綱）；操作壓力比=最大操作壓力/屈服壓力（無量綱）；t為公稱管壁厚度（mm或in.）；GR為腐蝕增長速率（mm/y或in./y）。這種方法是基于腐蝕持續(xù)發(fā)生等假設(shè)，是保守的估計(jì)。

剩余壽命估算公式

采用工程分析法評價(jià)最大缺陷的剩余壽命。如缺少其它方法，可使用以下方程計(jì)算。再評價(jià)時(shí)間間隔計(jì)算1）每個(gè)ECDA區(qū)的最大再評價(jià)時(shí)間間隔應(yīng)取計(jì)算剩余壽命的一半。2）由于腐蝕率不同，不同ECDA區(qū)可有不同再評價(jià)時(shí)間。3）計(jì)劃維修等級的缺陷在下次再評價(jià)時(shí)間前應(yīng)該加以處理。4）從安全角度說，ECDA評價(jià)發(fā)現(xiàn)的所有缺陷中，除其最嚴(yán)重的被立即維修外，所殘余的最大缺陷，按正常速度發(fā)展，在下次評價(jià)前，不會發(fā)展成導(dǎo)致管道失效的大缺陷。ECDA有效性評價(jià)目的：ECDA是否使管道安全性得到持續(xù)提高。準(zhǔn)則：跟蹤狀態(tài)指標(biāo)來衡量管道整體安全程度。方法：每次ECDA評價(jià)均需至少一次隨意地點(diǎn)的直接檢查；首次ECDA時(shí)，需二次直接檢查：選擇地點(diǎn)一次在計(jì)劃維修處，另一次在未檢測地點(diǎn)。如果檢查結(jié)果比ECDA預(yù)計(jì)的更嚴(yán)重，必須調(diào)整評價(jià)方法中的各類準(zhǔn)則，使得管道安全性不斷改善。如果ECDA有效性得不到通過，應(yīng)使用其它完整性評價(jià)方法。狀態(tài)指標(biāo)

狀態(tài)指標(biāo)用來衡量管道整體安全性程度，可采用一下：

(A)反饋信息中再分類和重排優(yōu)先權(quán)的數(shù)目：被調(diào)整比例越來越小，表明建立的準(zhǔn)則越來越可靠。

(B)需開挖的次數(shù)；間接檢測的管道總公里數(shù)；這些數(shù)量增加，表明ECDA的應(yīng)用被越來越廣泛和重視。

(C)立即維修和計(jì)劃維修指示的出現(xiàn)頻率：頻率減小表明管網(wǎng)腐蝕管理水平提高；或監(jiān)測沿管段陰極保護(hù)異常點(diǎn)的頻率。異常點(diǎn)減少表明陰極保護(hù)系統(tǒng)管理在提高。

(D)絕對準(zhǔn)則：下次再評估前，不應(yīng)發(fā)生因外腐蝕造成的管道泄漏和破裂事故，否則表明ECDA有效性有問題。信息反饋

抓住所有反饋信息來改善ECDA，包括：

1）檢測指示重分類和優(yōu)先權(quán)重排；

2）直接檢查中收集數(shù)據(jù)的完整性；

3）剩余強(qiáng)度分析計(jì)算；

4）根原因分析；

5）缺陷修補(bǔ)準(zhǔn)則；

6）ECDA長期有效性評價(jià)準(zhǔn)則；

7）再評價(jià)周期。配套技術(shù)之一：涂層檢漏原理：向管線輸入直流或交流電、磁等信號，然后監(jiān)測這些信號沿管線的變化，獲得涂層漏點(diǎn)信息。特點(diǎn)：地面監(jiān)測，無需開挖。檢測結(jié)果：漏點(diǎn)位置（缺陷定位）；漏點(diǎn)大?。ㄈ毕莘旨墸?；漏點(diǎn)性質(zhì)（缺陷類型）?；痉椒ǎ篊IS法、ACVG法、DCVG法、

Pearson法等。

CIS又稱：密間距電位測量，或管-地電位梯度法

CIS法被測管道缺陷定位又稱：交、直流電位梯度法：原理：將電流信號加于管線，沿管道地表檢測泄漏的信號強(qiáng)度?？蓽?zhǔn)確定位涂層缺陷（±15cm）。裝置：電流斷續(xù)器、電壓表、連接電纜和兩個(gè)硫酸銅電極探針（間距300毫米）。信號：漏點(diǎn)位置出現(xiàn)最大電壓差。ACVG、DCVG法管道目的：確定埋地管線涂層漏點(diǎn)方位。原理：向管線輸加交流信號，沿管線測量兩個(gè)在地面移動的電極電位差。測量時(shí)，發(fā)射器一端連在管線，另一端連在遠(yuǎn)地點(diǎn)，兩個(gè)測量員穿上鋼板捆綁靴子，沿管中心線地面走動，距離6m。當(dāng)靠近漏點(diǎn)時(shí)，會產(chǎn)生信號加強(qiáng)現(xiàn)象。皮爾蓀（Pearson）法

一旦確定涂層漏點(diǎn)位置，其尺寸通過測量從漏點(diǎn)中心到遠(yuǎn)地的電位損失來估計(jì)。這個(gè)電位差占整個(gè)管線電位漂移的百分?jǐn)?shù)（通斷之間電位差，稱為IR降），即：%IR值。例如，DCVG將漏點(diǎn)尺寸按%IR分為四組：（1）1-15％IR：不重要或不需修補(bǔ)的漏點(diǎn)。（2）16-35％IR：如接近地床，建議修補(bǔ)；否則可通過陰極保護(hù)監(jiān)控，防止涂層進(jìn)一步破壞。（3）36-60％IR：需要考慮修補(bǔ)的漏點(diǎn)。（4）61-100％IR：需立即修補(bǔ)的漏點(diǎn)。它們對管線安全構(gòu)成威脅。缺陷大小定級缺陷性質(zhì)分類

在陰極保護(hù)通電和斷電下分別檢測涂層漏點(diǎn)性質(zhì)，可將漏點(diǎn)分為以下四類：

陰極/陰極型，C/C：漏點(diǎn)在陰保下保護(hù)，陰保斷開后能保持極化。一般情況下都不會發(fā)生腐蝕。(B)陰極/中性型，C/N：漏點(diǎn)在陰保下保護(hù)，斷開時(shí)為自然腐蝕。這些漏點(diǎn)在陰保不正常時(shí)才腐蝕。(C)陰極/陽極型，C/A：漏點(diǎn)在陰保下保護(hù)，斷開時(shí)處于腐蝕。這些漏點(diǎn)在陰保正常時(shí)也可能腐蝕。(D)陽極/陽極型，A/A：不管陰保系統(tǒng)是否工作，漏點(diǎn)都不能保護(hù)，是正在發(fā)生腐蝕的熱點(diǎn)。配套技術(shù)之二：腐蝕發(fā)展模型（1）無關(guān)模型

(Insignificantmodel)：腐蝕微不足道，且與時(shí)間無關(guān)。如，完好涂層加陰極保護(hù)條件下的管道。腐蝕受到完全控制。（2）敏感模型

(Susceptibilitymodel)：經(jīng)某段延遲時(shí)間后腐蝕快速發(fā)展，并因偶然因素觸發(fā)造成失效。如：裂紋型腐蝕符合這種模型?？蓹z測臨界參數(shù)，來控制腐蝕。（3）速度模型

(Ratemodel)：腐蝕積累量斷隨時(shí)間而增大。多數(shù)均勻或局部腐蝕屬于這種模型。可通過失效前不斷檢測來建立模型的數(shù)學(xué)形式。

溫度

大氣環(huán)境

涂層縫隙環(huán)境平均腐速標(biāo)準(zhǔn)偏差平均腐速標(biāo)準(zhǔn)偏差<-5℃

不使用*不使用

不使用*不使用-5℃~20℃0.1mm/a0.05mm/a0.434mm/a0.286mm/a20℃~100℃0.3547ln(T)-0.93340.3929ln(T)-1.00930.0067×T+0.3**0.286mm/a更高溫度無數(shù)據(jù)，向?qū)＜易稍儫o數(shù)據(jù)，向?qū)＜易稍兲间撛诖髿夂屯繉酉赂g速度模型*按無關(guān)模型；**溫度20℃~150℃，T為溫度，腐蝕速度單位mm/a

配套技術(shù)之三：壁厚安全評價(jià)

指標(biāo)1Tmm/壁厚>0.9

0.9~0.2≤0.2或Tmm≤2mm2Tmm/Tminn/Tmm>Tminn

其余條件危險(xiǎn)截面超標(biāo)/3RSF//RSF≥0.90.5~0.9RSF<0.5或不降壓//評價(jià)等級IIIAIIBIIIIVAIVBV

評價(jià)條件分為五級，并含處理建議：I：腐蝕很小，不需維修，可繼續(xù)使用II：腐蝕不嚴(yán)重，尚能使用，加強(qiáng)監(jiān)測，安排中、長期的維修計(jì)劃。III：腐蝕較嚴(yán)重，需降壓使用，同樣需加強(qiáng)監(jiān)測。IV：腐蝕嚴(yán)重，需要盡快安排維修：V：腐蝕極嚴(yán)重，視為穿孔，需立即維修或更換。評價(jià)結(jié)果評價(jià)說明第一級：腐蝕深度評價(jià)按實(shí)測最小壁厚Tmm與公稱壁厚的比值分三級：

>0.9腐蝕基本無影響，評為I級

<0.2（或絕對值≤2mm），視為穿孔，評為V級其余的進(jìn)入下級“面積”評價(jià)第二級：腐蝕面積評價(jià)按實(shí)測最小壁厚Tmm與最小允許壁厚Tmin的比值≥1.0，管道是安全的，判為評為II級

按危險(xiǎn)截面最大軸向長s和縱向長c評價(jià)是否超標(biāo)：超標(biāo)：管道不安全，判為評為IV級

不超標(biāo)：進(jìn)入下級“強(qiáng)度”評價(jià)最小允許壁厚式中：P為運(yùn)行壓力；D為管外徑；σ為管材屈服強(qiáng)度。scRt0.90.850.80.750.70.650.60.5λ>20521.751.51.25