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管道老化修復——管道的評估

2017-08-24 09:51:12 作者：本網整理來源：腐蝕與防護分享至：

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，那些開發專門用于運輸天然氣、石油和精煉石油產品的管道系統大約都始于70多年前，這就導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，但它們會隨著使用年數和其他因素等被削弱。

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

左下圖為：采用直流電壓梯度（DCVG）對天然氣管道進行檢查。照片提供者：JW's Pipeline Integrity Services；下中圖為：用于安裝分布式陽極的鉆機。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。

從二十世紀二十年代開始，管道運營商已經認識到涂料本身是不能為管道提供完完全全的防腐保護，故為了進一步增加管道的防腐性能，他們開始為管道安裝陰極保護（CP）系統。

通過將CP系統與涂層保護聯合使用，可以有效地延長涂層的使用壽命。通常這個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度（能夠致使涂層損壞的電壓要以沒單位厚度V或kV計），可以提供優越的隔離性能。

絕緣涂層的目的是隔離管道的電環境和物理環境，同時降低CP系統保護電流的需求。同時，絕緣涂層還應具有的必要屬性為：耐輸送的流體和產品的腐蝕性、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，它們會漸漸地失去保護特性，如彈性、絕緣強度等，并將出現裂紋或剝落”，Didas解釋道，“同時，隨著時間的增加，管道涂層發生退化，所需的CP電流也要隨之增加”。

管道涂層的評估

通常情況下，管道運營商都會對安裝了CP系統的管道進行“管道密間距電位檢測（簡稱：CIS或CIPS），大約每五年一次，評估管道的性能與標準性能的差異。CIS也可以用來探測涂層缺陷。

管道沒有極化或者極化很小的位置可能已經發生了涂層退化，此時隨著時間的變化電位呈現下降（負移）的趨勢，需要通過增加CP電流來把涂層恢復到防護水平。那些涂層失效的地方似乎沒有什么可用的地面技術可以進一步對其進行測試。

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

DCVG和ACVG檢測可以詳細地評估埋地管道和涂層狀態，對涂層破損進行識別和分類。在這些區域顯示了加裝額外的CP是必要的。

當CP系統在正常輸出運行時，DCVG技術將直流信號用于管道。假使涂層中存在任何缺陷，都會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量獲得。DCVG調查還能夠區分單獨的和連續的涂層損壞。

圖為：在西德克薩斯，陰極保護技術人員正在采用CIS檢查管道。

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

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

那些給出高電導值的特定區域，表明該管道段出現了涂層惡化。計算涂層電導數據是通過在預設的時間間隔點讀數中斷P/S電位和管道電流。當對一段管道的涂層進行評估時，還應該考慮土壤電阻率對涂層電導產生的直接影響。

一旦通過采用地面技術確定了涂層缺陷的位置，就可以進一步通過視覺檢測和電特性檢測評估在服務的管道涂層外部系統的狀態和性能。

管道重新涂層已被證明是一種修復管道涂層惡化的有效方法。當然，重新涂層可能是最昂貴的選項。Didas指出：如今重新油漆的價格已經從125增長到550美元/線性英尺（0.3048米）。重新油漆管道會面臨諸多挑戰，這包括管道挖掘、作業帶（ROW）條件、可能遇到巖石、環境敏感、高度密集或靠近其他管道、環境是否允許、管道操作條件、季節性（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等問題。隨著管道的重新油漆區域的增加，對CP的需求應該重新進行評估，因為CP系統可能需要根據新涂好的管道進行調整或修改。

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責任編輯：殷鵬飛

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