0引言
近年来，随着国内天然气市场需求的迅速增加，油气管道的建设步伐不断加快。截至2021年底，我国油气管道运营总里程已超过17万公里。与之相对应的是，由于油气管道运行工况复杂，不仅承受着来自高强度压力载荷、材料缺陷等内部风险因素影响，还面临着杂散电流、机械伤害等外部安全风险[1]，管道安全运行的形势比以往更加严峻。通过对在役天然气管道开展全面检验，判断管道安全运行的工况条件，对于科学制定管道运行方案、有效避免腐蚀、泄漏等安全事故具有重要意义。
1管道概况及检测内容
某天然气管道全长130km，管道规格Φ508×（7.9～10.3）mm，设计压力6.4MPa，材质为L390螺旋缝埋弧焊钢管，管道防腐为3PE防腐，管道补口采用热收缩套。管道于2015年投产，运行压力为4.4Mpa左右。该管道地处经济发达区域，沿线人口密度大，与铁路、公路、河流、高压线交叉或伴行较多，地貌以平原为主，部分为山区地形。
由于管道运行年限较长，为摸清管道运行状况，针对该管道开展了全面检验，对管道敷设宏观条件、外防腐层状况、交直流电流干扰、阴极保护有效性等情况进行检测，并根据检测结果提出运行和维修建议。
2管道检测实施
2.1外防腐层检测
采用交流电位梯度法(ACVG)进行防腐层地面检漏，初步确定缺陷点位置。同时用交流电流梯度法(ACVA)测出管道PCM电流与埋深，评价管道外防腐层的整体绝缘性能。针对采用ACVG检测出的缺陷，根据管道特征及环境特性，用CIPS/DCVG法进行缺陷的严重性确定，在此基础上对管道外防腐层进行完整、有效性评价。
2.2防腐层绝缘性能检测
采用RD-PCM管道电流检测系统，以管道标志桩为计量单位进行交流电流衰减法(ACVA)测试，对测试管道的外防腐层质量进行了分级。检测结果显示，管道外防腐层的优良率达到99%以上，防腐层绝缘质量总体良好。
2.3交直流电流干扰检测
管道采用外防腐层和外加强制电流的保护措施防止管道腐蚀的发生。但管线上有时会存在着杂散电流，不但会对阴极保护效果产生影响，甚至严重时会加速管线腐蚀。通过对管道的交直流干扰情况进行常规性测试，判断交直流干扰超标地段。对于有明显干扰的地段,采用交流电流密度监测手段确定杂散电流的危害程度[2]。
对管道沿线测试桩进行了交流干扰电压常规测试，共测得交流干扰电压119处。最大交流干扰电压为10.53V，有3处交流干扰电压在6V以上。对4处交流干扰点进行了土壤酸碱性以及土壤电阻率测试，4处管道周围土壤属于近中性，其中3处交流电流密度介于20A/m2—100A/m2之间，管道发生交流腐蚀的几率为中等，1处交流腐蚀密度为125A/m2，土壤电阻率低，腐蚀性强，管道一旦存在防腐层缺陷，就会发生交流腐蚀。随后对该处杂散电流进行静态检测，发现该处管道与高铁伴行，在高铁经过时段内会产生明显电位异常。管道45处直流电位梯度为中等级别，但强度偏低，不需要进行直流排流措施。
2.4阴保有效性检测
采用CIPS/DCVG综合测试法，测量每个检测点Von、Voff、开电压梯度、关电压梯度、距离、采样时间、经度、纬度，根据管道沿线的通电位（Von）和断电位（Voff）对管道沿线的阴极保护水平进行评价。共测试了17469个CIPS/DCVG有效数据，其中，欠保护数据133个，占0.8%，没有发现过保护测试数据。
图1 管道CIPS测试数据
2.5直接检测评价
对22处较严重缺陷点开展了直接开挖检测，对管道外防腐层缺陷、土壤腐蚀性、管体腐蚀状况以及探坑内焊缝、管道阴极保护状况等情况进行现场检测。发现防腐层漏点有15处，其中8处属于阴保连接线外防腐层开裂，7处为管道本体机械划伤，最严重处缺陷最小壁厚仅为5.5mm，另外7处为套管保护穿越管段。
3管道完整性评价
采用ASME B31G标准对管道剩余强度及剩余使用寿命进行评价。依据缺陷长度和深度的尺寸数据，计算得到缺陷处的最大安全压力[3]。根据预估维修比（ERF）判定缺陷的严重程度。通过单点缺陷数据计算ERF，发现所有缺陷点ERF均小于1，即当前运行工况下，缺陷程度是可接受的，不需要立即维修。根据金属损失剩余强度评价结果，结合金属损失的生长速率，利用半生命周期法预测最严重缺陷处管道的剩余寿命为10a。综合考虑本次检测情况及管道检验周期不应超过剩余寿命的一半，建议管道再评价的时间间隔定为5a。
4结论
通过开展管道检测，对管道运行的安全状况有了更为全面的把握，找出了安全方面存在的短板和隐患。整体来讲，在目前操作工况下，该管道允许使用，但以下几点需要重点关注：
（1）防腐层整体质量较好，对于发现的一类防腐层缺陷点，建议立即组织维修；二类缺陷点，建议2年内完成维修；三类缺陷点，需进行密切监控。
（2）对于阴保欠保护地段，可通过增加阴极保护站或增加牺牲阳极保护方式提高阴极保护效果。
（3）存在明显交直流干扰的地段，建议每年测试管道的交直流电位梯度以及交流干扰电压，以及土壤酸碱性以及土壤电阻率，判断该段管线是否会发生交流干扰腐蚀。确认存在中等级别以上交流干扰的管段，需进行排流设计，排流后效果应达到SY/T0032标准要求[4]。
（4）对于发现的管道本体缺陷，应采用B型套筒、碳纤维补强等方式立即开展管道本体修复，恢复管道原有抗压强度。
参考文献：
[1] 杜圆.在役含缺陷压力容器安全评估方法研究[D]。哈尔滨工程大学硕士学位论文，2016：4-6.
[2] 叶远锡，李明.输油管道杂散电流干扰的检测及应对措施[J].腐蚀与防护, 2016，7 (5) :360-363.
[3] 青松铸，范小霞，阳梓杰等.ASME B31G-2012标准在含体积型缺陷管道剩余强度评价中的应用研究[J].安全与管理，2016，36（5）：115-121.
[4] SY-T0032-2016，埋地钢质管道交流排流保护技术标准[S].
作者简介：
万丽芬（1987-），安徽潜山人，女，工程师，大学本科，现主要从事长输天然气管道工程建设及生产运营等工作。
