一、綜合參數異常評價法簡介
綜合參數異常評價法是針對埋地管道地面檢測評價的新技術,由教授級高級工程師李永年主持研發,經多年實際應用和改進提高。
1.研究參數
綜合參數異常評價法采用"一體化"的原位檢測技術,并利用綜合參數對被檢測管道進行整體評價。綜合參數異常評價法研究四項參數:
(1) 管體視電阻:是指單位長度管體的軸向歸一化等效電阻,與管材的磁導率和電導率以及管內輸送介質的電阻率有關,實用單位是:歐姆/米。
(2) 防腐保溫層的絕緣電阻:是指單位長度防腐保溫層的橫向歸一化面電阻,實用單位是:歐姆·米2。
(3) 防腐(保溫)層的視電容率:它是指管體與大地之間單位長度上防腐(保溫)介質的歸一化電容; 的實用單位是:微法/米2。
(4) 管道周圍回填土壤介質的視電阻率:一般情況下, 與管道沿線的地面電阻率有所區別,實用單位是:歐姆·米。
2.主要用途
與其它地面檢測方法不同,綜合參數異常評價法(簡稱SPAE)除了檢測防腐保溫層的絕緣電阻以外,還能檢測防腐保溫層的視電容、管體的視電阻以及管道周圍土壤介質的視電阻率。它在埋地鋼質管道不開挖檢測工作中的主要用途是:
(1) 探查管體金屬腐蝕狀況,確定腐蝕活性或陽極傾向點(段)的位置;
(2) 按 SY/T 5918-2004 等有關規定分級評價管道防腐保溫層的防護性能,確定防腐保溫層缺陷(老化、吸水、剝離、破損)和防護失效部位;
(3) 評估管道沿線周圍土壤介質的電阻率變化。
3.適用儀器
只要能準確地測得信號沿管道的衰減系數,原則上,頻率域的檢測儀器都可應用綜合參數異常評價法。為能獲取多個參數,宜采用多頻-低頻(頻率范圍低于1000Hz為好)電磁儀。目前,國內主要使用英國雷迪公司的系列產品,例如RD-PCM、RD-4000、RD400-PDL等。
二、馳騁綜合參數異常評價法數據解釋軟件
馳騁綜合參數異常評價法數據解釋軟件基于"綜合參數異常評價法"的研究成果,在Windows平臺下開發制作,可運行于Windows 9X/ME/2000/XP等操作系統下,具有檢測數據錄入、編輯、預處理、綜合參數(防腐層絕緣電阻和電容率、管體視電阻)解釋、管道腐蝕與防護狀況圖示和報表等多項功能。其特點如下:
◆ 典型的Windows軟件界面風格,功能菜單簡單明了、布局合理;
◆ 檢測數據可在軟件中輸入或由其它編輯軟件按所需格式導入,輸入輸出文件均采用文本格式,編輯修改方便;
◆ 計算所需參數都是常用物理量,容易理解和給定。
◆ 解釋結果圖示按級別不同分色顯示,一目了然。
圖1a 馳騁綜合參數異常評價法數據解釋軟件界面一覽圖
圖1b 馳騁綜合參數異常評價法數據解釋軟件文件格式和報表
三、應用效果
近幾年來,應用方法軟件對大慶、勝利、大港、輪南、彩南、石西等油田,齊魯石化總公司、太原鋼鐵總公司、保定煤氣公司、昆明煤氣公司、天津燃氣公司等企業所屬的管道進行檢測評價,檢測工程量近千公里,檢測結果均經過開挖驗證,取得良好效果。
1.檢測實例
以哈阿外輸油管線的一段實際檢測分析為例,說明管體腐蝕活性的分析解釋過程。
哈阿外輸油管線5050~6900段(圖2),信號加載點為6945(測試樁),發射電流600mA。從圖2上可明顯看出5900~5950段為等效電流下降段,用電位梯度法查明此段存在破損點,經陽極傾向分析,此段為陽極傾向(圖3),在此段以5米點距加密,檢測數據如圖4所示。
圖2 5050~6900段等效電流曲線圖
圖3 陽極傾向分析工作圖(5850~6100段)
圖4 等效電流曲線圖(5900~5950加密段)
圖5 陽極傾向分析工作圖(5900~5950加密段)
經陽極傾向分析,5930~5945段為陽極傾向段,尤其以5935~5940段更為顯著(圖5),計算得出5935~5940段管體視電阻高于背景值。
開挖結果(5929~5936段):夾克嚴重變形,泡沫老化充水,原修補處玻璃棉保溫層充水剝離,5930~5935段管體存在多處嚴重的局部腐蝕(圖14)。與檢測分析結果吻合。
2.檢測評價防腐保溫層缺陷效果
以下是部分開挖驗證情況:
圖6 齊魯石化供排水廠辛店-西夏輸水管線6186米處
評價結果:綜合等級五級。 開挖結果:蝕斑透出防腐層。
圖7 勝利油田孤東輸氣管線14475米處
評價結果:綜合等級三級。
開挖結果:防腐層外觀完好,外層瀝青玻璃布浸水剝離,瀝青有脆化現象,粘接力尚可。
圖8 勝利油田東辛寒柳線小清河測試樁南250米處
評價結果:綜合等級二級。 開挖結果:外防腐層完好,粘接力強。
圖9 勝利油田東辛寒柳線小清河測試樁南320米處
評價結果:綜合等級五級。 開挖結果:瀝青玻璃布嚴重失效,外防腐層與腐蝕產物溶為一體。
圖10 大港油田白1站~板16站輸氣管道340米處
評價結果:綜合等級五級。 開挖結果:防腐層有四處鼓起,脆化,極易剝離。
圖11 勝利油田丁義線8323米處
評價結果:綜合等級五級。
開挖結果:坑中部聚乙烯外殼缺失約50cm,泡沫充水達飽和程度,下部有霉斑。剝開約7米長泡沫黃夾克,破損處東側泡沫塑料粘結力強,西側泡沫塑料易剝離。
3.確定管道腐蝕活性部位效果
以下是部分開挖驗證情況:
圖12 哈阿外輸線1號探坑
評價結果:腐蝕活性區。
開挖結果:管體底部分布大小不等的三處腐蝕(圖8為其之一),腐蝕最寬處為21厘米,蝕坑最深處約為2~3毫米,腐蝕產物主要為黑色或棕黑色層狀堅硬物。
圖13 哈阿外輸線8號探坑
評價結果:腐蝕活性區。
開挖結果:腐蝕產物呈深棕黃-棕紅色,接近管體部位呈棕黑色,板結,易剝離。
圖14 哈阿外輸線5號探坑
評價結果:腐蝕活性區。
開挖結果:夾克嚴重變形,泡沫老化充水,管體存在大面積腐蝕,沿軸向長60cm,環向達30cm,腐蝕產物主要為三氧化二鐵。
圖15 勝利油田丁義線17800米處
評價結果:腐蝕活性區。
開挖結果:腐蝕區長84cm,最寬處35cm,呈長橢圓形,腐蝕嚴重處長68cm,最寬處35cm。腐蝕產物為黑色和暗紅色堅硬物質。
圖16 勝利油田孤東輸氣管線16398~16406段
評價結果:腐蝕活性區。
開挖結果:管頂有腐蝕現象,腐蝕產物呈層狀堆積,以棕黃和黑色為主,夾雜紅棕色和白色。
圖17 大港油田馬西注水398米處
評價結果:腐蝕活性區。
開挖結果:管體腐蝕嚴重。腐蝕產物為黑色和棕色堅硬物質。