埋地压力管道的检测方法选择及要点

刘凯亮

甘肃省特种设备检验检测研究院 甘肃兰州 730050

就目前来看，我国石油及天然气工程建设规模不断扩大，集输钢质管道建设里程数增长速度更快。为切实保障埋地压力管道运行水平，还需要重点分析管道运输介质存在的各类性质，如易燃易爆、腐蚀、毒害等。为从根本上规避埋地压力管道泄露等问题发生几率，还需要重点做好管道检测工作，注重评估管道运行期间事故发生的可能性与事故潜在后果，制定出专项合理的埋地压力管道检测与运维方案。

1 埋地压力管道检测工作的重要意义

随着社会经济与科技技术发展速度不断加快，各领域生产经营建设，对石油、天然气等资源的需求量日渐提升，为油气管道输送业发展奠定了坚实基础。现阶段埋地压力管道已然成为石油天然气运输中的主要设施，在管道长期运行过程中存在的各类质量问题及安全风险更为突出。为避免此些问题演变成大规模安全事故，还需要采用科学合理的检测方式划分定位区域，分析导致埋地压力管道安全隐患问题的原因，制定出专项可行的管道检验与维护方案，切实延长埋地压力管道运行全寿命周期，控制管道运维成本。

2 埋地压力管道检测法律依据

在埋地压力管道检验工作开展过程中，需要严格遵照中华人民共和国石油天然气管道保护法案，特种设备安全检测条例、压力管道安全管理与监察规定。由于埋地压力管道属于特种设备，需要在投产三年后进行全面检测。依照埋地压力管道设计运行期间的具体情况合理控制检测周期，要求管道检测工作最长不可超过8年。

3 埋地压力管道检测方式及检测要点

3.1 埋地压力管道运行风险

在埋地压力管道检测过程中，检测工作可分为内检测、直接检测与耐压检测三种方式。集中检测又分为管道内腐蚀直接检测、应力腐蚀开裂直接检测、外敷时直接检测。

结合压力管道定期检测规定，在开展压力管道全面检验过程中，需要结合相关资料识别，能够影响管道完整性的各类风险因素。具体来说，此些因素主要体现在以下几个方面：

（1）固有风险因素。在埋地压力管道检测过程中，固有风险主要包括设备制造、安装、改造及维修生产过程中的各类风险缺陷；

（2）时间风险因素。在埋地压力管道长期运行期间出现的内腐蚀、外腐蚀、应力腐蚀开裂等情况；

（3）外力破坏因素[1]。在埋地压力管道实际运行期间遭受到的第三方破坏、外力破坏与误操作情况；

（4）外界风险因素。埋地管道运行过程中存在的潜在风险问题，如外界运行环境异常变化等。在此些风险问题评估过程中，还需要结合相关检测资料进行风险评估调查，选择更加适宜的全面检测方式，依照检测结果制定出专项可行的埋地压力管道运维方案。

3.2 内检测方式及检测要点

在埋地压力管道内检测过程中，内检测工作需要重点使用漏磁检测、超声波检测、涡流检测、射线检测、光学无损检测、导波检测以及清管器内检测方式。

如埋地压力管道运输的介质具有较高腐蚀性，管道自身条件满足一定要求，可配合使用内检测手段。在漏磁检测过程中，检测装置内部磁铁会在管壁全圆周处产生纵向磁回路场。在检测器于管道内部行走时，如果管壁没有缺陷，磁力线将会始终处于管壁内。如果管内壁或外壁存在缺陷问题，磁力线将会穿出管壁，出现漏磁现象。

在内检测方式实际应用过程中，也会存在较多安全及质量隐患问题，导致检测期间的精度与效率无法得到根本上保障。以漏磁内检测技术为例，通过实际调查研究发现，漏磁内检测效率较快，针对出现故障的危险液体及天然气管道，失效原因缺陷未检测到的管道占51%、缺陷特征较低的管道缺陷率占32.3%、错误辨识率占16.7%。

同时，使用漏磁内检测方式的要求较高。如国内漏磁检测的通球应当为8寸以上，管体壁厚应当在18毫米以下。管件以及阀门处应当通径，管道材料必须为铁磁性材料，对管道输送差异具有明显限制。

3.3 内腐蚀直接检测

在埋地压力管道检测工作开展期间，如受到各类因素影响而无法进行内检测工作时，还需要接触模型分析的方式，分析埋地压力管道的凝析烃、凝析水、沉淀物的可能聚集地。借助开挖以及外壁漏磁爬行装置，对管道外壁进行直接检测，以确定管道整体的腐蚀情况。

3.4 外腐蚀直接检测

在埋地压力管道运输介质不具备腐蚀特征的情况下，还可以使用外腐蚀直接检测手段。外部是直接检测工作所需考虑到的因素为输送压力、输送介质、管道规格、外腐蚀种类、周边地区地质条件与水文特征，是否采用了阴极保护措施等因素。

本文以南方地区埋地压力管道检测工作为例，此些地区降雨量丰沛等特征，埋地压力管线敷设期间的地下水位高，受地下水季节性及长期浸泡等因素影响，管道外防腐蚀层受破坏程度更加严重，需要进行专项可行的外腐蚀检测。

如管道使用了阴极保护手段，在外腐蚀层质量较差的情况下，保护电流也会流失，阴极保护水平难以满足埋地压力管道实际运行要求。在此种情况下使用外腐蚀直接检测技术，相关工作人员应当注重统计分析失效管线的位置以及具体分布情况。评估管线阴极保护装置运行效果，依照外腐蚀层检验数据，发现没有达到阴极保护标准的各类管线以及腐蚀活化点。通过查询资料的手段，如弯头材质检验资料、焊缝施工报告与事故维修记录，确定最有可能出现腐蚀情况的埋地压力管道位置，并对此位置进行重点开发与检测。依据开挖检验经验数值，明确造成管道引起保护失效的各类原因，针对此些原因制定出专项可行的解决方案。

如果管道没有施加阴极保护，外层质量较差，还应当在原有基础上增加开挖探坑检验数量，最大限度获取到管体失效样的数据。对实际检验工作中可能发现的各位破损点进行逐步修复，应对修复后的管道运行性能进行全方位检验，确保埋地压力管道能够重新恢复到正常运行效果。

以西北地区盐渍土壤环境为例，该地区降雨量稀少，土壤内部含盐量高、地下水位较低，管道实际腐蚀情况并不严重。如在集输井站、低洼地段，土壤盐分较高，会使管道外层受到严重腐蚀影响。

在针对此地质环境开展埋地管道外腐蚀直接检测工作中，重点关注低洼地区、潮湿地区及地下水位较高区域的重点检测工作。以某条集输钢制埋地压力管道为例，该管道没有进行阴极保护，整体采用了石油沥青防腐工作。通过实际检测发现，管体腐蚀坑超过3.5毫米的缺陷位置共9处，其中六处为探坑腐蚀穿孔。

在城市环境下对钢质埋地压力管道进行集中检测，需要选择适宜的检测手段。由于城镇燃气管道敷设在城区绿化带、人行横道、扩建后的车行道下，上部人员及车辆的荷载力较大，高压电线数量多，对管道运行期间的干扰度较大。受运行环境较为复杂等因素影响，如城市燃气管道的分支多，管道埋设在水泥或沥青混凝土下会严重影响到实际检测水平[2]。不仅如此，燃气管道多见于人口密集地区，如燃气管道出现安全事故，会导致燃气供应中断、周边环境污染严重当恶劣问题，应当进行重点检测。

在埋地压力管道运行时间为3~10年的情况下，管道运行效果最好，管道安全情况较为稳定，但在特殊环境下的管道或管件也会出现失效问题。此类管道过程中，需要着重分析失效管道的分布位置，找寻出容易出现腐蚀情况的管道区，如污水排放管道区、杂散电流干扰区进行重点检测。在实际检测过程中对水泥或者沥青路面进行浇水处理、着重检测学校区、商业区的埋地压力管道检验工作。

在埋地压力管道投入运行时间不足三年的情况下，管道出现的质量问题主要是源于管道安装质量、材料制造缺陷引起。为从根本上保障埋地压力管道建设水平，对管道系统质量与修复安装过程进行全方面管控，确保埋地压力管道能够安全运行。在新建埋地压力管道建设过程中，需要检测工作全面开展。实际检测工作主要包括资料调查、一般性宏观检查、腐蚀防腐系统与非开挖等内容。针对特殊地理位置埋地压力管道以及失效部位管道进行重点检测，收集检测数据，并对管道整体进行全面安全分析。

已经接近年限的埋地压力管道，管道安全性能越来越差，进入到安全事故多发阶段。在针对此类管道进行检测工作中，还需要着重关注沿途分布密度较大的阳极对附近管道外腐蚀层的覆盖及干扰情况，排除埋设阳极对外防腐蚀层损失点的定点干扰。部分管道管体的腐蚀较为严重，可以在实际检测基础上确定其他管道可能存在的管体严重腐蚀问题，最大限度降低安全事故发生几率。部分埋地压力管道由于受到城市化建设影响而被迫改建，还应当对改建的管道进行抽查检测，重点检测管道焊缝、新管段与旧管路连接位置，避免此些位置出现连接度不足、运输介质泄漏等问题。

3.5 埋地压力管道耐压试验

在埋地压力管道内检测或直接检测效果不佳的情况下，还可以使用耐压试验检测方式，要求耐压试验在开展过程中应当符合国家及行业标准。注重对不同埋地压力管道的泄漏数值进行模拟，及时发现存在于管道中的泄漏问题，指定出专项可行的耐压试验标准。

3.6 设置合理的现场监测时间

在检测埋地压力管道外腐蚀情况时，现场监测工作需要沿管道敷设方向徒步进行，依照管道周边地理环境、土壤条件、地下水分布情况等合理制定现场检验制度。注重分析管道敷设地区不同季节降雨量情况，尽量将检测工作设置在降雨量较小的时段，避免降雨对检测结果的质量及效率造成不利影响[3]。

3.7 建立集输钢制管道腐蚀评判模型

收集集输钢制管道运行期间的基础数据，如输送介质性质与介质参数等。分析集输钢质管道运行期间的实际变化情况，明确管道运维其维修重点。做好管道维修记录分析工作，如管道穿孔、人为破坏等情况，为后续管道维护工作提供重要准备。

通过对压力管道腐蚀检测结果进行细致分析，对管道进行定位。结合检测报告内管道埋深检测成果、发现埋设深度小于管道设计深度，分析造成此种现象的原因。评估管道外防腐层运行性能，结合外防腐蚀层破损点检验结果，对防腐蚀层破坏点分布特征进行详细论证，分析导致埋设压力管道破坏问题的各类原因。

分析埋地压力管道壁厚值，绘制出管道剩余平均壁厚检测成果图，对比分析，原始设计壁厚值，确定腐蚀埋地压力管道平均厚度分布情况，确定检测最小壁厚小于管道安全最小壁厚的点，基于此些部位腐蚀程度，分析腐蚀原因，制定出专项可行的防腐对策。

着重关注埋地压力管道的强度值，通过分析管道最小剩余壁厚、危险截面、剩余强度因子等进行强度评价，并对埋地压力管道进行统一的维护以及更换。对管道运行期间的全寿命周期进行预测，如经济寿命、剩余寿命预测等。

4 结语

总而言之，埋地压力管道是我国石油化工行业生产经营建设的重要设施对推动石化行业发展具有重要意义。为延长埋地压力管道运行寿命，需要结合压力管道材质、运行环境、运行介质等因素，选择适宜的管道检测方式，制定出专项可行的管道检测管理机制，切实保障埋地压力管道检验期间的精准性。着重培养检测人员专业技能与职业素养，确保检测人员能够认知到埋地压力管道检验要点，切实保障埋地压力管道检测工作有序开展。