管道外腐蚀直接评价技术及应用(Tarim管道队李腾飞)

管道外腐蚀直接评价技术第一部分概述埋地钢质管道在土壤中会发生腐蚀。腐蚀是导致管道失效的主要原因之一。

管道的外防腐系统目前广泛采用防腐层并附加阴极保护的方法进行管道的腐蚀控制。如果存在杂散电流，则可能还需增加排流保护等干扰防护措施。防腐层、阴极保护和干扰防护设施构成了管道的外防腐系统。管道的外防腐系统为什么需要进行检测为避免管道发生腐蚀，必须确保管道外防腐系统始终处于有效状态。要做到这点，需要对管道的外防腐系统进行检测和评价。目的是找出外防腐层、阴极保护系统以及防干扰系统的缺陷并加以修复和改进，以提高管道的完整性，保证管道的安全。外腐蚀直接评价就是主要的检测技术之一。

外腐蚀直接评价外腐蚀直接评价（简称ECDA）是评价外腐蚀对管道完整性影响的一种方法。ECDA按照一个规范化程序，通过外检测手段获取管道外腐蚀及防腐系统的现状信息，并结合开挖检查结果和管道相关资料的收集和分析，对管道外防腐系统提供一个系统而全面的评价。

ECDA检测对象管道外防腐层阴极保护系统相关附属设施缺陷点处的管体管道周边环境干扰防护系统ECDA相关技术标准2002年，美国腐蚀工程师协会（NACE）首先颁布了RP0502-2002《管道外腐蚀直接评价推荐做法》。2006年国内修改采用该标准，形成了SY/T0087.1-2006《埋地钢质管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》标准。2008年，美国腐蚀工程师协会又重新修订了0502-2002标准，由原来的推荐做法上升到了标准做法0502-2008最新版。第二部分检测与评价过程ECDA过程预评价

间接检测直接检查后评价检测结果收集分析现有的数据划分ECDA管段选择检测工具评估ECDA方法的可行性确定是否存在动态直流干扰

预评价阶段的工作收集分析现有的数据现有数据物理信息设计施工腐蚀控制环境数据运行数据调查数据划分ECDA管段管道原始物理特性管道施工因素运行中发现的问题

地面检测方法管段的重要性

自然地理位置

地貌环境特点

土壤类别

采用的外防腐措施

杂散电流情况

需考虑的因素所谓ECDA管段是具有相似物理特性和操作记录并且可使用相同的地面检测工具的一段或几段管道。划分ECDA管段的目的是为了使各具特性的不同管段都得到最准确的检测与评价。地貌环境沙漠戈壁高原

山地水网平原例如自然地理、地貌环境特点选择地面检测工具

检测工具检测对象CIPSACVG，DCVGPearsonACAS带防腐层漏点的管段21，221，2裸管的阳极区管段2333近河流或水下穿越管段2332无套管穿越的管段21，221，2带套管的管段3333短套管2222铺砌路面下的管段3331，2冻土区的管段3331，2相邻金属构筑物的管段21，231，2相邻平行管段31，231，2杂散电流区的管段21，221，2高压交流输电线下管段21，223管道深埋区的管段2222（有限的）湿地区管段21，221，2岩石带/岩礁/岩石回填区的管段3332目前两种工具的组合使用较多。评估ECDA方法可行性防腐层剥离引起的电屏蔽部位、石方区等特殊管段的考虑ECDA确定有无动态杂散电流动态杂散电流ECDA过程预评价

间接检测直接检查后评价检测结果防腐层缺陷检测

腐蚀活性测试

阴极保护有效性检测

交直流干扰检测土壤腐蚀性调查

其它异常检测

间接检测阶段的工作需注意的问题结果分析防腐层缺陷检测

使用地面检测工具（如DCVG、ACVG等）确定管道防腐层存在缺陷的位置和缺陷严重程度。（对于某些管道还需分段测试防腐层绝缘性能），并用另一种适用的地面检测工具进行验证性测试。防腐层缺陷点处还应测量GPS座标和管顶埋深，并做好标记。

现场照片现场照片现场照片现场照片现场照片现场照片现场照片

防腐层缺陷

防腐层缺陷

防腐层缺陷防腐层缺陷腐蚀活性测试

对于发现的防腐层缺陷点通过DCVG等方法判断其是否具有腐蚀活性并确定其类型。

阴极保护有效性检测●管道阴极保护电位；●强制电流阴极保护运行参数；●牺牲阳极阴极保护运行参数；●其它相关设施情况。现场照片现场照片土壤腐蚀性调查

通过测量土壤电阻率评价土壤的腐蚀性，对于已经发现的腐蚀活性点可测试其附近土壤的腐蚀电流密度，或采样分析土壤的腐蚀性。现场照片交直流干扰检测

对可能存在干扰影响的地区进行交、直流干扰检测，查明干扰分布和变化规律，调查干扰来源，评价干扰影响。现场照片现场照片其它异常检测

在上述地面检测中，可能会发现一些意外短路搭接等异常现象，应详细记录并分析原因。

间接检测需要注意的问题在间接检测开始前，应对预评价确定的所有ECDA管段的边界进行确认并作好标记。在间接检测中，要选择足够小的测量间距以满足评价的需要要注意检测现场环境条件的差异对于检测结果的影响。对于同一ECDA管段，其检测作业安排要尽量紧凑，不要间隔太长时间，特别是不要在检测期间有管道的改造施工、阴保状态的调整及较大的土壤环境的变化。间接检测需要注意的问题进行CIPS测试时（CIPS常与DCVG联合测试），要特别注意要在所有影响到所测管段的阴保系统上安装电流同步中断器，否则测试结果会有较大偏差。

在检测中往往要记录位置数据，目前有些测试利用仪器集成的GPS定位功能采集位置数据，有些测试则采用手持GPS采集位置数据，这些不同仪器采集的定位数据之间可能会存在一定差异，因此，在比较不同测试仪器测试结果时要特别注意它们之间的位置偏差，否则会给检测结果的分析带来极大困难。

间接检测结果的分析间接检测结束后，要对测试结果进行分析，给出防腐层缺陷严重程度、阴极保护是否有效、干扰范围和程度等评价结果。

防腐层缺陷间接检测结果的评价指标检测方法轻微中等严重直流电位梯度法（DCVG）电位梯度IR%较小，CP在通／断电时均处于阴极状态电位梯度IR%中等，CP在断电时处于中性状态电位梯度IR%较大，CP在通／断电状态均处于阳极状态音频信号检漏法或交流电位梯度法（ACVG）低电压降中等电压降高电压降密间隔电位法（CIS）通/断电电位轻微负于阴极保护电位准则通/断电电位中等偏离并正于阴极保护电位准则通/断电电位大幅度偏离并正于阴极保护电位准则交流电流衰减法（ACAS）单位长度衰减量小单位长度衰减量中等单位长度衰减量较大确定开挖点的位置

首先对地面检测结果指示的防腐层缺陷点和腐蚀活性点进行排序，根据其严重程度确定缺陷维修的优先顺序，将最可能出现腐蚀活性的区域确定为开挖点。此外，每个ECDA管段还应选择两处用于地面检测有效性检验的开挖检查点。

ECDA过程预评价

间接检测直接检查后评价检测结果确定开挖点的位置

开挖和数据采集

开挖点管道的修复

管道安全评估

腐蚀原因分析

指标修正直接检查阶段的工作确定开挖点的位置

对间接检测结果指示的防腐层缺陷点进行排序，排序时把间接检测的结果与预评价中获取相关数据结合起来综合考虑，需要考虑的因素包括防腐层缺陷尺寸及大小、腐蚀活性、阴极保护状况、交直流干扰情况、土壤环境特征、与其他金属构筑物的关系等因素。根据排序结果确定开挖点的数量和位置。开挖和数据采集●土壤腐蚀性；●防腐层情况；●管体腐蚀情况；●管体剩余强度评价所需数据；●管地电位；●拍摄影像资料。现场照片现场照片现场照片开挖点管道的修复

开挖检查完成后，对在开挖点发现的管体缺陷和扒开的防腐层应立即采取措施进行修复，并恢复地面原貌。

现场照片管道安全评估

目前国内ECDA标准是以全线管道最薄弱危险点部位管壁减薄程度为依据进行评价。管壁减薄程度是综合反映管道腐蚀与防护的各种单项因素对管道安全性的影响，所以评价结果是对外腐蚀导致安全状况的整体评价。管壁减薄程度采用三步评价方法，分别为：最小剩余壁厚评价、危险截面评价和剩余强度评价。（该评价方法只适用于体积型腐蚀缺陷，不适用裂纹缺陷的评价）根据评价结果给出评价等级和维护处理建议。腐蚀原因分析

根据上述评估结果，分析造成管道外腐蚀的主要原因，并确定针对主要原因应采取的维护措施。

指标修正

根据直接检查的评价结果及原因分析，修正间接检测评价指标。通过修正，使间接检测结果与直接检查接近。ECDA过程预评价

间接检测直接检查后评价检测结果确定再次评估的时间间隔评估ECDA过程的有效性反馈后评价阶段的工作确定再评价的时间间隔

再评价时间间隔是开展下一轮ECDA评价的最低时间要求。根据上一阶段对管道安全性的评价结果及管道腐蚀速率、安全裕量、公称壁厚等因素估算管道的剩余寿命，据此确定最大再评价的时间间隔。评价ECDA过程的有效性

在这一评价过程中，要对直接检查结果进行分析，确认此次ECDA过程的有效性。通过跟踪ECDA过程中分级和重排优先次序的数目变化，跟踪ECDA的应用过程，跟踪ECDA的应用结果，从而确认ECDA过程的长期有效性。反馈

每次ECDA评价后，需要归纳反馈ECDA过程中的相关数据和信息，这样可以进一步完善ECDA评价方法。反馈的主要内容包括：对间接检测结果的确认和分类；间接检测的分级评价准则；直接检查中收集的数据；安全评价结果；腐蚀原因分析；周期性再评价的时间安排等。

ECDA过程预评价

间接检测直接检查后评价检测结果ECDA成果检测报告检测数据库检测内容与方法检测数据及分析评价结果建议措施检测结果

PCM+ACVG测试结果检测结果CIPS+DCVG测试结果检测结果交流电位分布曲线检测结果H001交流电位-时间曲线结束语EC