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管道外腐蚀检测与数据评价


排水状况
地貌
土地使用情况 铺过的路面等 (目前和过去) 会 影 响 间 接 检 测工具选择 冻土 影响某些检测 方法使用
控制腐蚀 CP系统类型,阳 极、整流器位置
杂散电流源/位置
可能影响ECDA工 具的选择
外电流下局部牺牲 阳 极 影响 间 接检 测 。 影响电流流动
测试点位置
阴保评价标准
ECDA分区时需要 后期评价分析 指示涂层状态
操作数据 管道运行温度
操作压力和波动 监测计划(检漏 等) 管道检查报告- 开挖
明显不同的单 独分区
影响涂层老化速率 影响缺陷临界尺寸
定义ECDA区 定义ECDA区
影响检测工具选 择
影响预定的维修、 修复和更换计划
维修历史/记录
影 响 ECDA 分 区
说明现有管道状 态
为再评价提供数 据
泄漏/破裂历史 (外部腐蚀) 外部微生物腐蚀 (MIC) 第三方破坏和频 率 地面或地表检测 数据 水压试验日期和 压力 其 它 工 作 - CIS 、 影 响 ECDA 工 ILI运行等 具选择
ECDA不适用时的对策:
(1)改用其它完整性检测(如:内检测、水压试验等); 法可行性
ECDA
确定有无动态杂散电流
动态杂散电流
间接检测工具选择表
环境 涂层漏点 裸管的阳极区 河流或水下穿越 冻土地面下 杂散电流 屏蔽的腐蚀热点 相邻的金属结构 附近平行管线
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 干扰防护系统 缺陷点处的管体
内容提纲
1. 基本概述
2. 外腐蚀直接评估标准 3. ECDA评估过程 1.1 预评价(可行性、分区、工具选择) 1.2 间接检测(检测结果分级、合理性检验) 1.3 直接检查(开挖、管体缺陷评价) 1.4 再评价(再评价时间、过程有效性)
基本概述
管道的外防腐系统
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。
形状以及缺陷所处管体的位置,破损处地表电场轮廓线的
描述可通过在其上方的地面上画等压线的方法进行判定。
IR降 %
0-15 15-35 35-70 70-100
严重程度
小部位损伤 中等程度损伤 较大破损 大范围修补
采取的措施
无需修补 可以考虑修补 修补 尽快修补
根据土壤电阻率的不同,电压梯度场的范围将在十几米 到几十米的范围变化。对于较大的涂层缺陷,电流流动会 产生200~500mV的电压梯度,缺陷较小时,也会有50~ 200mV。电压梯度主要在离电场中心较近的区域(0 9m~1 8m)。
PCM 判断原则 1)电流衰减0.07db/m一定有问题 2)0.05-0.07db/m 涂层有问题 3)0.03-0.05 db/m 外敷盖层有问题
防腐层老化: 一级:Rg>10000Ω*M2 基本无变化 二级:5000<Rg<10000Ω*M2 老化轻微,无剥离 三级:3000<Rg<5000Ω*M2 老化较轻,基本完整 四级:1000<Rg<3000Ω*M2 老化严重,有剥离 五级:Rg<1000Ω*M2 老化和剥离
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。
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。
内容提纲
1. 基本概述
2. 外腐蚀直接评估标准 3. ECDA评估过程 1.1 预评价(可行性、分区、工具选择) 1.2 间接检测(检测结果分级、合理性检验) 1.3 直接检查(开挖、管体缺陷评价) 1.4 再评价(再评价时间、过程有效性)
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
预评价 (1)收集历史、当前数据,确定ECDA是否可行; (2)选择间接检测工具及划分ECDA区。 间接检测 (1)地面检测(以涂层漏点为主要目标); (2)检测结果的指示和严重性分类; ( 3 )结果合理性分析(解决不同方法结果差异、和历史 数据是否矛盾等); 直接检查 (1)根据间接检测数据,确定腐蚀热点位置; (2)对腐蚀热点进行开挖; (3)对暴露管道表面直接检查测量管壁损失; (4)综合直接检查数据评价外部腐蚀对管道的影响。 再评价 (1)计算剩余寿命、确定再次评价时间 (2)检查过程合理性(是否持续提高、改进)。
电磁法 pcm 1,2 3 2 2 2 3 2 2 3 2 2 2 3 2 2 2
交变电流衰减 测量法CACS
1,2 3 2 1,2 1,2 3 1,2 1,2 3 2 1,2 1,2 3 2 1,2 2
短套管 马路路面下 无套管穿越 带套管管线 深埋区 湿地区(有限) 岩石/岩石回填区
注解:1:适用检测小漏点;2:适用检测大漏点(〉1 in^2);3:不能使用
DCVG检测时主要通过检测地面的电压梯度从而判断管道防腐层 缺陷。根据DCVG检测原理,一般电压梯度小于50mV,则管道防腐层 无破损等缺陷,当管道的电压梯度大于50mV,则管道外防腐涂层可能 存在缺陷。由于实测管道距离较长,实测DCVG数据多,采用实测数 据与标准电压梯度相比较判断缺陷工作量十分大,而实际检测过程中 由于检测位置的变化,检测的DCVG电压梯度变化较大,为方便判断, 对DCVG数据进行转换并定义了一个标准电压V1标准 V1标准= 50mV-V实对值 当V1标准≥0时,在防腐层基本无缺陷; 当V1标准<0,则防腐层很可能存在缺陷。
加速外部腐蚀速率
需增加缺陷检测
对预评价和 ECDA 分区是必需的
影响检测间隔
对再评价提供有 用数据
ECDA可行性
ECDA并非对所有管道适用。不适用的情况可能有:
(1)缺乏基本的和充足的数据(又难以补充)
(2)缺乏间接检测工具(如:沥青、结冻或混凝土地面无 法地上测量;大石头或碎石回填区域;附近有金属结构干扰 区域;涂层缺陷导致电屏蔽部位等); (3)无法直接检查(如:管道不可接近或开挖等)。
DCVG判断: 管道防腐层缺陷面积的大小可通过IR%算获得,IR%
越大,阴极保护的程度越低,因而,管道防腐层破损面积
越大,IR%的值越大。在实际检测过程中,由于IR%值还 与破损点的深度和土壤电阻率等因素有关,所以只能近似 地表示为管道破损面积的大小。 埋地管道防腐层缺陷处地表电场的描述可确定缺陷的
1200 1000 800 600 400 200 0
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171
系列1 系列2
ECDA分区原则
将管道划分成若干ECDA区,同区采用相同工具和准则。 划分ECDA区的原则可依据以下考虑(不局限于): (1)有相同管道物理特性、环境特性和运行特性; (2)有相似腐蚀历史、及对外部腐蚀的影响因素; (3)可以使用相同的间接检测工具。 ECDA分区中需说明的问题:
需单独ECDA区 可能需要单独的 ECDA区 受影响区域需单 独ECDA区
减少了可用的间 接检测工具 妨碍某些间接检 测方法使用
土壤/环境 土壤性质/类型 某些土壤会降 低间接检测技 术的准确性 影响腐蚀发生; 用于解释结果。 明显不同的需 影响腐蚀速率和 单独ECDA区 剩余寿命估计 影响腐蚀发生; 用于解释结果。 明显不同的需 影响腐蚀速率和 单独ECDA区 剩余寿命估计 岩区等影响间 接检测(困难 或不能用) 可 影 响 ECDA 的 应 用 和 ECDA 区 选择 冻土区应考虑 单独ECDA区 影响电流流动和 对结果的解释
高压交流输电线下
密间隔法 (CIS) 电流/电压梯 法
ACVG,DCVG
皮尔逊法 Pearson
2 2 2 3 2 3 2 3 2 2 3 2 3 2 2 3
1,2 3 3 3 1,2 3 1,2 1,2 1,2 2 3 1,2 3 2 1,2 3
2 3 3 3 2 3 3 3 2 2 3 2 3 2 2 3
较难使用ECDA
高绝缘剥离涂层 ECDA难以使用
阴保维修历史
无阴保的年份
对解释结果有用
不利评价腐速和剩 余寿命
涂层类型-管道
涂层类型-接头 涂层状态 电流需求
影响腐蚀起始和 管壁损失评估。
造成屏蔽的涂层 需其它评价方法
对造成屏蔽的涂 层难以使用ECDA ECDA很难应用严 重老化的涂层
电流增加意味更 多管道表面暴露
消耗阴极保护电 影响局部电流流动; 流区应单独考虑。 和异金属局部电池; 妨碍某些间接检 测工具使用 需 要 单 独 的 ECDA区 有弯头的作为单 独ECDA区
不同埋深需单独分 区
限制间接检测技术
限制间接检测技术
按临近区推断或用 其它评价方法。 影响涂层老化和局 部电流流动。 影响电流流动。 改变电流流动。 可能发生局部腐蚀, 影响结果。 影响局部电流和对 结果的解释
相关附属设施 管道周边环境
内容提纲
1. 基本概述
2. 外腐蚀直接评估标准 3. ECDA评估过程 1.1 预评价(可行性、分区、工具选择) 1.2 间接检测(检测结果分级、合理性检验) 1.3 直接检查(开挖、管体缺陷评价) 1.4 再评价(再评价时间、过程有效性)
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