在用输油管道外防腐大修技术

在用输油管道外防腐大修技术

郑金凤

中国航空油料有限责任公司福建分公司郑金凤

摘要:本文结合工程实例，介绍在用输油管道外防腐大修中管沟开挖、外防腐层修复、管体腐蚀点修补、阴极保护措施等方面技术应用，有效提高在用输油管道防腐层性能，降低管道腐蚀速度，为相关专业工程提供借鉴。

关键词:输油管道外防腐层阴极保护大修技术

1工程项目概况

1.1在用输油管道现状某机场输油管道全长26.5km，投产于1997年7月，管道采用直缝高频电阻焊钢管，材质为X52，规格为273*6，设计压力1.6MPa。设计埋深0.8m-1.5m，外防腐采用环氧煤沥青玻璃布特加强级（三布六油），厚度≧0.7mm。阴极保护采用牺牲阳极保护，全长仅设15组牺牲阳极，每组设7-9根镁阳极。

大修前，该输油管道因腐蚀出现5次轻微渗漏，均呈现针孔状，对输油管道安全运行影响较大。

1.2管道检测情况

1.2.1大修前，项目单位委托某公司对输油管道全面检测，为管道大修提供相关技术依据。主要检测项目有：管道走向、位置、埋深；管道周围土壤情况，包括酸碱性、电阻率、杂散电流等；管道外防腐层绝缘电阻率情况，并评定级别；管道阴极保护状况。

检测采用英国进口雷迪公司生产的RD-PCM管道检测仪，采用“电流梯度法”原理及防腐专用GDFFWXP检测分析软件，对管道防腐层电阻Rg值计算，依据SY/T5918-94标准，对防腐层进行级别评定。

1.2.2检测主要成果管道走向依据原竣工图修订，管道埋深约1.5—3.5米，局部达4.5-5.5米；管道四周土壤湿度大，呈弱酸性，附近有高压电杆下地段有少量杂散电流存在；管道防腐层一般级以上（含良级、优级）有18km，占68%，差级、劣级有8.5km，占32%，有较大破损的点66处；阴极保护15组中有7组未达到保护电位，达到保护电位的其测试点是牺牲阳极的最高电位点，保护长度仅仅不到30米，可见管道阴极保护已基本失效。

2管道腐蚀控制应注意的问题

2.1输油管道建设时的质量控制

输油管道首先要考虑腐蚀控制问题。在选线过程中,一般比较注重管道的走向、施工难易程度、管道巡线等因素,往往忽视了如何避免管道腐蚀破坏这个因素。

经分析,钢管在防腐前有的已存在硬伤,一般是强力碰撞所致。另外,在对防腐好的管道吊装、运输过程中,用钢丝绳硬勒也会使管道受硬伤。

2.2固定管墩中的管段腐蚀与控制

管道的设计中,在转弯处、管道的穿(跨)越处一般都设有水泥固定墩。由于管道的焊道较多,在水泥固定墩的建设时,防腐质量不高,在管道运行中,水泥固定墩中的管道受伸缩和电位不同的影响,使腐蚀速度高于管道的平均腐蚀速度。

2.3输油管道套管中的管段腐蚀与控制

输油管道不可避免地要穿过沟渠、河流、铁路、公路。上述穿(跨)越段大都采取加套管的方式。输油管道套管中的管段也常发生腐蚀穿孔的事故。

套管段的腐蚀问题,引起了许多国家的普遍关注,为避免套管内输油管道发生腐蚀,美国现行做法是加厚管壁(δ=10~16mm)而不设计套管。对已建成的管段,尚无成熟的办法。对于控制套管段的腐蚀,只有从管道建设或更换管段时采取措施最好。并应注意以下几方面的问题。

(1)在建设时,除对套管进行良好的绝缘外,还必须保证套管中的管道有良好的防腐绝缘层,避免短路。

(2)在套管与管道中间必须安装绝缘支架,使套管壁不能直接压在管道壁上,使管道与管道的环形空间保持均匀。

(3)对套管的两端采用沥青麻刀的密封装置,除要做到密实外,还要在套管的两端用绝缘热缩套进行放水密封,杜绝地下水从套管两侧浸入套管内部。

(4)在套管内的管道上安装牺牲阳极带或在套管与管道的环形空间充填密封材料。

3输油管道外防腐层修复

3.1大修管段确定原则鉴于管道外防腐层较差，以检测成果为依据，差级、劣级连续达100米，即予以开挖修复；对破损点局部开挖修复；此外，还应根据当地政府审批情况、气候特点，尽可能减少雨季施工。

3.2管沟开挖及回填

根据大修项目管道埋深普遍达3米以上情况，管沟开挖采用机械与人工联合开挖方式，以加快施工进度。

1)首先根据检测成果，明确开挖处管道埋深，采用挖掘机沿管道开挖，挖深控制在管道顶面约30cm，宽度适当加大，余下部分采用人工开挖，将人工挖土甩到两侧空地。

2)以确定的大修管段为施工单元，分段施工，每段完成后进行下段施工，防止管道出现大面积悬空。

3)管道四周应挖空不少于40cm，以保证管道旧防腐层铲除及新防腐层涂刷有足够的空间。

4)施工期间，管道最大允许悬空长度不得超过8米，每挖空8米管道应留有2米长支撑土墩。遇有淤泥质土时，应在悬空两端加垫沙袋，沙袋应袋口扎实、袋子牢固。悬空段施工完成回填密实后，再开挖支墩部分施工。

5)管沟开挖应根据不同土质，留有适当的放坡，防止边坡坍塌挤压破坏管道。

6)新防腐层完成后，管道四周应回填沙不小于30cm，采用冲水密实，管道上方不应有大块石块等。

3.3管道清理及补强

1)管道清理。管道挖出后，先将旧防腐层手工铲除干净，残留在管体上的环氧煤沥青、红丹底漆，应采用电动砂纸片轮打磨清除干净，管体除锈要求达ST3级，经报验合格后，涂刷新防腐层。

2)管体腐蚀点补强。坑蚀深度不大于2mm，面积较小，采用逐点堆焊补强；坑蚀深度大于2mm，面积相对集中，采用局部钢板贴补焊加强；坑蚀深度大于2mm，分布面积超过半个圆的管段，应采用2个半圆管段套袖焊接补强。

3.4管道新防腐层涂刷

1)新防腐层涂刷方案。本大修项目地处南方，雨季长，地下水位高，施工期间需要抽水以防止水位漫过管道。为缩短施工时间及防腐层固化期，新防腐层采用环氧防锈底漆一道，厚浆型无溶剂环氧涂料两道，总厚度要求达到250um，涂层绝缘电阻大1万Ω?m2以上。

2)施工要求。施工前，应用粗砂纸人工全面打磨一遍，再用丙酮清洗干净。环氧防锈底漆表干（一般1个小时）后，涂刷第一道厚浆型无溶剂环氧涂料，指干（一般2个小时）后，涂刷第二道厚浆型无溶剂环氧涂料。4小时实干检测合格后，可进行回填沙，回填应注意避免石块或工具碰伤。

3)新旧防腐层应有20cm长度搭接，搭接处旧防腐层表面应用电动砂纸片轮清除干净。新防腐层涂刷期间及实干前，应保证管道不要被地下水漫过。

4管道阴极保护

管道阴极保护是管道外防腐层缺陷的有效补充。本项目考虑原输油管道外防腐层总体情况，沿线埋设牺牲阳极其困难，及管线中间位置还有一道10多米深的山体断裂带的影响，采用外加电流保护站的阴极保护方式。沿线共设3座外加电流保护站，2座为浅埋式，各埋设30组高硅铸铁阳极体；1座为深井式，深井2座，深度30米，各埋设4组含铬高硅铸铁阳极体。3座阴极保护站建成后，经测试，沿线管道保护电位基本达到-0.85v以上，个别点位管道表面电位与土壤自然电位差也达-100mv以上，可以认为管道阴极保护运行有效可靠。

5结束语

本项目大修完成管道外防腐层修复共6.7km，占检测报告中差级、劣级总长的79%，新防腐层经检测达到优良级标准。大修过程中，发现并修复6处管道细微渗漏点，发现深度大于2mm坑蚀点14处，深度小于2mm坑蚀点1100多处，均做相应的补强。3座外加电流保护站建立后，管道阴极保护电位达到规范标准。

本项目通过外防腐层大修及建立阴极保护站，有效提高输油管道的防腐层优良率，管道处在阴极保护下，管道腐蚀得以缓解。输油管道大修后，已安全运行5年，未发生管道渗漏，取得了较好的经济和社会效益，也为南方多雨、地下水位较高地区的类似项目施工，提供有益的探索。

参考文献：

[1]SY/T5918—94，埋地钢质管道沥青防腐层大修技术规定。