基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的在用埋地鋼制管道防腐層檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)

王新慧　朱慧宇

【摘要】本文通過(guò)介紹英國(guó)雷迪管道防腐層狀況檢測(cè)儀（PCM）的工作原理，來(lái)分析埋地鋼制管道外防腐層檢測(cè)過(guò)程中需要注意的事宜和相關(guān)的影響因素；同時(shí)運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的知識(shí)從管道失效概率和管道失效后果兩個(gè)方面來(lái)對(duì)在用埋地鋼制管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的埋地鋼制管道檢測(cè)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，得出基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的埋地鋼制管道外防腐層直接檢測(cè)技術(shù)，在實(shí)際檢測(cè)中對(duì)提高埋地鋼制管道的檢測(cè)效率和檢測(cè)精度具有十分重要作用和很好的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】埋地鋼制管道；管道檢測(cè)；防腐層；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的檢驗(yàn)是在充分地綜合了系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)一理論基礎(chǔ)上建立的一種優(yōu)化檢驗(yàn)策略。它運(yùn)用相關(guān)的檢測(cè)手段對(duì)埋地鋼制管道可能失效的部位進(jìn)行檢測(cè)，并綜合多種可能造成埋地鋼制管道失效的因素，再根據(jù)模糊數(shù)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)埋地鋼制管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。而傳統(tǒng)的埋地鋼制管道檢驗(yàn)方法未能將管道的安全性、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性以及可能存在的失效風(fēng)險(xiǎn)有效地結(jié)合起來(lái)，檢驗(yàn)的頻率和程度與受檢管道的風(fēng)險(xiǎn)并不相稱，對(duì)埋地鋼制管道可能失效的位置檢測(cè)沒(méi)有針對(duì)性。

1、管道外防腐層檢測(cè)技術(shù)

目前，對(duì)埋地鋼制管道外防腐層的檢測(cè)方法有很多種，各種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，如何選擇一種較為合理的檢測(cè)方法，使檢測(cè)的定位準(zhǔn)確、精確度高、劣化狀態(tài)得到準(zhǔn)確判定、所需成本最少是檢測(cè)最為關(guān)心的問(wèn)題之一。對(duì)埋地鋼制管道外防腐層和外腐蝕的檢測(cè)，通常利用管道電流檢測(cè)（PCM）評(píng)價(jià)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖核實(shí)等綜合手段，來(lái)分析判斷管道具體腐蝕情況。

當(dāng)管道的防腐層存在破損時(shí)，所加載的電流信號(hào)會(huì)在防腐層破損點(diǎn)處泄漏到土壤，管道破損點(diǎn)與土壤間就會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，在電流衰減率曲線圖上，Y值在該點(diǎn)表現(xiàn)為突然增大。而且距離破損點(diǎn)越近，電勢(shì)差也就越大，此時(shí)在埋設(shè)管道的地面采用“A字架”便可檢測(cè)到這種異常電位，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管道防腐層破損點(diǎn)的精確定位。根據(jù)所測(cè)定的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算各管段外防腐層的絕緣電阻，最后依據(jù)所得出的值，再參照埋地管道外防腐層絕緣電阻的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道防腐層技術(shù)等級(jí)的劃分，從而完成對(duì)管道防腐層整體質(zhì)量狀況的綜合評(píng)估。

2、埋地鋼制管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

埋地鋼質(zhì)管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是一門綜合性的管理技術(shù)，不僅要考慮工程技術(shù)方面的各種影響因素，還需與國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平、社會(huì)保障條件以及有關(guān)安全技術(shù)法規(guī)等密切相關(guān)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)是用來(lái)評(píng)價(jià)管道發(fā)生事故的可能性以及發(fā)生事故后的危害程度。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要內(nèi)容是：

（1）確定導(dǎo)致埋地鋼制管道的風(fēng)險(xiǎn)影響因素，即發(fā)生事故和影響其后果程度的因素。

（2）確定失效可能性，即發(fā)生事故的可能性；

（3）確定事故的失效后果，即事故后果的嚴(yán)重程度；

（4）計(jì)算管道的區(qū)段風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)=失效可能性×失效后果；

（5）確定管道區(qū)段的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段，提出的降險(xiǎn)意見(jiàn)與措施。

3、案例分析

3.1管線基本情況概述

該管線為格爾木煉油廠30萬(wàn)噸甲醇天然氣管道，2006年7月完成管道敷設(shè)工作。管道全長(zhǎng)2.98km，工作壓力3.3MPa，工作溫度常溫，介質(zhì)為凈化天然氣，管道規(guī)格為Φ325×9.0mm、材質(zhì)L210的無(wú)縫鋼管，外防腐層采用瀝青玻璃絲布。全線周圍居民區(qū)，來(lái)往車輛、行人較多，人文活動(dòng)發(fā)達(dá)。

3.2防腐層整體質(zhì)量狀況檢測(cè)

利用電流衰減率評(píng)價(jià)方法對(duì)所該管線的外防腐層整體質(zhì)量狀況進(jìn)行了分級(jí)評(píng)價(jià)，質(zhì)量為一級(jí)防腐層長(zhǎng)度為1780m，占這段總長(zhǎng)的59.73%；質(zhì)量為二級(jí)防腐層長(zhǎng)度為1200m，占這段總長(zhǎng)的40.26%。

3.3管道系統(tǒng)失效可能性評(píng)分

管道失效后果的不同主要是由管道沿線環(huán)境和人口密度決定的。

該管道輸送的介質(zhì)為干凈的天然氣，因此，不需要考慮介質(zhì)的內(nèi)腐蝕，僅需考慮土壤腐蝕。腐蝕方面主要由大氣腐蝕、管道外土壤腐蝕構(gòu)成，土壤腐蝕又包括外防腐及陰極保護(hù)項(xiàng)。該項(xiàng)數(shù)據(jù)是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果及管線相關(guān)資料信息確定。

影響裝置及操作不當(dāng)評(píng)分主要有裝置本體質(zhì)量和功能、維護(hù)保養(yǎng)的規(guī)程及控制等因素。其中，各項(xiàng)評(píng)價(jià)得分是依據(jù)工作人員提供的信息以及資料完整性來(lái)確定，本文選擇的分?jǐn)?shù)相對(duì)保守，因?yàn)榇斯艿姥鼐€的設(shè)備裝置基本相同，此評(píng)分項(xiàng)得分也相同。

本體安全項(xiàng)包括有設(shè)計(jì)、制造、施工及地質(zhì)條件等相關(guān)內(nèi)容。該項(xiàng)評(píng)價(jià)得分是依據(jù)檢測(cè)獲得信息和相關(guān)資料信息確定，對(duì)資料信息不完全及不詳?shù)捻?xiàng)，選擇相對(duì)保守的分?jǐn)?shù)。

3.4失效后果計(jì)算

以3.3節(jié)中的計(jì)算原理計(jì)算出失效后果得分，其中失效后果得分為人員傷亡得分和經(jīng)濟(jì)直接損失得分中的高分值數(shù)，該條管線沒(méi)有無(wú)形損失的得分調(diào)整。

失效后果得分為110.52～145，得分差異較大。失效后果最嚴(yán)重段為3處，它們主要為輸氣站、廠房，公路，這幾處若發(fā)生事故人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重。管線風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)等級(jí)以中等風(fēng)險(xiǎn)為主；風(fēng)險(xiǎn)值較高的區(qū)段多為輸氣站、廠房附近。管道的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)等級(jí)表明同一管道上不同區(qū)段的相對(duì)差別，本條管線的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)以低風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)等級(jí)為主，高風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)等級(jí)主要為輸氣站、廠房附近區(qū)域。

4、結(jié)論

（1）總結(jié)埋地鋼制管道檢驗(yàn)技術(shù)體系框架，它包括管道防腐層等級(jí)檢測(cè)、破損點(diǎn)檢測(cè)等主要環(huán)節(jié)，詳細(xì)論述埋地鋼制管道檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)在各個(gè)環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，為埋地鋼制管道安全運(yùn)行提供參考意見(jiàn)。

（2）通過(guò)介紹管道系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)理論，可知埋地鋼制管道的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的技術(shù)依據(jù)，風(fēng)險(xiǎn)的可接受度是根據(jù)潛在的危險(xiǎn)發(fā)生概率來(lái)確定，從而決定是否有必要進(jìn)行相關(guān)措施。

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作者簡(jiǎn)介

王新慧（1987-），男，甘肅省隴南人，中國(guó)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院壓力管道事業(yè)部人，碩士研究生。