輸氣管道施工建設(shè)中防腐蝕層的漏點(diǎn)控制

張丙辰,馮春妍,郭 帥,鮑元飛

(1. 北京油氣調(diào)控中心,北京 100007; 2. 中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司,東營 257088;3. 中石油東部管道有限公司,上海 200120; 4. 濟(jì)南港華燃?xì)庥邢薰?萬通燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)有限公司,濟(jì)南 250014)

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輸氣管道施工建設(shè)中防腐蝕層的漏點(diǎn)控制

張丙辰1,馮春妍2,郭 帥3,鮑元飛4

(1. 北京油氣調(diào)控中心,北京 100007; 2. 中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司,東營 257088;3. 中石油東部管道有限公司,上海 200120; 4. 濟(jì)南港華燃?xì)庥邢薰?萬通燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)有限公司,濟(jì)南 250014)

在施工建設(shè)的檢測過程中發(fā)現(xiàn)輸氣管道防腐蝕層漏點(diǎn)有一定的分布規(guī)律。以云南某輸氣管道建設(shè)為例，針對管道沿線的地形地貌、地層條件，以及施工管理方面所實(shí)施的措施進(jìn)行分析，得到云南地區(qū)喀斯特地質(zhì)條件下，施工建設(shè)中的輸氣管道防腐蝕層漏點(diǎn)的分布規(guī)律，以及漏點(diǎn)控制所采用的措施，為在云南咯期特地質(zhì)條件下，輸氣管道施工建設(shè)過程中的防腐蝕層保護(hù)提供建議。

輸氣管道建設(shè)；地質(zhì)條件；防腐蝕層漏點(diǎn)；控制措施

隨著人們對油氣管道安全性要求的提高，對油氣管道防腐蝕層的完整性及漏點(diǎn)檢測的要求也不斷提高。目前人們普遍關(guān)注埋地管道防腐蝕層的質(zhì)量狀況、漏點(diǎn)的位置及產(chǎn)生原因[1-2],但對建設(shè)過程中管道防腐蝕層質(zhì)量的控制及其破損點(diǎn)的分布規(guī)律研究較少，而管道施工建設(shè)過程中對防腐蝕層的保護(hù)也是控制防腐蝕層質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此，研究施工過程中防腐蝕層漏點(diǎn)變化規(guī)律具有現(xiàn)實(shí)的意義。

目前輸氣管道通常采用常溫型三層PE防腐蝕層，并用電火花檢漏儀對焊接完成后已補(bǔ)口補(bǔ)傷的管道進(jìn)行整體的防腐蝕層漏點(diǎn)檢測。本工作依托云南某天然氣管道建設(shè)過程中的防腐蝕層檢漏情況，通過對輸氣管道沿線地質(zhì)條件的分析對比，以及管道沿線防腐蝕層的結(jié)構(gòu)和厚度變化，分析了管道施工過程中防腐蝕層破損點(diǎn)的分布規(guī)律，得到防腐蝕層漏點(diǎn)變化的原因和應(yīng)對措施。

1　防腐蝕層漏點(diǎn)分布

定制的管道在防腐蝕管廠中進(jìn)行涂裝施工，通過嚴(yán)格的自檢、車間檢和出廠檢三級檢驗(yàn)制度，出廠合格率達(dá)到100%。在管道運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的堆管場地時(shí)，采用電火花檢漏儀，通過抽檢確保了管道防腐蝕層的完整性。因此，管道防腐蝕層在安裝施工前是完整的，這為研究在施工過程中管道防腐蝕層漏點(diǎn)的產(chǎn)生原因提供了前提條件。

在輸氣管道施工過程中，管道布管、組對、坡口之后，對管道進(jìn)行焊接[3]，然后對焊口進(jìn)行補(bǔ)口補(bǔ)傷，使用電火花檢漏儀對管道防腐蝕層進(jìn)行整體檢漏，最后對管道進(jìn)行埋設(shè)。

通過輸氣管線每個(gè)樁號間的管線長度和防腐蝕層漏點(diǎn)數(shù)得到每個(gè)樁號間防腐蝕層漏點(diǎn)間的平均距離，平均距離越大，說明防腐蝕層漏點(diǎn)越少，防腐蝕層的完整性也越好。管線1～67號樁之間防腐蝕層漏點(diǎn)的平均距離以及土質(zhì)情況見表1。

表1　各樁號間防腐蝕層漏點(diǎn)的平均間距及土質(zhì)情況

計(jì)算可得,整條管線防腐蝕層漏點(diǎn)間的平均距離為42.66 m。樁號間的土質(zhì)為粉質(zhì)粘土的標(biāo)注為A，表示土壤對管道防腐蝕層傷害程度較低，在理論上防腐蝕層的漏點(diǎn)較少，漏點(diǎn)間的平均距離較大；樁號間的土質(zhì)為灰?guī)r或碎石的標(biāo)注為B，表示土壤對管道防腐蝕層傷害程度較大，在理論上防腐蝕層的漏點(diǎn)較多，漏點(diǎn)間的平均距離較小。

由圖1可見，在粉質(zhì)粘土中，防腐蝕層漏點(diǎn)的數(shù)量較少，漏點(diǎn)間的平均距離大于整條管線上的漏點(diǎn)平均間距；而在土壤條件比較差的灰?guī)r和碎石中，防腐蝕層的數(shù)量比較多，漏點(diǎn)間的距離小于整條管線上的漏點(diǎn)平均間距。同時(shí)可以看出，防腐蝕層漏點(diǎn)的分布并不是隨機(jī)的，防腐蝕層漏點(diǎn)總體呈現(xiàn)集群分布的特點(diǎn)。即在某一段管道上防腐蝕層的漏點(diǎn)比較少，而在另一段管道上防腐蝕層的漏點(diǎn)比較多，漏點(diǎn)分布比較集中。這種防腐蝕層漏點(diǎn)的集群分布與管道所處的地質(zhì)條件及施工條件是息息相關(guān)的。

2　地質(zhì)條件

云南地區(qū)的地質(zhì)條件構(gòu)造復(fù)雜，多數(shù)為喀斯特地形構(gòu)造，為了分析地質(zhì)條件對防腐蝕層漏點(diǎn)的影響，在輸氣管道建設(shè)過程中，對沿線的地質(zhì)地貌條件做了統(tǒng)一的檢測分析，結(jié)果見表2。由表2可見，輸氣管道沿線的地形崎嶇，屬于構(gòu)造溶蝕中低山地地貌，管道建設(shè)難度較大。管道沿線地質(zhì)條件較為復(fù)雜，大多屬于巖土層，灰?guī)r、碎石的比例較大，對輸氣管道外防腐蝕層的傷害也比較大。

根據(jù)表1中每一樁號間的土質(zhì)，以及表2中各樁號間的土石等級，采用打分作圖的方式，定性描述管道所處環(huán)境,見圖2。

表2　輸氣管道沿線的地質(zhì)條件

分值越小，表明土質(zhì)的堅(jiān)硬度越小，土壤越軟，對管道防腐蝕層的傷害也越小，反之亦然。由圖2可見,土質(zhì)情況也具有集群分布的特點(diǎn)，集中在某一段上的土質(zhì)較為疏松柔軟，而另一段土質(zhì)比較堅(jiān)硬。根據(jù)土質(zhì)條件及施工地段的不同，施工時(shí)的管道外防腐蝕層也采用不同結(jié)構(gòu)和厚度。

3　管道外防腐蝕層結(jié)構(gòu)及厚度

本輸氣管道一般路段采用常溫型普通級三層PE防腐蝕層，而敷設(shè)在施工困難的山區(qū)石方、卵石、礫石段的管段,輸氣站場、頂管穿越、二級及以上公路穿越、鐵路穿越以及定向鉆穿越處管道的防腐蝕層采用常溫型加強(qiáng)級三層PE防腐蝕層。各樁號區(qū)間段防腐蝕層等級及厚度統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

結(jié)合表1～3可知，在輸氣管道施工建設(shè)過程中，管道防腐蝕層漏點(diǎn)的產(chǎn)生會受到地形地質(zhì)條件、防腐蝕層等級厚度、現(xiàn)場施工操作等因素的影響。總體而言，防腐蝕層在地質(zhì)條件較差的地段受到傷害的趨勢較大，而較厚的防腐蝕層可以在一定程度上減少防腐蝕層的漏點(diǎn)數(shù)量，但是真正起到?jīng)Q定作用的是管道施工過程中對管道的保護(hù)。對于地質(zhì)條件較差的地段，應(yīng)事先在溝底回填200 mm厚細(xì)土，細(xì)土的最大粒徑不超過10 mm，管道上方及側(cè)方采用細(xì)土或者編織袋土堆砌保護(hù)，規(guī)范的施工可以減少防腐蝕層厚度的需求，節(jié)省建設(shè)成本。

表3　各樁號區(qū)間段防腐蝕層等級統(tǒng)計(jì)

4　結(jié)論

在輸氣管道施工建設(shè)過程中，管道防腐蝕層漏點(diǎn)的產(chǎn)生會受到地形地質(zhì)條件、防腐蝕層等級厚度、現(xiàn)場施工操作等因素的影響，并且漏點(diǎn)呈現(xiàn)集群分布的特點(diǎn)，所以重點(diǎn)地段需要做好防護(hù)工作。對于石方段管溝，應(yīng)事先在溝底回填200 mm厚細(xì)土，細(xì)土的最大粒徑不超過10 mm，管道上方以及側(cè)方采用細(xì)土或者編織袋土堆砌保護(hù)。

防腐蝕層的厚度、地質(zhì)條件的優(yōu)劣并不是防腐蝕層產(chǎn)生大量漏點(diǎn)的直接原因，施工過程中的謹(jǐn)慎規(guī)范施工才能有效地減少防腐蝕層的漏點(diǎn)數(shù)量。因此在選擇管道防腐蝕層厚度時(shí)，除規(guī)范要求的穿越地段需要加強(qiáng)級的防腐蝕層外，普通石方段也可以選用普通級的防腐蝕層，以減少建設(shè)成本。

[1]楊建軍，周軍華，楊曉明,等. 管道外防腐蝕層漏點(diǎn)檢測方法和漏點(diǎn)剖析[J]. 石油工程建設(shè),2012，38(3)：42-43.

[2]張中祥，黃桂柏. 油田埋地管道外防腐蝕層檢測方法研究[C]//中國石油學(xué)會腐蝕與防護(hù)學(xué)術(shù)交流會. [出版地不詳]:[出版者不詳]，2003.

[3]梁國儉. 山區(qū)地段管道敷設(shè)施工方法[J]. 石油工程建設(shè),2002，28(4)：25-26.

Defect Control of Anticorrosive Coating during Gas Pipeline Construction

ZHANG Bing-chen1, FENG Chun-yan2, GUO Shuai3, BAO Yuan-fei4

(1. PetroChina Oil & Gas Pipeline Control Center, Beijing 10007, China；2. Sinopec Petroleum Engineering Corporation, Dongying 257088, Chian；3. Eastern Pipeline Corporation of CNPC, Shanghai 200120, China；4. Wantong Gas Engineering Designing Co., Ltd., Ji′nan Hong Kong and China Gas Co., Ltd., Jinan 250014, China)

During the detection of gas pipeline construction, some regularities appeared in coating defect distribution. Based on the gas pipeline construction in Yunnan, the landform and geological conditions along the pipeline and the measures taken in construction management were analyzed to get the distribution rules of coating defects and the control measures, which could provide proposal for coating protection during gas pipeline construction under the karst landform condition in Yunnan.

gas pipeline construction； geological condition； defect of anticorrosive coating； control measure

10.11973/fsyfh-201601015

2015-01-13

鮑元飛(1988-),助理工程師,碩士,從事油氣儲運(yùn)系統(tǒng)安全及輸氣管道工程管理,15069170922,baoyuanfei_a@163.com

TG174

B

1005-748X(2016)01-0064-04