管道老化修复——管道的评估
2017-08-24 09:51:12
作者：本网整理 来源：腐蚀与防护
图为正在为老化管道重新涂层。照片提供者：Jeffrey Didas。
目前在美国，那些开发专门用于运输天然气、石油和精炼石油产品的管道系统大约都始于70多年前，这就导致了这些管道采用材料的落后。涂层是防止管道外部腐蚀的主要工具，但它们会随着使用年数和其他因素等被削弱。
上图为：埋地管道涂层发生了剥离和脱落。照片提供者：Jeffrey Didas。
左下图为：采用直流电压梯度（DCVG）对天然气管道进行检查。照片提供者：JW's Pipeline Integrity Services；下中图为：用于安装分布式阳极的钻机。照片提供者：Jeffrey Didas；下右图为：正在为老化的管道重新涂层。照片提供者：Jeffrey Didas。
从二十世纪二十年代开始，管道运营商已经认识到涂料本身是不能为管道提供完完全全的防腐保护，故为了进一步增加管道的防腐性能，他们开始为管道安装阴极保护（CP）系统。
通过将CP系统与涂层保护联合使用，可以有效地延长涂层的使用寿命。通常这个管道涂层是绝缘涂层，可以屏蔽电流。涂层通常都具有较高绝缘强度（能够致使涂层损坏的电压要以没单位厚度V或kV计），可以提供优越的隔离性能。
绝缘涂层的目的是隔离管道的电环境和物理环境，同时降低CP系统保护电流的需求。同时，绝缘涂层还应具有的必要属性为：耐输送的流体和产品的腐蚀性、耐冲击/磨损性、好的附着力和耐阴极剥离性等。
“随着管道涂料老化，它们会渐渐地失去保护特性，如弹性、绝缘强度等，并将出现裂纹或剥落”，Didas解释道，“同时，随着时间的增加，管道涂层发生退化，所需的CP电流也要随之增加”。
管道涂层的评估
通常情况下，管道运营商都会对安装了CP系统的管道进行“管道密间距电位检测（简称：CIS或CIPS），大约每五年一次，评估管道的性能与标准性能的差异。CIS也可以用来探测涂层缺陷。
管道没有极化或者极化很小的位置可能已经发生了涂层退化，此时随着时间的变化电位呈现下降（负移）的趋势，需要通过增加CP电流来把涂层恢复到防护水平。那些涂层失效的地方似乎没有什么可用的地面技术可以进一步对其进行测试。
电位下降的趋势通常是在提示操作员需要进行一个直流电压梯度（DCVG）或交流电电压梯度（ACVG）检测——通过在土壤和管道周围测量电流电压的变化梯度（每单位长度的电压沿导电路径），可以找到涂层破损和腐蚀点。
DCVG和ACVG检测可以详细地评估埋地管道和涂层状态，对涂层破损进行识别和分类。在这些区域显示了加装额外的CP是必要的。
当CP系统在正常输出运行时，DCVG技术将直流信号用于管道。假使涂层中存在任何缺陷，都会使电流通过管道周围的土壤流入管道。那么这些电流在管道上方的土壤中引起的电压梯度，便可以使用电压表测量获得。DCVG调查还能够区分单独的和连续的涂层损坏。
图为：在西德克萨斯，阴极保护技术人员正在采用CIS检查管道。
照片提供者：JW's Pipeline Integrity Services。
保护涂层电导技术6也被用来测量部分地下管道的涂层电导（涂层电阻的倒数），用来确定涂料的一般情况。这个测试方法只适用于那些涂有绝缘涂料的管道。电导测试要在具有显著管/地（P/S）电位和电流的变化存在的情况下应用。
那些给出高电导值的特定区域，表明该管道段出现了涂层恶化。计算涂层电导数据是通过在预设的时间间隔点读数中断P/S电位和管道电流。当对一段管道的涂层进行评估时，还应该考虑土壤电阻率对涂层电导产生的直接影响。
一旦通过采用地面技术确定了涂层缺陷的位置，就可以进一步通过视觉检测和电特性检测评估在服务的管道涂层外部系统的状态和性能。
管道重新涂层已被证明是一种修复管道涂层恶化的有效方法。当然，重新涂层可能是最昂贵的选项。Didas指出：如今重新油漆的价格已经从125增长到550美元/线性英尺（0.3048米）。重新油漆管道会面临诸多挑战，这包括管道挖掘、作业带（ROW）条件、可能遇到岩石、环境敏感、高度密集或靠近其他管道、环境是否允许、管道操作条件、季节性（冬季/夏季）、如何爆破获得开放的表面、移除涂层的处理和土地权等问题。随着管道的重新油漆区域的增加，对CP的需求应该重新进行评估，因为CP系统可能需要根据新涂好的管道进行调整或修改。
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