天然氣管道全面檢驗技術概述

引言：天然氣管道全面檢驗作為保證天然氣管網安全運行的技術性評估具有非常重要的作用和意義。本文從一般性宏觀檢查、管道外覆蓋層檢測兩個大方面對天然氣管道全面檢驗技術進行了較為全面的概括。

按照《特種設備安全監察條例》、《壓力管道安全管理與監察規定》、《壓力管道定期檢驗規則》（TSG D7004-2010）、《埋地管道腐蝕防護工程檢驗》GB/T19285-2003的有關規定相關法規的要求，管道投入使用三年應該進行首次全面檢驗，主要包括資料審查分析、宏觀檢查、出入地段檢查、重要穿越段開挖檢查。

一、一般性宏觀檢驗

（一）宏觀檢查的重點部位與管段

應當根據相關的數據進行綜合評價，確定事故容易發生的位置以及發生事故造成嚴重后果的位置，重點對下列管道或者位置進行檢查：

1.穿跨越管道。

2.通過宏觀檢查發現的管道出土、入土點、管道分支處、管道敷設時位置較低點的管道，以及位于排污管下或者其他液體管道下的管道。

3.曾經發生過影響管道安全運行的嚴重泄漏和嚴重事故的管道。

4.工作條件苛刻及承受交變載荷的管道。

5.存在第三方破壞的管道。

6.通過宏觀檢查發現的曾經為非機動車道或者綠化帶改為機動車道的、經過空穴（地下室）的管道。

7.位于變坡等位置的管道。

（二）宏觀檢查的主要項目和內容

1.泄漏檢查，主要檢查管道穿跨越段、閥門、法蘭、凝水缸、補償器、套管等組成件的泄漏情況。

2.位置與走向檢查。

3.地面標志檢查。

4.管道沿線地表環境調查。

5.穿跨越管道檢查，主要檢查穿越管道錨固墩、套管檢查孔的完好情況，跨越管道防腐層、補償器完好情況，吊索、支架、管子墩架的變形、腐蝕情況。

6.凝水缸檢查，主要檢查定期排放積水情況，檢查凝水缸護罩（或護井）、排水裝置的泄漏、腐蝕和堵塞情況以及堆積物。

7.線路閥門、法蘭、補償器等管道元件的檢查。

8.檢查人員認為有必要的其他檢查。

二、管道外覆蓋層狀況檢測與評價

外防腐層是確保管道不產生腐蝕的第一道屏障，是最重要的防護措施。按照規范和標準的要求，應進行防腐層地面檢漏、絕緣性能整體狀況測試和評估，同時也可對位置埋深與走向進行調查。

（一）位置、埋深和走向的檢測與調查

檢測管道位置、埋深和走向是否符合安全技術規范和現行國家標準的要求。埋深檢測時一般以50米為1個測點，對局部重要地區進行加密檢測以確定是否滿足要求，并繪制管道埋深分布圖。如果甲方能提供關于管道走向、埋深的資料，我們將在驗證其準確性的基礎上予以認同。

（二）管道外防腐層狀況非開挖檢測評價

從電化學腐蝕原理上講，外覆蓋層是為了增大宏觀原電池腐蝕電流回路中的電阻，從而減小腐蝕電流，達到保護金屬管體的目的。由于外蓋層的安裝質量、運行過程中的自然老化、第三方破壞，外覆蓋層整體質量會有所下降。因而需經過檢測確定出管道外覆蓋層的整體狀況、破損點大小與嚴重程度、破損點的分布、電流衰減曲線。根據外覆蓋層的檢測結果，按照NACE TM0102-2002，對外覆蓋層進行評價并分級，提出維修維護處理措施。

非開挖檢測采用交流電流衰減（PCM）法進行，根據NACE RP0502所提原則劃分出相應的檢測段，然后進行相關非開挖檢測工作，并以電流衰減率Y（DB/米）、破損點分布密度對外覆蓋層的整體性能進行評估。檢測時，采用50米間距（局部管段加密）進行防腐層電流衰減測試。防腐層破損點采用ACVG方法（PCM+A支架）進行檢測與定位，擬5米測量一點。

（三）管線腐蝕環境調查

通過對下述項目的檢測，評價管線沿線的腐蝕環境狀況。

1.土壤電阻率測試

土壤電阻率是土壤腐蝕性的一項基本指標，這項參數能夠判斷未開發地域的土壤腐蝕性嚴重程度，對管道敷設環境土壤腐蝕性強弱程度也具有重要的指導意義。根據管道沿線的環境情況，有針對性的測試管道經過地區的土壤電阻率。測試位置主要包括沿線加電點、開挖坑檢點、可能具有腐蝕傾向的重要地段等，每5公里測試1處土壤電阻率。

2.腐蝕速率檢測

腐蝕速率檢測擬采用MICROCOR技術，它綜合了E/R適用范圍廣和LPR法響應速度快的優點，是一種用于腐蝕過程監測、腐蝕過程控制、緩沖劑效應評價的理想技術，每5公里測試1處土壤腐蝕速率。

3.土壤理化分析

選取一定數量的土壤樣本進行土壤理化分析，所需分析的理化指標有：PH值、硫酸鹽、氯離子、碳酸鹽、硫化物、氯化物、總堿度等內容。選取20處樣本進行土壤理化指標的分析檢測。

4.雜散電流測試

針對管線不同地段的情況，沿線測試重要區段點，特別是有明顯干擾源的區域，如變壓器入地點、穿跨越鐵路與公路、與鐵路公路近距離并行段的抽查、高壓線跨越處、有管道交叉的區域等。

（四）管體腐蝕狀況檢測

1.管體腐蝕狀況的導波檢測

低頻長距超聲波檢測技術（導波）是由TWI率先提出的解決長距離管道金屬損失檢測這一難題的方案，是目前世界先進的管道腐蝕檢測NDT技術，在美國、英國、德國等國家均得到了廣泛的應用，檢測效果良好。中國特檢院的TELETEST導波儀采用多模技術，該設備在同一個位置發射和接收低頻超聲波，能對被檢測到的金屬損失的范圍和環向方位進行判斷，適用于管體的內外金屬腐蝕與沖蝕等缺陷的檢測。典型情況下管道檢測范圍：氣體介質約20～60米，能夠檢測出管道截面損失量的3%，完全可靠的檢測出截面積9%的缺陷，并可進行精確定位。與常規檢測方法的不同是常規檢測通常都是單個點檢測，而導波能夠進行連續的檢測。該儀器對于長距離的直管段的檢測效率和效果較好。因此，采用TELETEST導波儀對部分段進行管體內外腐蝕的檢測，以提高缺陷檢出率和檢驗效率，檢測時可以不停輸，不去除防腐涂層（保溫）。

2.探坑直接檢驗檢測

為確保管道安全運行，就必須對管道一些薄弱環節進行重點檢驗，其中包括關鍵地段的管段、以及非開挖檢測發現有明顯問題的管段，如：腐蝕防護系統狀況有問題的管段、腐蝕環境較為嚴重的管段、應力較大的點、風險因子或失效可能性較大的管段是管體腐蝕檢測的重點。

探坑的選擇原則除需考慮上述因素外，更應結合相關的檢測數據及分析結果，包括：腐蝕防護系統檢驗評價結果、風險評估結果、應力分析結果、一般性宏觀檢驗結果等。綜合考慮上述因素后，在探坑總量一定的情況下，合理布置探坑位置將更有助于摸清管道安全狀況，消除管道運行安全隱患。管體缺陷的檢測擬采用探坑檢測結合露管段直接檢測進行。

探坑檢測和露管段直接檢測內容：外覆蓋層性能檢測、管段結構與焊縫外觀檢查、管體壁厚測量、焊縫硬度測試、管體外壁腐蝕狀況檢測、管地電位近參比測試。

（1）開挖坑的要求。開挖坑長度約為1.5m～2.5m，使管道沿長度方向位于探坑正中，管道兩側凈寬各為0.5米，同時，管道底部掏空約0.5米。對地下水位較高的地區，應及時排水。

（2）檢測項目。探坑檢測和露管段直接檢測內容：外覆蓋層性能檢測、管段結構與焊縫外觀檢查、管體壁厚測量、管體外壁腐蝕狀況檢測、管地電位近參比測試、硬度測試。

①外覆蓋層性能檢測。外覆蓋層外觀檢查（如色澤、外觀、是否有剝離、充水、龜裂、老化等現象）、外覆蓋層破損狀態描繪等。

②管段結構與焊縫外觀檢查。對開挖管段進行結構檢查與幾何尺寸測量，對本體、焊縫等部位進行外觀和腐蝕檢查，對焊縫還需進行焊縫成型質量、焊瘤、咬邊、錯邊、表面裂紋等項目的檢查。

③管體壁厚測試。采用超聲波測厚方法進行管道剩余壁厚測試，測厚位置應在路由圖上的探坑檢測圖中標明，以便在同一測厚點再次檢測。當發現管道壁厚有異常情況時，應在附近增加測點，并確定異常區域大小，必要時，可適當提高整條管線的厚度抽查比例。

④管體外壁腐蝕狀況檢測檢查鋼質管道表面金屬腐蝕部位：腐蝕產物分布（均勻、非均勻）、厚度、顏色、結構、緊實度，繪制腐蝕形狀圖，拍彩色照片，并對腐蝕產物成分進行初步鑒定。對腐蝕坑的部位、長度、寬度以及深度進行測量記錄。

⑤管地電位近參比測試。

⑥硬度測試。

對于易產生應力腐蝕傾向的介質與材料組合，需選取有代表性的部位進行硬度檢驗。檢測時，當焊接接頭的硬度值有異常時，視具體情況擴大焊接接頭無損檢測抽查范圍。檢查部位為對接環焊縫兩側及角焊縫周圍。

（五）焊縫質量無損檢測

1.磁粉探傷

需進行磁粉探傷的部位的選擇原則：宏觀檢查中發現裂紋及可疑情況的管道、處于應力腐蝕環境中的管道、長期承受明顯交變載荷的管道。應在對接環焊縫、支管角焊縫部位和容易造成應力集中的部件進行表面無損檢測。

2.超聲波探傷

探傷點的選擇原則：制造、安裝中返修過的焊接接頭和安裝時固定口的焊接接頭；錯邊、咬邊嚴重超標的焊接接頭；泵、閘室進出口第一道焊接接頭或相近的焊接接頭；穿跨越部位、出土與入土端附近的焊接接頭、低洼點。應在上述部位的對接環焊縫和容易造成應力集中的部位進行檢測。無損檢測位置應與露管段檢測、探坑檢測相結合，對挖出的焊縫進行100%檢測。

（六）風險評估

本次全面檢驗通過風險評估將管道按風險排序，從而將檢驗重點集中在高風險管道上，對資料審查分析完成后，應當進行風險預評估，從事評估工作的人員應充分了解每種風險評估方法的優缺點，選擇最優的風險評估方法，常用的風險評估方法有行業專家評估法、相對評估法、方案評估法和概率評估法等。

1.風險評估方法

管道風險評估是以誘發管道事故的各種因素為依據，以影響因素發展成危險事故的可能性為條件，以事故后果造成的綜合損失為評估指標，對管道的各區段進行評價，以風險值的大小來對管道各區段的安全程度做出綜合評價。

管道的風險評估是綜合性的管理技術，具有很強的政策性，除了考慮工程技術方面的各種影響因素外，還必須依據我國現有的法律法規和技術標準。

2.風險評估步驟

檢驗中的風險評估主要步驟如下：

（1）劃分管道區段。（2）對每一區段，確定發生事故的可能性，即失效可能性。（3）對每一區段，確定事故后果的嚴重程度，即失效后果。（4）計算對每一區段的風險，風險=失效可能性×失效后果。（5）確定對每一區段的風險等級，提出高風險管段的降險措施。

綜上所述管道全面檢驗是一個系統性的工程，必須進行詳細的調查和檢測才能給出準確的檢測數據，并以此做出客觀詳盡的評價。

（作者單位：寧夏哈納斯新能源集團有限公司）