某小區(qū)燃?xì)夤艿栏g原因檢測(cè)分析

李 想，李 真，華劍英，王 飛，曹偉奇

（北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司第五分公司，北京 100044）

1 某小區(qū)燃?xì)夤艿栏g案例

某小區(qū)位于北京市城郊，管道進(jìn)調(diào)壓器為中壓鋼質(zhì)燃?xì)夤埽哆\(yùn)時(shí)間為2014 年6 月，以該段管道建設(shè)運(yùn)行設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)壽命要求。2022 年3 月，在燃?xì)饧瘓F(tuán)的例行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)其中200 m 的長(zhǎng)度中存在2 個(gè)Ⅰ類防腐層破損點(diǎn)、1 個(gè)Ⅱ類防腐層破損點(diǎn)，其中最深腐蝕坑深約4 mm。綜合評(píng)估后認(rèn)為，該段燃?xì)夤艿来嬖陲@著的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。為確保管道運(yùn)行安全，運(yùn)維小組對(duì)小區(qū)燃?xì)夤艿劳寥篮碗s散電流進(jìn)行檢測(cè)，分析管道腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生主要原因，及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的處理措施，確保管道運(yùn)行安全。

2 燃?xì)夤艿栏g原因評(píng)價(jià)體系

2.1 燃?xì)夤艿栏g原因總結(jié)

燃?xì)夤艿栏g現(xiàn)象在管道運(yùn)維工作中占比不斷提升，安全隱患明顯加劇，燃?xì)馄髽I(yè)在生產(chǎn)安全管理方面投入力度不斷加大，對(duì)管道腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生原因研究也不斷深入。文獻(xiàn)［1］研究認(rèn)為，燃?xì)夤艿栏g可以分為大氣腐蝕和土壤腐蝕兩大類，其中土壤因素主要包括土壤中微生物影響、雜散電流影響、土壤形式和溫度影響等方面。文獻(xiàn)［2］在研究中將燃?xì)怃撡|(zhì)管道腐蝕原因分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、細(xì)菌腐蝕、雜散電流腐蝕等，并提出從管材選用、絕緣層保護(hù)、電極保護(hù)法等方面進(jìn)行防腐處理。文獻(xiàn)［3］以事故樹(shù)法將燃?xì)夤艿栏g產(chǎn)生原因分為土壤腐蝕、管道防腐層破壞、雜散電流影響等。結(jié)合理論研究與運(yùn)維工作實(shí)際可以看出，雜散電流在小區(qū)燃?xì)夤艿栏g致因方面占比較高，是燃?xì)夤艿廊粘＿\(yùn)維工作開(kāi)展中應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。

2.2 模糊綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

模糊綜合評(píng)價(jià)法是應(yīng)用于復(fù)雜因素評(píng)價(jià)活動(dòng)最為常見(jiàn)的方法，由于燃?xì)夤艿栏g現(xiàn)象原因較為復(fù)雜，不同環(huán)境下評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也存在明顯的模糊性或不確定性，因此采用模糊綜合評(píng)價(jià)法能夠較為準(zhǔn)確地對(duì)腐蝕原因進(jìn)行評(píng)估。模糊綜合評(píng)價(jià)法模型構(gòu)建主要包括如下流程：

（1）建立評(píng)價(jià)指標(biāo)集。結(jié)合燃?xì)夤艿垃F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、腐蝕泄漏案例、相關(guān)文獻(xiàn)研究等，構(gòu)建腐蝕因素指標(biāo)體系。通常可以分為一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)，可以采用N1、N2、N3、……和N11、N12、N13、……的方式表示。

（2）明確指標(biāo)因素劃分標(biāo)準(zhǔn)。在分析燃?xì)夤艿栏g原因時(shí)，指標(biāo)等級(jí)劃分越多所得到的評(píng)價(jià)結(jié)果也越精細(xì)，但是計(jì)算量也隨之增加。本課題研究中，將風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由低到高分為低、較低、中等、較高、高5 個(gè)等級(jí)。

（3）單因素模糊評(píng)價(jià)。針對(duì)具體因素進(jìn)行評(píng)判，確定評(píng)判對(duì)象與指標(biāo)體系的隸屬度。

（4）多因素模糊綜合評(píng)價(jià)。將所有單因素評(píng)價(jià)結(jié)果歸結(jié)為新的集合，依據(jù)評(píng)價(jià)權(quán)重分析不同因素的隸屬度，確定所有評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)等級(jí)。

本文構(gòu)建的評(píng)價(jià)模型如表1 所示。

表1 燃?xì)夤艿栏g原因模糊綜合評(píng)價(jià)模型

2.3 基于檢測(cè)值的評(píng)價(jià)結(jié)果分析

以某小區(qū)燃?xì)夤艿肋\(yùn)行情況為例，作業(yè)人員依照上述指標(biāo)要求，采用專門(mén)設(shè)備對(duì)不同指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)模型分析管道腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因，并為技術(shù)人員制定處理措施，為工程施工提供參考。土壤腐蝕指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果顯示，土壤含水率、電阻率、pH 值較燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)初始階段無(wú)明顯變化，部分檢測(cè)點(diǎn)氧化還原電位平均值偏高，但能夠保持在規(guī)定要求范圍內(nèi)。外防腐層性能檢測(cè)結(jié)果顯示，外防腐層絕緣電阻率能夠滿足管道運(yùn)行防腐要求，部分管段每公里破損點(diǎn)明顯超出安全運(yùn)行要求，檢測(cè)點(diǎn)日常檢測(cè)頻率較低，沒(méi)有能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)外防腐層腐蝕的現(xiàn)象。雜散電流檢測(cè)結(jié)果顯示，在日間周邊地鐵運(yùn)行期間，最大直流雜散電流干擾值明顯偏高，部分檢測(cè)點(diǎn)通電電位波動(dòng)幅度較為顯著，夜間通電電位能夠恢復(fù)至正常狀態(tài)。化學(xué)腐蝕檢測(cè)結(jié)果顯示，燃?xì)庵谢衔镫s質(zhì)含量未超出規(guī)定值要求，管道焊接及末端絕緣質(zhì)量符合規(guī)范要求。

由上述檢測(cè)結(jié)果分析可以看出，該小區(qū)燃?xì)夤艿栏g現(xiàn)象較為明顯，對(duì)管道運(yùn)行安全產(chǎn)生影響，問(wèn)題的主要原因是隨著地鐵建設(shè)運(yùn)營(yíng)時(shí)長(zhǎng)增加，管道運(yùn)行受地鐵雜散電流干擾明顯增加。通過(guò)對(duì)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)管地電位和電位梯度進(jìn)一步對(duì)比、分析，在距離地鐵站較近位置雜散電流呈流入狀態(tài)，在其他位置則呈現(xiàn)電流流出狀態(tài)。因此技術(shù)人員要求運(yùn)維部門(mén)在修復(fù)防腐層破損點(diǎn)的同時(shí)，需要分別針對(duì)雜散電流影響的特征采取有效措施，以避免雜散電流影響，確保管道運(yùn)行安全。運(yùn)維班組參照原有運(yùn)維方案，結(jié)合當(dāng)前燃?xì)夤艿栏g處理先進(jìn)技術(shù)制定了完善的處理方案，確保具體工作有序推進(jìn)。

3 燃?xì)夤艿栏g防護(hù)處理措施

3.1 破損點(diǎn)修復(fù)措施

依照當(dāng)前鋼制管道修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員首先需要根據(jù)腐蝕級(jí)別制定破損點(diǎn)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，施工人員依照修復(fù)工作要求做好相應(yīng)準(zhǔn)備，及時(shí)完成修復(fù)工作。根據(jù)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)于直徑不超過(guò)30 mm 的破損點(diǎn)，可以采用“熱熔膠粘劑+聚乙烯”補(bǔ)傷片進(jìn)行處理；對(duì)于直徑超過(guò)30 mm 的破損點(diǎn)，則應(yīng)當(dāng)采用“粘彈體防腐膠帶+環(huán)包雙層聚丙烯增強(qiáng)纖維膠帶”的方式處理。在處理之前，施工人員首先應(yīng)做好管道表面的清理工作，使防腐層缺陷完全暴露出來(lái)[4]。然后將破損點(diǎn)周邊防腐層進(jìn)行剝離，確保出現(xiàn)銹蝕的管體能夠完全裸露出來(lái)，將腐蝕物清理干凈。最后依照不同處理措施要求，對(duì)破損點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)傷處理。進(jìn)行補(bǔ)貼時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保覆蓋面邊緣搭接至原有防腐層100 mm 范圍，確保搭接寬度能夠完全覆蓋。修復(fù)作業(yè)完成之后，還應(yīng)當(dāng)采用目測(cè)和電火花檢測(cè)方式對(duì)修復(fù)效果進(jìn)行判定，以確保處理效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.2 雜散電流排流措施

近些年來(lái)，隨著城市地鐵、建筑物電氣設(shè)備等所產(chǎn)生的雜散電流對(duì)燃?xì)夤艿栏g產(chǎn)生的影響更加顯著，雜散電流排流已經(jīng)成為腐蝕處理的重要措施。在燃?xì)夤艿肋\(yùn)維工作中，較為常見(jiàn)的電保護(hù)法主要有4 種。

（1）強(qiáng)制電流法。主要是利用外加直流電源方式，使燃?xì)夤艿缹?duì)土壤造成負(fù)電位保護(hù)，達(dá)到保護(hù)管道目的。這種方法需要接入外部電源，并且對(duì)周邊金屬構(gòu)筑物會(huì)產(chǎn)生較大干擾，運(yùn)維管理要求高，但是能夠覆蓋較大范圍，不受土壤電阻率限制，因此多是應(yīng)用于較大范圍內(nèi)燃?xì)夤艿栏g保護(hù)工程。

（2）犧牲陽(yáng)極法。主要是利用比鐵電極電位更負(fù)的鋁、鎂、鋅及其合金等金屬材料與燃?xì)夤艿肋B接，作為陽(yáng)極，以更好的起到管道保護(hù)作用。犧牲陽(yáng)極法無(wú)需增加外部電源、對(duì)周邊金屬構(gòu)筑物干擾小、維護(hù)便利、經(jīng)濟(jì)效益高，但是無(wú)法在高電阻率土壤中使用，保護(hù)電流不可調(diào)、調(diào)試作業(yè)復(fù)雜，施工技術(shù)難度較大[5]。

（3）極性排流。這種方法主要是利用二極管單向?qū)ㄐ阅埽瑢㈦s散電流排回干擾源，具有施工簡(jiǎn)單、排流效果好、自動(dòng)運(yùn)行等方面特征，但是對(duì)其他構(gòu)筑物有一定干擾，在電鐵停運(yùn)時(shí)，保護(hù)作用喪失，較為容易出現(xiàn)過(guò)保護(hù)現(xiàn)象。

（4）強(qiáng)制排流。主要是利用整流器進(jìn)行排流，確保管道能夠處于有效陰極保護(hù)狀態(tài)，具有保護(hù)范圍廣，無(wú)陽(yáng)極干擾等特征，但也會(huì)對(duì)其他金屬構(gòu)筑物產(chǎn)生干擾，需要外部電源支持，容易出現(xiàn)過(guò)保護(hù)現(xiàn)象。

3.3 做好日常運(yùn)維監(jiān)測(cè)

小區(qū)燃?xì)夤艿栏g現(xiàn)象產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，在處理不到位的情況下存在顯著的運(yùn)行安全隱患。因此，燃?xì)膺\(yùn)維部門(mén)應(yīng)從群眾的切身利益出發(fā)，全面深入做好日常運(yùn)維監(jiān)測(cè)工作。運(yùn)維人員應(yīng)積極學(xué)習(xí)新型監(jiān)測(cè)設(shè)備操作技術(shù)，掌握新型檢測(cè)方法應(yīng)用要求，嚴(yán)格依照規(guī)范做好日常檢測(cè)工作[6]。對(duì)于監(jiān)測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的管道腐蝕現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)及時(shí)上報(bào)技術(shù)部門(mén)，由技術(shù)人員制定合適的施工方案，施工人員嚴(yán)格依照方案進(jìn)行維護(hù)工作，使腐蝕現(xiàn)象得到及時(shí)、有效的處理，確保管道保持安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

做好燃?xì)夤艿栏g原因的檢測(cè)工作，采用合適的方式處理腐蝕管段，是燃?xì)膺\(yùn)維部門(mén)日常工作的重要組成部分。運(yùn)維工作人員應(yīng)樹(shù)立良好的安全管理意識(shí)，不斷強(qiáng)化自身學(xué)習(xí)，積極采用新型技術(shù)優(yōu)化管道腐蝕檢測(cè)工作，嚴(yán)格依照規(guī)范要求進(jìn)行操作，以確保燃?xì)夤艿辣３至己玫倪\(yùn)行狀態(tài)，在切實(shí)滿足用戶用氣需求基礎(chǔ)上，提升管道安全運(yùn)行水平，切實(shí)推動(dòng)燃?xì)膺\(yùn)維工作朝向現(xiàn)代化方向發(fā)展。