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陰極保護(hù)對(duì)城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的保護(hù)作用

2015-12-14 14:17:44 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：

1 管線腐蝕狀況調(diào)查方法

此次對(duì)陰極保護(hù)效果的研究數(shù)據(jù)來(lái)源于北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)對(duì)北京燃?xì)夤芫W(wǎng)安全調(diào)查工程。調(diào)查采用的是地面涂層完好性檢測(cè)和適量開(kāi)挖探坑檢測(cè)相結(jié)合的辦法。利用地面涂層檢漏儀檢測(cè)管線涂層的破損點(diǎn)數(shù)量、位置、涂層破損的嚴(yán)重程度及管段涂層平均絕緣面電阻率，再利用探坑檢測(cè)收集管道附近土壤、環(huán)境、管道防腐層、管體腐蝕等各方面的數(shù)據(jù)。開(kāi)挖探坑后，先對(duì)防腐層進(jìn)行檢測(cè)，然后剝開(kāi)防腐層露出管體（長(zhǎng)度為1米）對(duì)腐蝕形態(tài)和腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行目測(cè)，對(duì)管道的剩余壁厚進(jìn)行了檢測(cè)，每個(gè)坑檢測(cè)了5組數(shù)據(jù)。每組對(duì)管頂、管底及“4，8”點(diǎn)四個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)量各部分的剩余壁厚。

為了便于比較陰極保護(hù)措施對(duì)城鎮(zhèn)管線的保護(hù)作用，取施加有陰極保護(hù)的機(jī)場(chǎng)輔路管道（以下簡(jiǎn)稱機(jī)場(chǎng)輔路）與未加陰極保護(hù)的大山子北里小區(qū)的管道（以下簡(jiǎn)稱大山子北里）作對(duì)比。機(jī)場(chǎng)輔路管道大約17km，大山子北里管道大約8km，二者地理位置相距不遠(yuǎn)，具有相似的土壤環(huán)境和使用年限，調(diào)查數(shù)據(jù)具有可比性，兩段管道基本信息如表1。

2 檢測(cè)數(shù)據(jù)處理

2.1 土壤狀況數(shù)據(jù)

采集管道周圍的土壤電阻率、土壤含鹽量和含水率、管道附近雜散電流強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，綜合比較當(dāng)?shù)氐耐寥栏g程度。

表1 調(diào)查管道基本情況

2.2 防腐層檢測(cè)數(shù)據(jù)

對(duì)防腐層的檢測(cè)分為兩部分，即地面檢測(cè)和探坑開(kāi)挖檢測(cè)。地面檢測(cè)主要檢測(cè)管道涂層破損點(diǎn)數(shù)量、位置、破損嚴(yán)重程度及防腐層的絕緣面電阻率，探坑檢測(cè)主要觀測(cè)防腐層外觀、防腐層與管道的粘接力等狀況、測(cè)量防腐層厚度等。

2.3 管體腐蝕數(shù)據(jù)

在管體腐蝕狀況的測(cè)量中，對(duì)管道的剩余壁厚進(jìn)行了檢測(cè)，每個(gè)坑檢測(cè)了5組數(shù)據(jù)。每組對(duì)管頂、管底及“4，8”點(diǎn)4個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)量各部分的剩余壁厚。計(jì)算出管道的相對(duì)腐蝕深度。相對(duì)腐蝕深度的計(jì)算方法如下：

式中：A—管體腐蝕相對(duì)深度

d—管體腐蝕深度

t—管體原始壁厚

注：由于管道管理記錄中沒(méi)有管道的原始壁厚，所以為不失保守性起見(jiàn)，這里選取測(cè)試最大壁厚作為原始壁厚，用最大壁厚與最小壁厚之差作為管體腐蝕深度進(jìn)行計(jì)算。

3 測(cè)量結(jié)果

3.1 土壤和防腐層狀況

根據(jù)調(diào)查的數(shù)據(jù)，由于機(jī)場(chǎng)輔路和大山子北里距離較近，兩處的土壤狀況相差不大，土壤電阻率（Ω·m）在18.8～43.3之間，含水率在7%～27%，雜散電流影響則有明顯不同：機(jī)場(chǎng)輔路干擾較大，最大處達(dá)到10.8mV/m，大山子北里干擾較小，最大處為3.4mV/m。土壤綜合腐蝕性處于中等偏強(qiáng)水平。

兩處管道的防腐層絕緣面電阻率均處于中下水平，機(jī)場(chǎng)輔路管道的防腐層粘結(jié)力和完整性略好于大山子北里管道。

3.2 管體腐蝕情況

為了探測(cè)管體的腐蝕，在抽查的17km的機(jī)場(chǎng)輔路管道和8km的大山子北里管道中，每公里管道隨機(jī)開(kāi)挖一個(gè)探測(cè)坑，以測(cè)量管體的腐蝕情況和防腐層的狀況。管體的腐蝕情況如表2和表3。

表2 機(jī)場(chǎng)輔路管道管體腐蝕情況

表3 大山子北里管道管體腐蝕情況

從大山北里小區(qū)和機(jī)場(chǎng)輔路管道的腐蝕狀況對(duì)比可以看出，加有陰極保護(hù)的管道的相對(duì)腐蝕深度要比沒(méi)有施加陰極保護(hù)的管道低。雜散電流干擾相對(duì)較大的機(jī)場(chǎng)輔路管線相對(duì)腐蝕深度反而較小而且比較均勻，沒(méi)有局部腐蝕嚴(yán)重的狀況，與沒(méi)有施加陰極保護(hù)的大山子北里管道相比，管道的安全性大大提高。

大量的研究表明，埋地蝕坑的出現(xiàn)是一個(gè)隨機(jī)事件，蝕坑的深度符合一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律Ⅲ。在不可能開(kāi)挖全部腐蝕點(diǎn)的情況下，我們可以用概率統(tǒng)計(jì)的方法分析腐蝕點(diǎn)深度的概率分布。自然界中很多現(xiàn)象都符合正態(tài)分布規(guī)律，材料的腐蝕也有同樣的規(guī)律圓，利用正態(tài)分布，根據(jù)開(kāi)挖點(diǎn)的數(shù)據(jù)，估計(jì)兩條管道腐蝕點(diǎn)深度期望值和均方差如下：

機(jī)場(chǎng)輔路管道腐蝕管道點(diǎn)腐蝕深度的期望值和方差：

μ=0.422mm，σ2=0.0173mm2

大山子北里管道腐蝕管道點(diǎn)腐蝕深度的期望值和方差：

τ=0.6152mm，σ2=0.0236mm2

其概率分布如圖1所示，其中：實(shí)線為機(jī)場(chǎng)輔路管遭，虛線為大山子北里管道。

圖1 管道腐蝕深度的概率分布