刘彦麟1，吴云冬1，唐霏1，彭乔松2，任文豪3

1.西南石油大学；2. 中石化西北油田分公司油气营销部；

3.中国东方航空技术有限公司四川分公司

摘要：机坪管道检测比较困难，不适合用于常规方法。本文提出机坪管道的腐蚀监检一体化测试技术及基于情景分析的机坪管道风险评价思路，并通过选取某机场一段机坪管道进行了防腐层检测与评价，结果表明该管道具有高风险。

关键词：机坪管网；腐蚀；监检一体化；风险；评价

机场供油管道是一个相对特殊的管网系统，其周围环境的特殊性对供油管道的影响巨大。如果没有合适的控制措施，很可能造成管路和管路附件的损坏。另外，机场人流量较大，人员庞杂，飞机起降频繁，一旦发生事故，对航油企业、机场以及社会都会造成巨大不良影响。因此，非常有必要针对机坪管道进行风险评价[1]。

1  机坪管道腐蚀检测难点

(1) 管网结构及敷设环境复杂；

(2) 管埋较深，钢筋水泥层较厚；

(3) 杂散电流强，部分电缆和管道有搭接；

(4) 受机场管理限制。

2  机坪管道腐蚀监检一体化测试技术

2.1  PCM检测技术

PCM是Pipeline Current Mapper的简称，即管中电流法或多频管中电流法，主要

是测量管道中电流衰减梯度，因此也称为电流梯度法。它是一种通过分析地下管道中电流的变化来研究埋地管道防腐层状况的不开挖检测技术，既可进行管道定位又可用于管道防腐层状况检测，解决了以往埋地管道在非开挖状况下无法检测的难题。目前多用英国雷迪公司生产的RD-PCM埋地管道外防腐层状况检测仪，它主要由一个便携式发射机、掌上型接收机、强磁力仪（磁靴）、A字架（用于精确定位）、可充电式24 V蓄电池、管道检测数据处理软件等构成[2-3]。

PCM检测原理见图1。电流信号加载在加油栓上，地极接在与土壤接触的机场灯杆上。对于同一条管道，在管径、材质、土壤环境不变的情况下，电流在沿管道传送的过程中逐渐衰减变化与管道防腐层的绝缘电阻率有关，电流信号在传播过程中呈指数规律缓慢衰减，表明防腐层绝缘性较好；反之，当防腐层存在缺陷时，电流就会加速衰减，表明防腐层品质较差。

图1   PCM检测系统原理

2.2   腐蚀监测技术

为获得比较全面的腐蚀信息，应采用两种或两种以上的方法辅助监测腐蚀情况，使数据互补。

2.2.1  挂片失重法

挂片失重法是常用的腐蚀监测及实验方法[4]。把已知重量的金属试样放入腐蚀环境中，经过一段时间后取出处理并称重，对比试验前后试样的质量变化，通过公式计算出平均腐蚀速度。同时对试样表面腐蚀产物形貌进行观察，分析腐蚀产物组成，从而确定腐蚀的主要类型，进一步推断腐蚀机理。该方法适用于任何腐蚀介质环境，且试样和研究对象处于同一腐蚀介质中，能够较真实地反映材质的腐蚀速度，可以直接用来预测特定部件的使用寿命。不足之处：① 测试所需时间较长；②测试结果是整个试验期间平均腐蚀速率，不适用于测定瞬时腐蚀速率；③不能反映工艺参数变化对腐蚀的即时影响。

2.2.2  线性极化法

目前最常用的金属腐蚀快速测试方法之一，又称线性极化电阻法。其基本原理是通过加入一定的电位使电极极化而产生电极-液体之间的电流，由于该电流与腐蚀电流有关，而腐蚀电流与腐蚀速度成正比，所以可以直接得出金属材料的腐蚀速率。

主要优点：① 可以测定液相腐蚀环境的瞬时腐蚀速度；②可以在线实时监测腐蚀率；③使用三个电极探头的LPR技术不但可以给出实时监测结果，还可以反映局部腐蚀发生的趋势。不足之处：①不适用于气相腐蚀环境，只适用于电解质溶液中发生电化学腐蚀的场合；②不适合定量测量点蚀、应力腐蚀破裂。

2.3  定点测厚监测技术

管道测厚采用超声波测厚仪，属于无损检测，避免了对管道的破坏，同时操作简单，因此成为应用最广泛的管道腐蚀监测手段之一[5]。通过对管道进行定点测厚，可以有对比、有针对性地摸清管道的腐蚀规律，结合相应的计算机软件预测管道的使用寿命，使管道的检修和更换工作更加科学合理。

腐蚀监测技术和定点测厚监测技术均选择在阀井中进行。结合PCM检测技术，实现对机坪管道进行腐蚀监检一体化测试，有利于了解管道的腐蚀现状，摸清管道的腐蚀规律，从而采取合理有效的防范措施。

3  基于情景分析的机坪管道风险评价

机坪管道风险的情景分析[6-8]是在机坪管道事故分析的基础上，首先对机坪管

道风险进行情景要素的辨识和分析，并对情景要素进行推演分析，获得情景要素的组合表，同时利用相应的理论和方法，预测、估计机坪管道风险情景未来发生和演化的趋势，最终构建机坪管道风险评价的定量模型。评价思路如图2所示。

图2  基于情景分析的机坪管道风险评价思路

4  实例应用

采用PCM对SL机场某段机坪管道进行防腐层状况检测，检测管段型号Φ 377×11 mm，测试管段为DS120至DS117管线，为无缝钢管，外壁防腐层为特加强级环氧煤沥青，测试管线位置如图3所示。

图3  测试管线位置

测试与评价参考标准为SY/T 5918—2004《埋地钢质管道外防腐层修复技术规范》，对应分级标准见表1。

目前，管道外防腐层整体状况不开挖检测 PCM两相邻检测点间距不大于50 m，高后果区、高风险地段加密设置检测点间距不大于20 m。由于机坪管道检测难度大，信号干扰强，因此，将两相邻检测点间距定为2~3 m。

防腐层绝缘性能评估采用软件处理，  DS120至DS117全长87 m管线外防腐层评为差级的有3 m，占全长的3.4%，评为劣级的84 m，占全长的96.6%。DS120至DS117管线风险评价结果为高风险。具体结果见表2。

5  结束语

由于目前没有针对机坪管道的防腐层评价分级标准，所以只能借鉴一般埋地钢质管道的评价标准，评价准确性还有待进一步提高。

机坪管道开挖可能性非常小，所以管道检测后无法进行开挖验证，无法保证检测的准确度。

参考文献

[1] 罗永明.管道综合状况的检测与寿命评估技术[J].油气田地面工程，2009，28(11)：67.

[2] 周小博.PCM在埋地管道监测中的应用[J].科技论坛，2009，1990(2)：161-163.

[3] 刘周，张鹏，彭星煜等.PCM技术及其在兰成渝管道上的应用[J].管道技术与设备，2009(5)：47.

[4] 石鑫.输油管线硫化腐蚀研究[D].北京：中国石油大学，2010：19-21.

[5] 胡洋，毕延进，刘凯.运行中管道的定点测厚技术[J].石油化工腐蚀与防护，2003，20(2)：53.

[6] 赵振宁.基于情景分析法的企业危机预警机制研究[D].太原：山西大学，2010：6-8.

[7] 孙斌.基于情景分析的战略风险管理研究[D].上海：上海交通大学，2009：5-8.��

[8] 张影.基于情景分析的压力管道个体风险量化模型及方法研究[D].北京：中国地质大学，2016：31-36.

作者：刘彦麟，女， 1992年7月生，西南石油大学油气储运工程在读硕士研究生，主要研究方向为油气管道安全输送与完整性管理。

《管道保护》2017年第4期（总第35期）