管道管理对话(6):阴保防腐
来源:《管道保护》杂志 作者: 时间:2018-8-2 阅读:
郭 臣 西部管道公司副总经理、 安全总监
连 斌 甘肃输油气分公司经理助理
王新兵 酒泉输油气分公司管道科科长
丁 融 乌鲁木齐输油气分公司管道科
李安军 乌鲁木齐输油气分公司管道科副科长
邢占元 甘肃输油气分公司管道科副科长
谢俊川 新疆输油气分公司了墩作业区 副主任
许 湖 新疆输油气分公司了墩作业区管道保护工
主持人:阴保防腐是管道企业采用的一项保障输油气安全运行的技术措施,可以有效提高管道本体安全,那么请谈谈阴保防腐对管道本体安全的作用?
郭 臣: 随着油气资源的开发以及市场对能源的需求,管道运输行业在世界范围内特别是在中国得到了飞速发展,已经成为国民经济的命脉。而腐蚀是威胁长输管道安全运行的重要因素之一。
1971年,美国首次立法规定,对输送危险、重要物料的地下管线在施加涂层防腐的基础上,必须实施阴极保护。此后不少工业发达国家也纷纷仿效立法,如日、英、前苏联等国都曾明文规定:“禁用未加阴极保护而只有防护涂层的地下金属管道。”国内采用涂层加阴极保护的双重防腐蚀措施始于1958年。其直接原因是克拉玛依-独山子输油管道埋地11个月就开始穿孔漏油,最严重时每天都要穿孔几次。 1961年新疆石油管理局油田规划设计院赵培然对该管道设计并施加了阴极保护,此后运行20多年未出现漏油, 1986年有关专家通过考察、分析、评估,认定此管道还可工作20年。由于保护效果良好,至今还在使用。这说明通过开展阴保防腐工作,埋地管道穿孔、断裂的事故明显减少,安全性得到了保证,经济效益也大大提高。
王新兵: 管道本体因制造缺陷、施工质量、材料腐蚀等多方面原因造成潜在风险。目前管道内检测可以及时时发现管道本体缺陷、对于已经发现的缺陷立即开展完整性评价,计算缺陷部位的剩余强度、发展速率、选择相应修复方式并按计划开展管道本体修复。外检测(ECDA)能够发现防腐层的缺陷点,对线路阴保系统的有效性做出判断,依据外检测开展防腐测修复和杂散电流排流。管道腐蚀的风险目前还没有好的方法来消除,主要依靠阴极保护系统来阻止钢制管道在土壤中的腐蚀发生,阴保系统是为管道防腐层查缺补漏的,防腐层100%完好的管道是不需要阴保的,没有防腐层的管道阴保系统是无济于事的。所以要在抓好阴保系统的同时做好管道防腐层、本体的检测修复工作。不放过任何细节,发现问题及早处理,避免酿成大祸。
邢占元: 六十年代,我国埋地油气管道的阴极保护在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用,阴保防腐技术的应用极大的延长了管道的使用寿命。输油管道的材质通常选用金属钢质管材,由于金属本身受环境因素的影响,很容易被腐蚀穿孔而发生泄露。阴保防腐的目的就是减缓金属腐蚀的可能性,防腐的方法主要有阴极保护,隔离防腐。一条没有任何防腐的管道年均腐蚀深度0.4mm,考虑不同地点土壤的腐蚀性以及杂散电流腐蚀的影响,个别管段的腐蚀深度将远超这个数字,国内曾发生过多起新建管道腐蚀穿孔,以及新建管道一年多就因腐蚀严重无法使用的情况,而国外使用阴保防腐技术的输油管道使用寿命均在60年左右,可见阴保防腐对于减少管道腐蚀穿孔,确保管道本体安全,延长管道使用寿命的意义非常明显。
李安军: 防腐层对管道本体的安全作用犹如人身上的衣服对皮肤的保护作用,防腐层起隔离钢管与土壤的接触作用。良好的防腐层质量能有效的防止管道腐蚀,质量差、劣及破损的防腐层无法有效防止管道腐蚀作用。各防腐层存在的突出问题不尽相同,需对不同的情况实施不同的修复方式,尽可能做好防腐层的完整性。因此防腐层的防护作用对管道本体保护作用是第一位的,也是最重要的一道屏障。阴保的作用只有在防腐层失效的情况下发挥其减缓管体腐蚀的作用,但不能阻止腐蚀的发展。良好的阴保作用使管道产生腐蚀的电化学反应的电流流向发生反转,从而使电化学反应不具备条件而减缓管体的腐蚀作用。从管道本体保护的技术措施来说,阴保的作用是最主要的,也是优化空间可管控的一种手段。
主持人:防腐阴保管理是一项技术性较强、实践经验要求较高、综合性较强的专业,如何通过优化管理提升阴保防腐管理水平?
郭 臣: 青岛11.22东黄输油管道泄漏爆炸事件发生后,各级政府部门高度重视管道的安全运行,对管道企业的要求越来越高,地区公司承担的安全生产责任越来越大、任务越来越重。在当前公司管道里程持续增加,业务快速发展,亟需通过优化管理模式,完善各层级职责,进一步明确责任,切实提高阴保防腐管理水平。一要修订完善管理文件及标准。结合现场管理工作要求,梳理体系文件中存在的不足并修订完善。面对当前存在的技术难度、重点,有针对性的开展技术研究攻关,研究消化,进一步完善技术规格书,为日常管理运行提供充分依据。二要加强人员素质培养进一步提升技术能力。将员工送外培训交流,把我们的经验做法送出去,评判修正。在公司内部组织开展技术交流,将国内外先进管理和技术经验引进来,化为己用。通过比武、竞赛等形式,选拔技术过硬的人才队伍,给予奖励支持,带动公司总体人员队伍素质的提升。三要积极寻求外部专业依托。通过借助外部专业队伍技术力量,积极查找日常管理过程中难以发现的安全隐患,并寻求最佳解决方案,解决工作中存在的难点、重点问题。
连 斌: 阴极保护管理,管道运营单位一般采取公司主管部门牵头负责,相关部门配合;分公司主管科室负责,站队主要人员配合;巡护人员测量采集数据,分公司或专业队伍维护的方式。目前,随着国民经济各行业新技术涌现,管道阴极保护干扰层出不群,远超以前的330KV以下高压输电线路,如电气化铁路、 750KV交流输电、800KV直流输电等等。阴极保护管理水平也要随之优化改进。可以利用开放式的互联网络空间,学习和利用一切因地制宜的、切实可行的技术手段和管理方式;可以有效利用国家专家库人才资源,研究解决新问题和个性问题;关键是组建分公司防腐小组,专业负责、重点培养基层阴极保护工作人员业务水平和职业素养,有效利用一线资源,及时发现问题。
丁 融: 搞防腐首先要了解腐蚀,理论上腐蚀可避免,实际做不到;理论上腐蚀可控,但往往控制不好,原因有技术因素,有人的因素,人的因素有时更为重要。一是加强宣传和培训,使各级人员了解管道腐蚀对管道本质安全带来的危害,从上至下加强对阴保防腐管理的重视程度,从而形成人人重视阴保防腐、人人参与阴保防腐的局面。二是加强对阴保防腐的考核,通过考核的手段,督促相关部门加强阴保防腐管理。三是加强对现场电位测量人员的技术培训,了解阴极保护的基本原理,做到测量电位方法真实、规范、准确,通过长时间册积累尽量能判断阴保系统常见故障。作业区阴极保护管理人员要对每月阴保测量数据进行仔细分析对比,及时发现问题,解决问题。四是加强阴保防腐工程管理,从方案到施工图,从施工现场到最终验收,形成全过程管理,对施工不规范、未按要求施工处要进行返工,确保阴保防腐工程质量达标,为后续正常运行奠定基础。
邢占元: 作为一名一线管理者,可以利用和调用的资源有限,手中既没有“紧箍咒”,又没有“牛奶、面包”,如何发挥一线员工的积极性,提高工作热情是摆在阴保防腐一线管理者面前的难题,也是提升阴保防腐管理水平的关键,为此,只有打破原有被动工作的管理模式,成立专门的管理组织,组织成员本着自主自愿的模式加入阴保防腐管理队伍,建立“主动工作”的管理模式,形成“一人用心,十人莫当”的管理思想,精简管理队伍,选拔优秀人才,淘汰工作积极性不高,缺乏责任心和创造性的人员,提高工作效率。组织技术交流与疑难问题解决活动,充分发挥每一个员工的积极性与创造性,在此基础 上管理者还要及时总结工作成果,提高阴保管理队伍的荣誉感与成就感,将阴保防腐作为一项光荣的工作来干,进一步提高队伍的凝聚力与战斗力,并借此吸收更多的人参与到阴保防腐管理队伍中来。当然,其他专业的人只要有兴趣,有创造性都可以吸收到阴保防腐管理队伍中来,组织的核心是“创造性”,只要具有创造精神,可以发挥一技之长的人,都可以为阴保防腐管理工作填砖加瓦。
谢俊川: 一是建立分公司层面的阴保设备的维检修队伍,确保阴保设备的正常运行。二是做好阴保设备易坏部件的储备,确保故障设备及时修复。随着阴保设备运行时间的推移,设备出现故障的频次也有所增加,解决设备的故障问题除了技术人员到位之外,所需要的配件也要准备好,而一线站队对相关的配件准备不足,往往出现厂家技术人员到现场诊断现出问题,而自己携带的配件不足,站场也没有配件的存贮,最后只能是发现问题却无法及时解决问题。三是开展阴保相关知识的培训,增强一线员工对阴保工作的掌控。培训工作一方面针对阴保专业技术人员,通过细致、全面的设备解剖、维修操作及经验交流等活动,使专业技术人员队伍迅速成长、成熟,达到有能力对阴保设备、阴保效果分析问题、解决问题的目的。
主持人:区域性阴极保护作为一项保护站场埋地管道的防腐技术可以有效保护站场管道免受腐蚀,如何提升区域性阴极保护对管道的有效保护?
郭 臣: 区域性阴极保护技术是防止站库埋地金属管道腐蚀的一种有效手段。我国的区域性阴极保护技术相对国外起步较晚,但发展很快。通过多年的探索和现场实践。我认为应该从以下几个方面开展工作提升区域性阴极保护对管道的有效保护。一要在设计阶段,应细致勘察,详细论证,整体考虑,科学选取阴极保护设计参数,合理确定阳极、参比等的材料选型及埋设位置,确保整个系统覆盖到位、保护有效。二要在实施阶段,要严格按照技术规格书要求开展材料验收工作,要根据设计,编写合理、详细的施工方案,根据施工方案现场实施、测试,发现设计缺陷及时调整。过程监督运维单位要重心下移,积极参与过程质量检查,以 “严细实”的作风,以“零容忍”的态度,做到过程监督全面覆盖。验收时应以区域性阴极保护系统评价结果作为依据,切实做到不留死角、不留盲区、不走过场。三要在运行维护阶段,应按标准要求不折不扣开展日常维护,确保系统设备设施有效运行。对系统可能存在的干扰、屏蔽、保护不足等问题进行分析评价,采取措施对系统进行进一步优化。同时,严格管控站场其他作业开挖,避免施工过程中对阴保设施造成损坏,已经造成损坏的应立即修复。
连 斌: 区域阴极保护,由于是对某个区域进行的阴极保护技术,因为存在不同管径、不同材质、不同用途的多条管道,相对于线路单一的以及保护技术,更难到达预期的目标。但应从设计、施工和后期运营管理各方面认真细致地抓起,就能取得较好的预期成果。首先,从设计方面就应全面深入地调查区域土质、扩展地勘深度和广度、周边影响区域;施工过程一定要做到“边施工边调试”,阴保材料要注意“小心轻放”,施工质量当然是“为本”等;后其运营管理一定要做到专人负责记录,专业检查工作等
刘 伟: 抓住细节不放。作为运行单位分2个时期抓细节。一、加强建设期验收。主要是要保障恒电位仪及接线箱内线路、设备贴标签明示和埋地阴保设施及埋地电缆现场标识明示位置,阴保系统平面布置竣工图(必须明确阴保线缆走向)、阴保设备设施(含线缆)台账及时准确提供;要保证投产时区域阴保系统正常且不影响在役管道才能接收。二、运行期检测维护到位。 日常阴保电位测试数据的异常要及时检测、监测分析和整改;恒电位仪和阳极地床,包括绝缘法兰、智能测试桩和地下参比注水孔设置及按时注水等阴保设备设施的日常检查和维护到位;科学开展区域阴保有效性评价,发现问题及时整改;阴保管理维护人员更换要做好交接。
许 湖: 一是严格执行辅助阳极敷设规范,确保辅助阳极在阴保中的作用。目前油气站场多采用线性阳极,对于线性阳极的敷设位置、埋深、与管道的间距以及线性阳极近距离并行和交叉敷设的处理,都有较为具体的规定,但在实际施工中往往并没有严格按照规范施工,致使柔性阳极存在干扰、屏蔽或接地电阻偏高的情况较多,甚至出现两条柔性阳极紧挨着敷设在地面不足500mm的表层情况,根本起不到阳极的作用。二是做好参比电极位置的选择,规范施工确保参比电极正常运行。三是做好区域阴保各测试点电位的监测和阴保设备的维护,确保阴保设备的正常运行。通过对电位的较高频次的监测可以及时掌握阴保效果,对阴保效果做到及时调整,同时,做好恒电位仪、分流箱接线端等设备及附件的维护检查,及时排出故障。
主持人:如何通过技术革新消除阴保系统故障,提高保护有效率?
邢占元: 阴保技术是一个神奇的技术,许多看似复杂的顽疾,采用传统做法无法解决,一些小的改动反倒可以起到事半功倍的效果,这就需要现场管理者根据阴保系统的实际情况,客观分析,找准“七寸”,对症用药,通过无数的小改小革将阴保系统故障消除。当然要实现具备能力的团队不是一朝一夕可以铸造的,这就需要公司阴保防腐管理者主动引导,带头学习,通过一种精神文化将阴保管理者团结起来。这种精神文化就是“夯实基础,创新革新”。软件上,夯实基础管理、编制“阴保防腐基本知识讲义、手册”等培训教材,硬件上,摸清阴保系统运行现状,建设阴保实训基地,为一线阴保管理者创造良好的学习环境。对内,通过兴趣+理论+实践相结合的方式,积极开展技术革新,组织攻克阴保技术难题。对外,及时总结经验,积极参与成果评选,如甘肃分公司2014年阴保革新成果先后获得西部管道质量管理活动一等奖,新疆自治区优秀QC小组二等奖,甘肃省优秀QC成果一等奖,西部管道公司技术革新一等奖等荣誉。既锻炼了自己的技术革新团队,又吸引了一批人员主动加入阴保管理队伍。为阴极保护创新团队的建设提供了可靠的人力资源保障。
刘 伟: 有2点认识,简单说就是引进和创新。一是通过及时引进消化吸收新观点、新技术、新材料、新设备来消除阴保系统故障。如及时引进断点电位测试工具-- GPS同步断路器;积极引进防腐速率测试、完善内腐蚀检测等科学技术手段;推广极化探头断电测量技术。
如西二线、西三线赛里木湖段自然电位(-0.1v至-0.4v)和保护电位(-0.5v至-0.9v)异常,存在偏正现象,且电位不稳定问题的整改用新观点解决问题。通过改变以往认为通电电位高、而且馈电试验失败不敢且无必要再增大阴保站输出的做法,主要是通过联调增大阴保站输出实现了西二线、西三线赛里木湖管段74#-105#测试桩断电电位基本满足阴保准则要求(目前3个点不满足)。二是通过实践来生产新观点、新做法,提高保护有效率。如针对3PE防腐层修复有多种做法,通过实践性实验对比,明确最佳修复材料和方法,形成标准推广应用即可。
李安军: 阴保系统故障主要来自与阴保系统的硬件设施,如恒电位仪、连接线、阳极。对于恒电位仪的故障需要及时发现异常问题是关键,可以通过恒电位备用机切换来实现故障消除。为了加强恒电位数据的监控能力,通过远传恒电位 各项数据,统计及自动分析各项数据的变化情况来实现数据监控作用。对于阴保系统的各连接线测试,目前采用的方法主要是单线测试,通过对比试验或计算数值得到判断结果,耗时较长而且人为测试误差较大,需要开发设计四线联测设备,通过恒电位间就地测试就能准确判断连接线是否通断的能力。阳极的电阻值最直接的判断通过恒电位的面板显示,恒电位仪的输出电压与输出电流的比值进行简单判断,直接测量是通过电阻表测量获取,测试点分别选取恒电位仪阳极接线端与阳极端,分别测试电阻值,通过两组电阻的对比来判定阳极线对阳极电阻的影响程度。
主持人:防腐层大修是阴保防腐工作中一项必不可少的项目,防腐层大修中如何做到技术与经济有效结合?
郭 臣: 企业总是要求在风险可控的前提下,尽量做到利润最大化。防腐层大修工作如何做到技术与经济有效结合,我认为应该从材料匹配、材料长期经济性、施工现场质量把控等环节考虑问题。材料匹配方面,要分析原防腐层失效的原因,根据管道的埋设环境及运行条件的适应性,选择相匹配的修复材料,保证材料的兼容性,材料等级不能低于原防腐层的等级。材料长期经济性方面,需要考虑材料寿命和一次投资之间的关系。比如,材料A寿命20年,施工总成本3000元,材料B寿命40年,施工总成本4000元。如果仅考虑一次投资,材料A显然更经济。但材料A的年成本为150元/年,材料B的年成本为100元/年,可以看出,材料B的长期经济性更优。施工现场质量把控方面,要严格现场监督及质量控制。在技术可行的前提下,公司应该尽可能降低维修成本。而选择成本较低的修复材料往往意味着,需要较多的过程控制,以保证修复质量。这对我们施工现场人员的责任心、执行力提出了更高的要求。应该通过体系上的明确要求、环节上的全面检查、验收上的面面俱到等工作,提高施工现场质量把控能力,从而可以进一步降低维修成本。
连 斌: 管道防腐层破损,在管道维护中最为常见。但防腐层破损大修的成本较高,尤其使用新材料如碳纤维、凯夫拉纤维等,维修成本仅材料一项占有很大比重;另外,开挖成本也是较大的一项费用投资,尤其在农田地(更甚是水地、菜地等)开挖成本将大幅度提高。只有专业较强,实际工作经验较高的队伍,才能迅速准确地找到破损点,利用娴熟的与地方群众打交道的老道经验,才能有效降低施工成本;另外,不同地貌地段,不同土质环境采用合理有效的防腐材料也是降低防腐层大修的主要手段。
刘伟: 首先确认是否可以通过改造完善阴保系统并对腐蚀速率进行监测,如果阴保有效、腐蚀速率可接受,建议暂不进行大修。其次如果确定要进行大修,建议首先如果已经有相对成熟的修复方法,直接选用。如果情况特殊不存在已有最佳实践,则开展试点性质的修复、优选经济且修复质量较好的修复材料和方法,然后开展维修;另外需要注意务必确认该修复管段阴保是否有效,必须保障新修复管段阴保有效。简单说就是确保阴极保护有效情况下,通过以上不修和优选修来实现”防腐层大修的技术与经济有效结合” .
李安军: 对于长输管道防腐层大修要分为单点维修和长距离维修两种情况,而在修复防腐层时采用的修复技术不同所投入的费用也有差异。在防腐层修复技术与经济的最优结合,应建立三项经济指标进行分析判断,为经济决策和技术采纳提供参考依据。(1)防腐层直接修复占用总费用比值:防腐层修复费用与防腐层修复投入总费用的比值;(2)防腐层直接修复费用相对比值:防腐层直接修复费用与土方开挖修复费用比值;(3)防腐层失效时长。◢
2014年第6期(总第19期)
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