压力管道系统腐蚀防护及安全评价

压力管道系统腐蚀防护及安全评价

摘要：近年来，随着社会的发展，我国的各行各业的发展也有了改善。根据国家市场监督管理总局的统计数量显示，截至2019年，我国的压力管道数量已接近50万km。有关研究已表明，腐蚀是造成压力管道系统失效的关键因素。压力管道系统在长期服役过程中，受到运输介质和外部环境的共同腐蚀作用，容易使管道系统产生危害安全运行的管道破裂等缺陷，由此引申的事故，给国家和人民带来巨大生命财产损失。因此探讨腐蚀机理，对压力管道系统进行有针对性的防护和安全评估，对于保障其安全运行，延长使用寿命具有重要意义。

关键词：压力管道系统；腐蚀防护；安全评价

引言

压力管道安全运行直接关系到水电站和油气田的安全平稳生产，而内外腐蚀造成的管道穿孔泄漏严重影响正常生产并带来严重的安全隐患。随着运行时间增长，由于内外腐蚀引起的穿孔泄漏越来越频繁，特别是埋地的集输管道，由于含有水、H2S、CO2等成分的介质引起的内腐蚀、外防腐层施工存在不足及阴极保护未能有效运行造成的外腐蚀危险已影响到管道的正常平稳运行。

1压力管道破坏形式问题的相关研究与分析

1.1脆性破坏形式

脆性破坏形式主要出现于低应力状态、低温状态当中。一般来说，脆性破坏形式主要在一瞬间发生，断口处会受到低温状态的影响而裂成碎片。结合以往经验来看，压力管道脆性破坏形式出现的主要成因在于管道内部存在明显缺陷问题、或者是材料韧性不足造成的。为规避这一问题，建议管理人员应该严格按照压力管道管理要求，优先选择韧性较高的材料，目的在于全面提高焊接质量与效果。

1.2?疲劳破坏形式

压力管道在反复加压以及卸压过程中会受到交变荷载的作用与影响，导致压力管道出现断裂现象及问题。一般把上述破坏形式称之为疲劳破坏形式。管道的疲劳破坏多发生于应力较高的位置或者是材料缺陷位置，并以微裂纹形式存在。之后在交变应力的双重作用下，微裂纹会逐步扩展并成为疲劳裂纹，最终导致断裂问题出现。需要注意的是，处于疲劳破坏状态当中的管壁，总体应力水平会明显降低，但却不会发生明显变形现象。

1.3?腐蚀破坏形式

腐蚀破坏形式主要是指在腐蚀介质的作用下，压力管道材料会受到腐蚀问题的影响而出现管道壁变薄、机械性能整体降低的问题，此时压力管道承载能力严重不足，而相继引发破坏问题。根据以往的经验来看，腐蚀破坏形式主要以均匀腐蚀、点腐蚀为主。其中，均匀腐蚀问题比较常见，是压力管道腐蚀破坏常见的形式。如果不加以及时处理，腐蚀破坏问题会愈加明显，会对压力管道运行质量造成不良影响。

2压力管道系统的腐蚀防护

对于金属管道的腐蚀防护，国内外已经逐步形成纯熟的防腐技术，对于管道外壁的防护

主要是从材质选取和合理设计、环境介质的控制，涂覆保护层和电化学保护等方面进行；而

对于管道内壁的防护，主要是从管材的选择，内表面镀层和增加内衬里等方面进行明管外腐

蚀主要是大气中环境腐蚀，选择满足适合环境的防腐漆可以较好的满足防腐要求。而埋管所

处的环境更为复杂，多采用防腐层和阴极保护联合保护的方法。由于其长期埋置于地下，除

了需要承受各种偶发的自然灾害的侵袭，还需时刻承受周围土壤的腐蚀作用。因此，埋管的

外腐蚀防护特别重要，科学合理的选择外防腐材料，严格控制防腐覆盖层的质量标准，将决

定着管道的运行安全和使用寿命。管道的选材、设计、安装及运行管理维护等环节严格执行

国家标准相关规定，能有效的预防腐蚀的发生，在具体实施时，可以从以下方面考虑：(1)管

道设计时选择与所输送介质相匹配的材料，重点关注其抗腐蚀性。(2)管道内外选择适宜的防

腐层材料，且防腐层应当均匀和致密涂覆在管道金属表面上，对于埋管，还要选用有效的阴

极保护系统。(3)加强施工过程的管控，避免管道因施工质量问题而导致诱发腐蚀发生的因素

存在。

3管道腐蚀防护系统安全现状评价技术

安全现状评价由安全评价资质机构进行。主要是通过收集对在用压力管道系统原始资料，包括运行、监测、检测数据等主要资料以及管道沿线地区的自然环境、水文及地质资料、社

会环境等，遵循安全现状评价导则要求，进行现场勘查等系列工作。通过对在役运行管道进

行安全现状评价，对管道系统状况特别是腐蚀防护系统有全面了解，对存在的腐蚀缺陷或易

导致腐蚀产生等危险、有害因素进行辨识与分析，判断发生事故的可能性及其严重程度，提

出降低或控制风险的安全对策措施。管道腐蚀防护系统安全现状评价主要包括8个方面。1）管道本体质量状况。如管道设计是否符合相关标准规定；防腐措施是否满足要求；管道元件

是否有质量证明书等；施工质量保证控制措施，施工完成后管道防腐层的完整性和阴极保护

有效性验收情况。2）管道运行安全管理方面。如安全生产管理组织机构情况；操作人员进

行安全教育和培训情况；安全技术操作规程和巡检制度、定期检查制度、维护保养规程的执

行情况；是否进行风险辨识和隐患排查治理等。3）日常检查。如是否进行定期巡检、是否

有岗位巡检管控措施，是否对易发生腐蚀部位进行重点检查和及时监测，管道防腐防护系统

健全完善情况，年度检查时是否进行了壁厚测定等。通过安全评价，管道运营单位进一步客观、准确、全面了解压力管道系统使用性能状态，找出问题，并对危害程度作出判断，针对

问题制定防范措施和管理决策，减少事故造成危害和损失，确保管道安全运行。第一，严格

遵守有关的规范标准，进行工程和相关检验技术、标准、流程、规范等方面情况的了解；第二，制定相应的检验计划，对相关的硬件以及数据进行严格的测试，确保压力管道符合设计

标准，满足使用要求；第三，注重压力管道施工过程的焊接工艺，对相关的焊接设备、技术

以及人员进行合理的选择，保证焊接质量。

4高温超声测厚法的应用

主要是对一个点进行有效的监控，需要找到具有代表性的点进行检测，对于一些模糊的

点位或是某个部位就很难进行检测，高温超声测厚法在运用过程中受到许多干扰因素的影响，在实际的操作过程中应该避免那些表面不平整，管道温度不确定的情况，在测量过程中由于

高温超声测厚法的数据模糊性较强，因此应该重复多次的对数据进行采集，最后根据具体情

况对数据进行有效的整合。定期定点对主要设备及管道进行大量测厚是腐蚀监测的主要手段。测厚所获得的数据经过处理后，可以定量地分析判断设备及管道的腐蝕状况，进行剩余寿命

评估，评估的结果既能指导安全生产，又能准确合理地安排维修计划。然而超声波测厚在高

温下进行测量时不可避免地存在由于温度引起的测量误差，因此难以得到精准的测量数据。

结语

总而言之，受力状态改变与环境条件变化会促使压力管道运行隐患问题不断增加。如果

不加以及时解决，势必就会对压力管道今后运行状态与质量造成不良影响。目前，为进一步

确保压力管道日常运行状态安全，现场操作人员主张从压力管道破坏形式方面入手，针对压