管道完整性与外腐蚀直接评价及其相应配套技术
长输管道外腐蚀评价标准及技术应用现状
长输管道外腐蚀评价标准及技术应用现状摘要：随着经济和化工行业的快速发展，外腐蚀直接评价（ECDA）是对管道防腐层和阴极保护状况进行科学检测和评价的技术，美国腐蚀工程师协会NACE已制定NACESP0502-2010《管道外腐蚀直接评价方法》等标准。
ECDA采用多种检测工具，分析评价管道检测结果，确定管道缺陷点的开挖和维修优先次序，保障管道完整性。
阐述了ECDA的预评价、间接检测、直接检测和后评价4个阶段的工作内容和要求。
介绍了管道外腐蚀直接评价技术在国内长输管道的应用情况，总结了该技术的优缺点，指出在间接检测方法、数据积累等方面国内外还存在差距。
最后提出应建立适合我国国情、与国际接轨的管道外腐蚀直接评价体系的建议。
关键词：管道ECDA;标准;防腐层;完整性;检测引言腐蚀、制管缺陷和第三方破坏是我国长输管道事故主要因素。
采用强制电流阴极保护与高质量防腐涂层可有效解决管道腐蚀问题。
长输管道线路管理的一项重要工作即是定期对管道防腐层漏点、缺陷和剥离情况进行检测和评价。
我国在2010年颁布《石油天然气管道保护法》首次针对长输管道的检测提出强制要求，即“管道企业应当定期对管道进行检测、维修，确保其处于良好状态”。
1外腐蚀直接评价标准ECDA目的是评价和减缓外腐蚀风险因素对管道完整性的影响，保证管道安全可靠。
ECDA技术路线是分析管道施工运行资料，优选管道检测方法，建立管道外腐蚀和防腐层全面的数据信息，辅以现场开挖验证缺陷点，确定管道外腐蚀严重程度，评价管道防腐层状况和剩余寿命。
相关标准是美国腐蚀工程师协会NACESP0502-2010《管道外腐蚀直接评价法》，石油行业标准SY/T0087.1-2006《埋地钢质管道外腐蚀直接评价》修改采标了NACESP0502-2002，年代版本较早，近年来管道内检测技术、缺陷评价技术发展更新很快，国内外标准在检测结果评价和缺陷优先级排序、现场开挖数量等方面存在差异。
因此有必要研究ECDA技术最佳应用实践，以改进和提升我国管道腐蚀控制和检测技术。
城市管道外腐蚀直接评价应用
试论城市管道外腐蚀直接评价的应用摘要：管道外腐蚀直接评价（ecda）是结合当前各种埋地管道检测工具，基于检测结果准确地定位外腐蚀、评价并降低外腐蚀对管道完整性的影响，从而提高管道安全状况的方法。
它包括预评价、间接检测、直接检测和后评价4个基本步骤。
本文依据美国腐蚀协会(nace)的推荐标准《管道外腐蚀直接评价方法》，通过在山西临汾市中压燃气管道的实际应用，探讨其在国内燃气管道外腐蚀直接评价中的适用性。
关键字：城市燃气管道；外腐蚀直接评价；完整性管理；外防腐层；阴极保护1预评价在预评价阶段，评价人员收集、整合并分析大量的相关数据，确定ecda对所要评价的管道是否可行，选择间接检测工具，划分ecda区。
①数据收集。
充足的数据资料是进行ecda的前提。
在该阶段，需要收集被评价管段的历史数据、当前数据、管道基本物性参数，其中包括：管体相关数据、管道施工相关数据、管道沿线的土壤及环境数据、管道腐蚀控制相关数据、管道历史运行数据等。
数据收集的完整程度和准确性将直接影响到间接检测工具的选取和ecda区的划分，从而进一步影响到数据分析及评价结果的准确性。
收集的数据要满足开展ecda所必须的最少数据需求并确定其中的关键数据。
我市中压管道的相关数据来源主要有：a.通过我市某燃气有限公司收集管道的设计、施工、运行及维护等基础数据；b.向公司工作人员咨询获取相关数据；c.沿管道收集管道及周围环境的数据。
为了保证管道数据的完整性，便于燃气管道的完整性管理，应及时更新、整合以上收集的数据，保存为电子版本并及时录入到完整性管理数据库或gis系统数据库中。
②间接检测方法的选择。
外腐蚀直接评价方法的实施需要间接检测方法作为技术支持。
间接检测方法的选择原则是能沿管道方向可靠地检测到防腐层缺陷和可能发生腐蚀的部位。
常用的检测方法有：密间隔电位法(cips)、直流电压梯度法(dcvg)、管中交变电流衰减法(pcm)，皮尔逊法(pearson)。
油气管道完整性管理全套PPT-7-直接评价方法
• 可在沿管道方向的任意地方对杂散 电流进行监测。
• 定位杂散电流汇集流入点及流出点。 • 快速评估杂散电流缓解措施的效果。 SCM杂散电流测试仪
26
➢ JG－2A型直流电火花检测仪
• JG－2A型直流电火花检测仪是用于检测金属防腐涂层质 量的专用仪器。
2
7.1 腐蚀防护系统检测方法
• 腐蚀防护系统检测包括外防腐层检测和阴极保护检 测，检测针对管道外防腐层的状态和阴极保护的保 护效果。
• 外防腐层状况主要是指：表现防腐层整体状况的绝 缘电阻率，是否有局部破损点。
• 阴极保护效果主要是看：保护电位是否能处于有效 的保护范围内，是否出现欠保护与过保护的情况。
• RD400-PCM的4Hz频率和C-SCAN的973.5Hz频率得到了NACE RP0502-2002标准的推荐。
• C-SCAN仪器带有测量检测间距的GPS定位 系统，能标志破损点位置。
PCM
注：NACE—美国国际腐蚀工程师协会 C－SCAN
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2. PEARSON检测法
11
PEARSON检测法优缺点
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3.ACVG（交流电位梯度）法
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A字架的破损点定位过程
• 电流方向在破损点两侧发生变化。如果在一个新位置电流指向前， 而在第二个位置电流指向后，就证明操作人员走过了故障点。
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4. 直流电压梯度测试技术（DCVG）
15
DCVG测量过程
16
DCVG的破损点查找及定位过程
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破损点处管体腐蚀活性判断
油气管道完整性管理
7 直接评价方法
1
概述
• 直接评价管道完整性评价方法之一。 • 三种直接评价方法：
管道完整性与外腐蚀直接评价与其相应配套技术
Defect Acceptance Curve 缺陷临界曲线
NOT OK x
x
OK
d/t
x
x
x xxx
x
L
Allowable measured defect size for 41.3 bar
1.0
Relative defect depth (d/t)
0.8
Defect size
Allow able defect size
0.6
0.4
2 defects Not OK
0.2
0.0 0
200
400
600
800
1000
1200
Defect length (mm)
DNV RP F101 acceptance curve at inspection time (2002)
(general corrosion, PL02) DNV 评价方法
EMAT 检测器
EMAT 检测器
电磁声传感器在在线检测设备中的应用目 前还处于发展阶段；
电磁声传感器不需要耦合介质，可以稳定 的应用于气体输送管道。
该检测器的特点是专用于气管线、无液体 耦合的要求、高精度检测、定位和尺寸。
超声波液体耦合检测器
超声波液体耦合检测器 （ULTROSCAN CD）
COMPOSITE MATERIAL - FIBER CARBON REPAIR TECHNOLOGY
复合材料补强技术
Exposy with sleeve
-3.0
第一年
-2.5
-2.0
每年 CP
-1.5
电位
-1.0
对比
-0.5
600
管道完整性咨询及评估技术标书
管道完整性咨询及评估技术标书一、引言管道是现代工业中不可或缺的基础设施之一，其完整性对于保障工业生产的安全和可持续性至关重要。
本技术标书旨在提供一套全面的管道完整性咨询及评估方案，以确保管道系统的安全可靠运行。
二、背景介绍管道系统在长期使用过程中，会受到多种因素的影响，如腐蚀、磨损、压力变化等，这些因素可能导致管道的破损、泄漏甚至爆炸等事故。
因此，对管道系统进行定期的完整性评估和维护是必要的。
三、技术标准1. 管道完整性评估标准根据国际标准和行业规范，我们将制定一套管道完整性评估标准，包括但不限于以下方面：- 管道材料的选择和使用标准- 管道设计和施工标准- 管道运行和维护标准- 管道检测和监测标准2. 管道完整性维护标准在评估管道完整性的基础上，我们将制定一套管道完整性维护标准，包括但不限于以下方面：- 管道定期检查和维护计划- 管道修复和更换标准- 管道事故应急处理标准四、技术方案1. 管道完整性评估技术方案我们将采用先进的非破坏性检测技术和传感器监测技术，对管道系统进行全面的评估。
具体技术方案包括但不限于以下内容：- 超声波检测技术- 磁粉检测技术- 管道应力分析技术- 管道腐蚀监测技术2. 管道完整性维护技术方案基于管道完整性评估结果，我们将制定一套管道完整性维护技术方案，包括但不限于以下内容：- 管道防腐技术- 管道补漏技术- 管道更换和修复技术- 管道事故应急处理技术五、项目计划1. 项目目标本项目的目标是确保管道系统的安全可靠运行，减少事故风险，提高工业生产效率。
2. 项目阶段- 需求分析阶段：了解客户需求，明确评估和维护的重点和范围。
- 技术方案制定阶段：制定管道完整性评估和维护的技术方案。
- 实施阶段：根据技术方案进行管道完整性评估和维护工作。
- 结果报告阶段：整理评估和维护结果，向客户提交详细的报告。
3. 项目时间表根据项目的具体规模和复杂程度，我们将制定详细的项目时间表，确保项目按时完成。
油气田老管道外腐蚀综合检测和评价方法
案例二：某油田老管道外腐蚀治理效果评估
总结词
该案例对某油田老管道外腐蚀治理效果进行了评估，通过对比治理前后的管道状况，分析治理措施的有效性。
详细描述
该案例在老管道外腐蚀治理后，采用与案例一相同的检测手段对治理效果进行评估。通过对比治理前后的检测数 据，分析治理措施的有效性。同时，结合实际生产情况，对治理后的管道进行了长期监测，以确保治理效果的稳 定性和持久性。
对生产安全的影响
引发安全事故
油气田老管道外腐蚀可能导致管 道破裂、油气泄漏等安全事故， 给企业生产和人员安全带来严重
威胁。
生产中断
管道外腐蚀引起的泄漏和事故可能 导致生产中断，影响企业的正常运 营和经济效益。
增加维修成本
为了确保生产安全，企业需要定期 对老管道进行检测和维修，这会增 加企业的运营成本。
案例三
总结词
该案例对某油田老管道外腐蚀预防措施 的效果进行了评估，通过对比采取预防 措施前后的管道状况，分析预防措施的 有效性。
VS
详细描述
该案例在采取老管道外腐蚀预防措施后， 同样采用与案例一相同的检测手段对预防 措施的效果进行评估。通过对比采取预防 措施前后的检测数据，分析预防措施的有 效性。同时，该案例还对预防措施的长期 效果进行了监测，以确保预防措施的可靠 性和持久性。
涡流检测
利用涡流检测技术，通过测量涡流的变化 ，判断管道表面的腐蚀和裂纹等缺陷。适 用于薄壁管道的检测。
超声波检测
利用超声波在管道中的传播特性，检测管 道的腐蚀和裂纹等缺陷。适用于厚壁管道 的检测。
检测技术优缺点比较
电位测量技术优点是操作 简便、成本低，缺点是精 度较低，容易受到干扰。
涂层检测技术优点是可以 评估涂层的保护效果，缺 点是需要破坏涂层进行检 测。
埋地管道外腐蚀直接评价方法
埋地钢质管道外腐蚀直接评价方法与检测的实施过程林守江（天津市嘉信技术工程公司 天津300384）摘 要 埋地钢质管线的腐蚀检测和评价是确定腐蚀状况、制定维修方案的基础，外腐蚀直接评价方法提供了对不适合内检的管道腐蚀检测和评价的实施方案。
在腐蚀检测过程中间接检测方法的配合使用，对保证检测结果的可靠性、减小单一方法的局限性非常重要。
本文结合工程实际就腐蚀检测及直接评价方法的实施过程中检测项目的确定，工具的选择等问题进行了探讨。
关键词钢质管道、腐蚀检测、ECDA、腐蚀直接评价一、引言埋地钢质管线的腐蚀检测及评价是指对管线的防腐层、阴极保护状况、管体腐蚀损伤、土壤腐蚀条件进行全面检测之后，结合管道的运行历史，对管道腐蚀进行现状评价的过程。
准确地掌握防腐层的缺陷、阴极保护的有效性及土壤腐蚀条件等状况，通过实施必要的开挖验证，进而确定管体的腐蚀缺陷程度，是成功地实施腐蚀直接评价的关键。
近年来，在新行业标准的推动下，我国越来越多的管道单位开展了外腐蚀直接评价（ECDA）方法的实践。
推动了管道的安全管理工作水平提高，取得了令人瞩目的进展。
由于埋地管线所处地区的不同，土壤腐蚀环境、管道防腐层的状况、阴极保护有效性、管道运行条件等差异的原因，导致了管体腐蚀损伤状况的不同。
这些差异使得在腐蚀检测的过程中，实施检测项目的重点应有所不同，也可能需要采用不同的间接检测工具和方法。
特别是我国的绝大多数管线以前从未实施过ECDA方法，管道的历史数据缺乏，加之很多检测工程受预算经费的限制，不可能完全照搬ECDA标准中的做法。
但是，通过贯彻ECDA方法中的先进理念和技术原则，对于解决我国腐蚀检测评价中存在的方法单一，数据可靠性不高，实施队伍技术水平参差不齐等问题，提高腐蚀控制水平，有效保证管道的运行安全，提高管道资产的效益等方面都会起到重要的推动作用。
二、腐蚀检测的实施范围在早先的行业标准SY/T 0087-95《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》中规定了对管道的腐蚀调查方法分为：全线普查、重点调查以及日常调查三类。
长输天然气管道完整性管理与管道腐蚀检测技术
长输天然气管道完整性管理与管道腐蚀检测技术摘要：在长输管道完整性的管理过程中，对管道内外壁的腐蚀情况进行测定，预估风险，制定管道的维修计划，保证天然气长距离输送的安全性。
关键词：长输天然气管道；长输天然气管道；管道腐蚀检测技术1天然气管道输送过程中管道腐蚀的分析1.1管道腐蚀的成因①土壤腐蚀和管道腐蚀。
在天然气管道的腐蚀影响因素中，土壤是一种关键因素，由于土壤属于液、固和气三相的多孔性胶质体，空隙中存在着一定的水和气，由于水中含有一定的盐分，也就使得土壤的离子导电性非常突出。
天然气管道在输送天然气的过程中，不同区域土壤条件不同，且管道每一部分的金相结构也存在着巨大的差异，也就产生了电化学电流，这一腐蚀电流对于管道存在着严重的腐蚀，易引发管道的土壤腐蚀。
一些天然气管道为长输埋地管道，这类管道在施工时往往都会进行防腐层设计，以通过防腐层来有效避免管道的土壤腐蚀，但是，在实际的施工过程中，一些不当的操作行为可能会导致防腐层被破坏，难以起到隔离作用。
②大气腐蚀和细菌腐蚀。
外部环境因素同样可能会引起管道腐蚀，首先，大气中有一定含量的水蒸气，而管道表面多以金属材质为主，在外界环境作用下，水蒸气或在金属表面凝结，形成水膜，此水膜可以溶解空气中的气体和杂质，在此溶解过程中，水膜相当于电解液，此反应过程会引起管道的化学腐蚀[2]。
其次，气候条件同样会造成天然气管道的腐蚀，如果管道所经过区域长期处于晴朗天气，那么管道的运行环境相对较好，而在阴雨天气下，管道处于潮湿环境下，空气湿度较高，发生管道腐蚀的几率将相对较高，腐蚀的速率也非常快。
最后，细菌同样会导致管道腐蚀，比如，硫酸盐还原菌、铁细菌、氧化菌等都会加大管道腐蚀威胁。
1.2管道腐蚀的形态①点蚀。
点蚀是管道腐蚀的一种形态，在管道中属于局部腐蚀现象，多呈现出点状、针状和小孔状。
各类管道工程中，由于管道多输送的是气体和液体类物质，当出现了点蚀情况以后，将会给管道造成极大的安全威胁，且由于点蚀的特征，往往很难被人们发现。
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普通轴向漏磁(对环 向缺陷敏感)
环向漏磁(对轴向缺 陷敏感)
解读软件-缺陷点映像图
2002年 检测 2009年 检测
离线管材检测技术
世界上超声波相位阵列（TOFD），加拿大RD-TECH公 司技术，用于环焊缝缺陷探伤检验，与传统的多探头系 统相比灵敏度相同或更高，运动部件少，易于移动，检 验效率高。
世界上第二代激光管线检测工具(LPIT)，MarkⅡ LPIT 采用点激光传感器，沿管子环向可扫描103度，传感器 安装在磁驱爬行器上，可在管长任意位置以高速率扫描， 在任何方位自动倾斜，与Corrosion Pro98及 RSTRENG结合，可准确检测凹坑、弯曲、鼓胀、焊缝 腐蚀，描绘腐蚀区域彩色形貌，分析腐蚀的重要程度， 计算失效压力；
液体偶合装置使超声脉冲通过一种液体耦合介 质（油，水等）调整超声脉冲的传播角度，可以 在管壁中产生剪切波，在钢结构管道检测中，超 声波入射角可以调整为45度的传播角，更适合于 裂纹缺陷的检测，长度大于30mm，深度大于 1mm的裂纹可以检测出。
环形漏磁检测器
环形漏磁检测器（TRANSCAN） 检测器将管壁四周磁化。大部分裂纹非常 紧密，因而不能改变磁力线的方向达到检测 的可靠性。应力集中和裂纹共同作用改变了 管壁中磁场的性能，而这种磁力线传播的改 变会使缺陷检出的可能性增加。在在役管道 焊缝中检测出了裂纹和缺焊，在拉伸测试中 检测出了应力腐蚀裂纹。
风险往往是隐含的！
泰坦尼克号与冰山-完整性预警失效！
第一部分
管道完整性技术发展
ILI智能检测
管道完整性技术工具
水压试验
直接评估 （内腐蚀，外腐蚀，应力腐蚀）
3
完整性技术发展-内检测技术
腐蚀检测器
腐蚀漏磁检测
高分辨率检测器采用而更小更先进的霍尔 传感器能检测管壁上更小的区域并显示更 加具体的信息。
0.6
0.4
2 defects Not OK
0.2
0.0 0
200
400
600
800
1000
1200
Defect length (mm)
DNV RP F101 acceptance curve at inspection time (2002)
(general corrosion, PL02) DNV 评价方法
管道氢致开裂沿晶穿晶断裂
L2
S a
L
45 L
管道氢致开裂过程区断裂判据
t*hm f a x2(1C )H *(l)[1 (d 2l*)1/21]
氢致裂纹扩展的位错模型
完整性评价技术-ECDA
外腐蚀直接评价法是针对管段上的外腐蚀危险评价 管段的完整性。该过程将设施参数、管道特性的当 前、历史的现场检测和数据相结合。采用无损检测 技术（一般为地上或间接检测）对防腐效果进行评 价。
完整性评价-缺陷评价技术
缺陷评价的方法主要通过理论与实验的方法确 定下来，一般都采用实验手段获得的经验公式， 体积型缺陷的评价标准很多，例如ASME B31.G、DNV-RP-F101 BS7910、 RESTRENGH、API579等，高级评价使用 ABQUS评价，满足工业评价需求。
缺陷评价方法 defects evaluation methods ( DNV、B31.G、RESTRENG、API 579 )
EMAT 检测器
EMAT 检测器
电磁声传感器在在线检测设备中的应用目 前还处于发展阶段；
电磁声传感器不需要耦合介质，可以稳定 的应用于气体输送管道。
该检测器的特点是专用于气管线、无液体 耦合的要求、高精度检测、定位和尺寸。
超声波液体耦合检测器
超声波液体耦合检测器 （ULTROSCAN CD）
ECDA要求进行直接检查和评价。直接检查和评价 可验证间接检测确定的管道上现有的和过去的腐蚀 位置，
ECDA要求进行后评价，以确定腐蚀速率，从而确 定检测时间间隔，重新评价效能的量度标准及其当 前的适用性.
DCVG pipeline survey
MAINTENANCE CP SYSTEMS AUDIT
Defect Acceptance Curve 缺陷临界曲线
NOT OK x
x
OK
d/t
x
x
x xxx
x
L
Allowable measured defect size for 41.3 bar
1.0
Relative defect depth (d/t)
0.8defect size
超声导波检测技术
超声导波技术是一种可以代表管道检测技术发展水平 的检测系统，常用于快速检测难于进行内检测管道的 内部和外部腐蚀及其他缺陷。
在直径为大于或等于2英寸的管道中，超声导波管道检 测系统使用轻型环状传感器发射超声导波，传播距离 可达100米，软件程序可分辨管道交叉部分反射波的 变化，超声导波系统可对从传感器安装位置的全管体 进行100%检测，导波系统发射扭转波和纵波，使用时 只需清除很小区域可完成对输气和输油管道的检测， 而不用把管道全部挖开。
因而，高分辨率设备更加适合于检测不规 则管道，相应高分辨率设备所需处理的数 据量比较大，数据处理的过程也更为复杂。
裂纹检测设备
裂纹检测设备 Ematscan CD裂纹检测器，又名电磁声学传感
器装置（EMAT） 电磁声学传感器由一个放置在管道内表面的磁场 中的线圈构成。交变电流通过线圈促使在管壁中 产生感应电流，从而产生洛仑兹力（这个力由磁 场控制），它由导致产生超声波，传感器的类型 和结构决定了所产生的超声波的类型模式以及超 声波在管壁中传播的特征.
-3.0
第一年
-2.5
-2.0
每年 CP
-1.5
电位
-1.0
对比
-0.5
600
620
640
660
680
700
720
740
0.0
-3.0
第二年
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
600
620
640
660
680
700
720
740
0.0
ICDA内腐蚀直接评估技术
内腐蚀的直接评价（ICDA）是一个评价通常输送干气、 但可能短期接触湿气或游离水（或其他电解液）的输气 管道完整性的结构性方法，ICDA可实施苛刻腐蚀环境 下的评估并提供腐蚀速率评价，识别出输送干气情况下 多山地形，描述管道高程棒图，提出可视化的计算结果 计算关键位置，预测最恶劣情况的腐蚀率。