油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與思考

摘要：通過(guò)定期對(duì)油氣管道實(shí)施內(nèi)外檢測(cè)，及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)管道的腐蝕缺陷，采取相應(yīng)的維修、更換措施，可有效降低腐蝕事故的發(fā)生概率。針對(duì)外腐蝕、內(nèi)腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、穿越段外腐蝕，闡述了油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了瞬變電磁、超聲導(dǎo)波、磁應(yīng)力等非開(kāi)挖檢測(cè)技術(shù)原理及工程應(yīng)用，總結(jié)了中國(guó)在油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用和管理中存在的問(wèn)題，從管理提升和技術(shù)提升兩方面探討了未來(lái)的發(fā)展需求。在管理提升方面，提出建立統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)及專(zhuān)業(yè)化腐蝕檢測(cè)效能評(píng)價(jià)隊(duì)伍；在技術(shù)提升方面，建議持續(xù)開(kāi)展應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)研究，啟動(dòng)微生物腐蝕機(jī)理和檢測(cè)技術(shù)研究，開(kāi)展針孔腐蝕缺陷的檢測(cè)與驗(yàn)證技術(shù)研究，開(kāi)展組合式內(nèi)外檢測(cè)工具研發(fā)。

關(guān)鍵詞：油氣管道；腐蝕檢測(cè)；直接評(píng)價(jià)；外腐蝕；內(nèi)腐蝕；應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂；穿越段外腐蝕；非開(kāi)挖檢測(cè)

油氣管道腐蝕防護(hù)系統(tǒng)是確保管道長(zhǎng)期安全運(yùn)行的基本保障，隨著國(guó)家對(duì)油氣管道安全監(jiān)督力度的加強(qiáng)，油氣管道腐蝕檢測(cè)成為管道安全防護(hù)的重要環(huán)節(jié)和技術(shù)手段。腐蝕貫穿鋼質(zhì)管道全生命周期，是導(dǎo)致油氣管道失效事故的主要誘因之一。定期對(duì)管道開(kāi)展腐蝕檢測(cè)，及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)腐蝕缺陷，并采取相應(yīng)的控制、維修、更換措施，可有效降低腐蝕事故發(fā)生概率。目前，中國(guó)在油氣管道腐蝕檢測(cè)方面已經(jīng)形成以直接評(píng)價(jià)為核心的相對(duì)完善的檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)體系，包括外腐蝕直接評(píng)價(jià)（ECDA）、內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)（ICDA）、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)價(jià)（SCCDA）。21 世紀(jì)初期，直接評(píng)價(jià)技術(shù)被引入中國(guó)，經(jīng)過(guò)大量工程應(yīng)用，已經(jīng)形成自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)內(nèi)容也納入油氣管道定期檢驗(yàn)項(xiàng)目 [1] 。近年來(lái)，針對(duì)油氣管道管體缺陷的非開(kāi)挖檢測(cè)技術(shù)也得到較多工程應(yīng)用，如瞬變電磁技術(shù)（TEM）、超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)、磁力層析檢測(cè)技術(shù)（MTM）等。工程實(shí)踐表明：直接評(píng)價(jià)雖然存在一定的局限性，但仍是目前用于評(píng)估油氣管道腐蝕控制狀況或腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的有效手段，對(duì)于埋地長(zhǎng)輸油氣管道而言，ECDA 的工程應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)也更加成熟。

1　技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 外腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)

1.1.1 發(fā)展概況

在 2000 年以前，埋地鋼質(zhì)管道的外腐蝕檢測(cè)主要依靠開(kāi)挖調(diào)查。當(dāng)時(shí)主流的防腐層質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)是中國(guó)自主研發(fā)的變頻-選頻法，其以一定長(zhǎng)度的管道為評(píng)估對(duì)象，通過(guò)測(cè)試單位面積防腐層與遠(yuǎn)方大地之間的電阻，評(píng)估埋地鋼質(zhì)管道外防腐層的狀況 [2] 。該方法適用于評(píng)價(jià)一段管道防腐層的整體質(zhì)量，無(wú)法定位防腐層破損位置，目前已很少應(yīng)用。關(guān)于陰極保護(hù)有效性的評(píng)價(jià)，雖然提出了 IR 降的概念，但電位測(cè)量仍主要依賴于試片或極化探頭，檢測(cè)效率低。

在 2000 年以后，隨著一些檢測(cè)設(shè)備（如英國(guó)雷迪公司的 RD-PCM 測(cè)量設(shè)備，加拿大 CATH-TECH 公司的 CIPS 測(cè)量設(shè)備，中國(guó)自主研發(fā)的 SL 系列防腐層檢漏儀）的研發(fā)與應(yīng)用，外檢測(cè)和評(píng)價(jià)技術(shù)得到快速發(fā)展，逐步形成以交流電流衰減法（ACAS）、交流電壓梯度法（ACVG）、皮爾遜法（PERSON）、密間隔電位測(cè)量法（CIPS）、直流電壓梯度法（DCVG）為核心的技術(shù)體系，建立了一套科學(xué)的 ECDA 技術(shù)流程（圖 1），提高了外腐蝕檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確率，成為目前外腐蝕檢測(cè)和評(píng)價(jià)的主流方法。

圖1　油氣管道外腐蝕直接評(píng)價(jià)技術(shù)流程圖

通過(guò)不同檢測(cè)方法的組合應(yīng)用，可系統(tǒng)評(píng)估管道外防腐層質(zhì)量、陰極保護(hù)有效性、雜散電流干擾的總體狀況，并結(jié)合防腐層破損處的開(kāi)挖調(diào)查，對(duì)管體腐蝕缺陷及環(huán)境腐蝕性進(jìn)行直接檢測(cè)和評(píng)價(jià)。但相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用需要通過(guò)大地形成良好的回路，在一些特殊管段的應(yīng)用存在困難，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性也因此受到影響，主要包括：①大型穿跨越、連續(xù)水網(wǎng)區(qū)等測(cè)試人員難以到達(dá)的管段；②鋪砌路面、凍土、鋼筋混凝土、含有大量巖石回填物等導(dǎo)電性較差的管段；③防腐層剝離、套管、保溫層等易造成電屏蔽的管段；④雜散電流干擾嚴(yán)重的管段。

1.1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

中國(guó)最早用于指導(dǎo)油氣管道內(nèi)外腐蝕檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)是 SY/T 0087—1995《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕防護(hù)與調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)》，其中開(kāi)挖調(diào)查相關(guān)規(guī)定一直沿用至今。SY/T 5919—1994《埋地鋼質(zhì)管道干線電法保護(hù)技術(shù)管理規(guī)程》主要用于指導(dǎo)陰極保護(hù)和交直流雜散電流干擾的檢測(cè)與評(píng)價(jià)，其中的陰極保護(hù)度、陰極保護(hù)有效率概念也一直沿用至今。2004 年，中國(guó)石油規(guī)劃總院、中國(guó)石油大學(xué)（北京）、中國(guó)石油管道公司沈陽(yáng)調(diào)度中心等單位，非等效采標(biāo)美國(guó)防腐蝕工程師協(xié)會(huì)（NACE）標(biāo)準(zhǔn) NACE RP 0502-2002《管道外腐蝕直接評(píng)價(jià)方法》，編制了 SY/T 0087.1—2006《鋼制管道及儲(chǔ)罐腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)-埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評(píng)價(jià)》，形成了以間接檢測(cè)為核心的外腐蝕直接評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程。目前，該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成第二次修訂，最新發(fā)布版本為 SY/T 0087.1—2018，該標(biāo)準(zhǔn)較好地指導(dǎo)和推動(dòng)了中國(guó)油氣管道外腐蝕檢測(cè)工作的開(kāi)展，在工程實(shí)踐中積累了大量寶貴經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)一些不足，如流程過(guò)于復(fù)雜，檢測(cè)技術(shù)適用范圍受限，評(píng)價(jià)指標(biāo)可操作性不強(qiáng)等。

自 NACE RP 0502-2002 之后，NACE 又先后發(fā)布了一系列標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于提高 ECDA 的有效性起到了很好的支撐作用。NACE SP 0207-2010《埋地或地下水金屬管道上密間距和直流電壓梯度測(cè)量》提出了CIPS 和 DCVG 檢測(cè)流程及技術(shù)要求，NACE TM0109-2009《地下管道防腐層狀況評(píng)價(jià)地面檢測(cè)技術(shù)》提出了間接檢測(cè)技術(shù)的操作流程和數(shù)據(jù)分析方法，NACE SP 0210-2010《管道外腐蝕確認(rèn)直接評(píng)價(jià)》提出了綜合運(yùn)用多個(gè)指標(biāo)、多種因素評(píng)估和判斷外腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的流程。目前，中國(guó)除 SY/T 0087.1 之外，針對(duì)具體檢測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn)尚未形成完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。SY/T 0087.1—2018 在原標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上重點(diǎn)修訂了評(píng)價(jià)準(zhǔn)則以及間接檢測(cè)與評(píng)價(jià)部分，由原來(lái)的單一指標(biāo)評(píng)價(jià)改為綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)，采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣的思路將土壤腐蝕性、防腐層破損程度、陰極保護(hù)水平、雜散電流干擾程度等單一指標(biāo)進(jìn)行組合，以綜合評(píng)估外腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，確定開(kāi)挖調(diào)查的優(yōu)先級(jí)，完善了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，用于特殊地段的管道外腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)，為解決特殊地段檢測(cè)難題提供了指導(dǎo)方法 [3] ，但尚未完全解決檢測(cè)技術(shù)的規(guī)范性問(wèn)題。

1.2 內(nèi)腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)

1.2.1 發(fā)展概況

埋地鋼質(zhì)管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展與外腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)基本相同，最初也是主要依賴介質(zhì)腐蝕性分析和開(kāi)挖調(diào)查。目前，針對(duì)內(nèi)腐蝕的檢測(cè)與評(píng)價(jià)，除內(nèi)檢測(cè)技術(shù)外，主要采用 ICDA 方法。2006 年，NACE 發(fā)布了干氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) NACE SP 0206-2006《干氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法（DG-ICDA）》，中國(guó)也同步開(kāi)始了輸氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)的應(yīng)用研究，隨后多相流管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法（MF-ICDA），濕氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法（WG-ICDA）、液體管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法（LP-ICDA）陸續(xù)進(jìn)入研究應(yīng)用階段。中國(guó)石油規(guī)劃總院通過(guò)持續(xù)開(kāi)展 ICDA 研究與應(yīng)用，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。ICDA 分為預(yù)評(píng)價(jià)、間接檢測(cè)、詳細(xì)檢查、后評(píng)價(jià)4 步流程（圖 2），其中間接檢測(cè)是核心，主要通過(guò)流體力學(xué)模型計(jì)算給出可能的內(nèi)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，再結(jié)合腐蝕預(yù)測(cè)模型分析其發(fā)展趨勢(shì)。常用的流體分析軟件包括Fluent、OLGA 等，結(jié)合管道走向、流體狀態(tài)，預(yù)測(cè)水或腐蝕性介質(zhì)易沉積的位置，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖進(jìn)行驗(yàn)證。這些預(yù)測(cè)方法或模型并不是唯一的，通常不具有普遍適用性。北美地區(qū)的一些管道運(yùn)營(yíng)公司往往結(jié)合所轄管道的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)有針對(duì)性的計(jì)算模型或軟件，可以重復(fù)使用和持續(xù)修正。

圖 2　油氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)技術(shù)流程圖

近年來(lái)，一些油氣長(zhǎng)輸管道因游離水沉積或介質(zhì)質(zhì)量控制不到位等問(wèn)題而發(fā)生內(nèi)腐蝕，因而推進(jìn)了ICDA 技術(shù)的應(yīng)用，但總體應(yīng)用效果不如 ECDA 技術(shù)成熟。在各種 ICDA 技術(shù)中，天然氣干線管道內(nèi)腐蝕預(yù)測(cè)模型較為成熟，在國(guó)外已有較多的成功應(yīng)用案例，而液體管道、多相流管道的腐蝕分析模型因介質(zhì)情況復(fù)雜，成功應(yīng)用案例較少，目前大都處于探索階段?？仆厥凸静捎靡后w石油管道 ICDA 技術(shù)，通過(guò)引入新的點(diǎn)蝕因子，實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)腐蝕的準(zhǔn)確預(yù)測(cè) [4] 。徐廣麗等 [5-9] 在成品油的攜水能力方面開(kāi)展了大量的數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究，提出了水相梯度計(jì)算公式，分析了成品油在不同工況下的攜水能力。中國(guó)雖然針對(duì)輸氣管道、液體管道、多相流管道均開(kāi)展了 ICDA 應(yīng)用，但整體處于試驗(yàn)研究階段，目前面臨的問(wèn)題主要包括：①在流場(chǎng)計(jì)算和腐蝕模型預(yù)測(cè)方面經(jīng)驗(yàn)不足，特別是液體管道、多相流管道計(jì)算參數(shù)繁多，不同模型對(duì)不同管道的適用性各不相同；②現(xiàn)有計(jì)算軟件或模型在長(zhǎng)距離管道流體計(jì)算分析方面精度不高，計(jì)算能力有限。

1.2.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

自 2006 年起，NACE 先后發(fā)布了針對(duì)不同輸送介質(zhì)管道的 ICDA 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括 NACE SP 0206-2006、NACE SP 0208-2008《液體石油管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方 法（LP-ICDA）》、NACE SP 0110-2018《濕 氣 管 道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法（WG-ICDA）》、NACE SP 0116-2018《多相流管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法》。每一部標(biāo)準(zhǔn)都針對(duì)具體的流體特性，給出流場(chǎng)計(jì)算和腐蝕預(yù)測(cè)的推薦模型，如 Adams 模型、Crolet 模型、Dayalan 模型等。這些模型與管道輸送介質(zhì)的屬性、運(yùn)行工況、敷設(shè)條件等參數(shù)的選取密切相關(guān)，直接決定計(jì)算精度和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。工程應(yīng)用實(shí)踐表明：選擇合適的流場(chǎng)計(jì)算模型、腐蝕預(yù)測(cè)模型及工況參數(shù)是保證 ICDA 結(jié)果準(zhǔn)確性的必要條件。

在 2006 年之前，中國(guó)用于指導(dǎo)內(nèi)腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)主要是 SY/T 0087—1995。2010 年，中國(guó)石油規(guī)劃總院牽頭編制了 SY/T 0087.2—2012《鋼制管道及儲(chǔ)罐腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 第 2 部分：埋地鋼質(zhì)管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)》。SY/T 0087.2—2012 與 NACE 發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)雖然都建立了 ICDA“四步”流程，但核心內(nèi)容存在本質(zhì)區(qū)別。SY/T 0087.2—2012 推薦采用地面非開(kāi)挖檢測(cè)技術(shù)（TEM、超聲導(dǎo)波、超聲測(cè)厚等）確定管道內(nèi)腐蝕位置，這些非開(kāi)挖檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多局限性，對(duì)管道敷設(shè)條件和外界環(huán)境干擾較為敏感，也無(wú)法區(qū)分內(nèi)、外腐蝕缺陷。目前，在管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)方面，中國(guó)一般參照 NACE 標(biāo)準(zhǔn)推薦的做法，而流場(chǎng)計(jì)算模型的運(yùn)用則多種多樣。GB/T 34349—2017《輸氣管道內(nèi)腐蝕外檢測(cè)方法》和 GB/T 34350—2017《輸油管道內(nèi)腐蝕外檢測(cè)方法》中關(guān)于內(nèi)腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)的要求與 NACE 標(biāo)準(zhǔn)一致。

1.3 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)

1.3.1 發(fā)展概況

應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）是材料在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境共同作用下產(chǎn)生的以裂紋生長(zhǎng)和脆性斷裂為特征的一種環(huán)境敏感斷裂形式，油氣長(zhǎng)輸管道以外壁應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂為主，裂紋常以群落的方式集中出現(xiàn)在某一區(qū)域，裂紋群內(nèi)可能存在幾十到幾百個(gè)相互平行的微小裂紋 [10-13] 。1965 年 3 月，美國(guó)路易斯安那州 Natchitoches 輸氣管道發(fā)生第一起 SCC 事故。20 世紀(jì) 90 年代，高 pH 值 SCC開(kāi)裂機(jī)理得到業(yè)界的普遍認(rèn)可，近中性 pH-SCC 開(kāi)裂機(jī)理也得到不斷發(fā)展。中國(guó)從 2001 年開(kāi)始對(duì)埋地鋼質(zhì)管道的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂問(wèn)題開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)研究，對(duì)四川天然氣管網(wǎng)、陜京輸氣管道、澀寧蘭輸氣管道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并開(kāi)展系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室研究工作 [14-15] 。

SCC 從萌生到引發(fā)事故是一個(gè)非常緩慢的過(guò)程，不易被發(fā)現(xiàn)或檢出，引發(fā)事故前，裂紋常潛伏于管體幾十年。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)價(jià)方法包括預(yù)評(píng)價(jià)、間接檢測(cè)與評(píng)價(jià)、直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)、后評(píng)價(jià) 4 步流程，通過(guò)敏感性分析及開(kāi)挖調(diào)查識(shí)別、確認(rèn)管道的 SCC 風(fēng)險(xiǎn)，建立 SCC 敏感段開(kāi)挖選點(diǎn)原則（圖 3）。

圖 3　應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)價(jià)方法技術(shù)流程圖

在 SCCDA 之外，北美地區(qū)的管道運(yùn)營(yíng)公司開(kāi)展了數(shù)千公里基于內(nèi)檢測(cè)的應(yīng)力腐蝕裂紋檢測(cè)。漏磁檢測(cè)是目前比較成熟的管道內(nèi)檢測(cè)方法，但管道表面裂紋形態(tài)各異，增加了裂紋檢測(cè)和量化難度，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)難以精確識(shí)別出裂紋，只有當(dāng)外加磁場(chǎng)方向最大限度地與被檢缺陷正交時(shí)，才能激勵(lì)出最大的漏磁場(chǎng)。美國(guó) TDW 公司開(kāi)發(fā)的螺旋漏磁檢測(cè)技術(shù)（SMFL），結(jié)合周向漏磁檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及傳統(tǒng)軸向漏磁檢測(cè)技術(shù)的精度特性，在未明顯增加測(cè)量節(jié)長(zhǎng)度的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)方向狹長(zhǎng)裂縫的精確測(cè)量。但針對(duì)軸向裂紋、尺寸較小裂紋及其他類(lèi)裂紋缺陷的漏磁檢測(cè)技術(shù)有待開(kāi)展深入研究。超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)裂紋等平面型缺陷較敏感，檢測(cè)精度高，但對(duì)耦合條件要求較高。GE-PII、ROSEN、NDT 等管道檢測(cè)公司均擁有基于壓電超聲的腐蝕、裂紋檢測(cè)技術(shù)。ROSEN 公司研發(fā)的電磁超聲裂紋檢測(cè)器不需要液體耦合劑，適用于輸氣管道的檢測(cè)，可以檢測(cè)裂紋、防腐層剝離，但檢測(cè)效果仍需通過(guò)工程應(yīng)用加以驗(yàn)證。Enbridge 公司的檢測(cè)實(shí)踐表明，管道夾雜會(huì)影響超聲波信號(hào)的傳播，超聲檢測(cè)在裂紋尺寸和深度測(cè)量方面存在一定誤差，需要結(jié)合管道實(shí)際情況和開(kāi)挖驗(yàn)證情況，對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析處理。目前，中國(guó)裂紋內(nèi)檢測(cè)設(shè)備尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)和樣機(jī)試驗(yàn)階段，實(shí)際應(yīng)用效果不理想。應(yīng)力腐蝕裂紋檢測(cè)的另一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)是定量化問(wèn)題，超聲相控陣（PAUT）是目前唯一能夠檢測(cè)應(yīng)力腐蝕裂紋并給出定量尺寸和深度的技術(shù)，但對(duì)管道表面的耦合條件要求較高，檢測(cè)效率低，只適用于開(kāi)挖調(diào)查。

1.3.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)外針對(duì)埋地管道應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂開(kāi)展了大量的實(shí)際調(diào)查和科學(xué)研究，形成多個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括 NACESP 0204-2008《應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)價(jià)方法》、ASMEB31.8S-2014《輸氣管道系統(tǒng)完整性管理》、ASME STP-PT-011-2008《高后果區(qū)內(nèi)天然氣管道應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的完整性管理》、API RP 1160-2013《危險(xiǎn)液體管道的完整性管理》，以及加拿大能源管道協(xié)會(huì)編制發(fā)布的《應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂評(píng)價(jià)推薦作法》。這些應(yīng)力腐蝕風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和直接評(píng)價(jià)方面的標(biāo)準(zhǔn)，主要借鑒北美地區(qū)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，受服役環(huán)境影響在中國(guó)的適用性有待驗(yàn)證。目前，中國(guó)的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂檢測(cè)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) GB/T36676—2018《埋地鋼制管道應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）外檢測(cè)方法》和 SY/T 0087.4—2016《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 第 4 部分：埋地鋼質(zhì)管道應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)價(jià)》在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性分析、敏感段識(shí)別及 SCC裂紋評(píng)價(jià)方面主要參照 NACE SP 0204-2008。

1.4 穿越段管道外腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)

1.4.1 河流穿越

河流定向鉆穿越段管道埋深大，無(wú)法實(shí)施地面檢測(cè)，主要依靠設(shè)計(jì)、建設(shè)期提高防腐等級(jí)保證其使用壽命。GB/T 37369—2019《埋地鋼質(zhì)管道穿跨越段檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)》對(duì)穿跨越段管道的檢測(cè)與評(píng)價(jià)提出了年度檢查和定期檢驗(yàn)的要求，重點(diǎn)提出了檢測(cè)項(xiàng)目和要求，但具體的檢測(cè)方法和技術(shù)手段涉及較少。NACE TM0102-2002《地下管道涂層電導(dǎo)率測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》推薦采用防腐層電導(dǎo)率評(píng)價(jià)定向鉆穿越段管道防腐層質(zhì)量，但該方法僅適合在施工完成后尚未與其他管段連接時(shí)應(yīng)用。中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) Q/SY1477—2012《定向鉆穿越管道外涂層技術(shù)規(guī)范》要求河流穿越段管道在水平定向鉆穿越后且未與主管道碰頭前，實(shí)施穿越段管道防腐層測(cè)試與評(píng)價(jià)，該方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)穿越段管道防腐層質(zhì)量的整體評(píng)價(jià)，但無(wú)法準(zhǔn)確定位防腐層缺陷位置。羅旭 [16] 研究了基于“電纜回路”和“管地回路”的電磁法水下管道埋深檢測(cè)及防腐層缺陷定位技術(shù)的可行性，繪制了沿管道方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度曲線，可實(shí)現(xiàn)對(duì)管道防腐層缺陷區(qū)域的定位，該方法目前尚未在實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)用，而且應(yīng)用于實(shí)際檢測(cè)的工程量將非常大。中國(guó)石油管道科技研究中心研發(fā)了評(píng)價(jià)定向鉆穿越段管道陰極保護(hù)有效性的數(shù)值模擬計(jì)算模型，假設(shè)定向鉆穿越段管道防腐層破損點(diǎn)均勻分布，通過(guò)測(cè)量管道的極化曲線、不同層土壤電阻率，結(jié)合加拿大 SES 公司 CDEGS 軟件模擬結(jié)果，評(píng)估了爬坡段管道陰極保護(hù)電流需求量及電位分布情況。天津嘉信技術(shù)工程公司自主研發(fā)的河流穿越段管道外腐蝕檢測(cè)系統(tǒng) River-ROV，結(jié)合潛水和聲吶設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)穿越段管道的定位、埋深測(cè)量、電位測(cè)量及防腐層破損點(diǎn)的定位功能，在多條河流穿越段實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用 [17] 。

定向鉆穿越段管道投入運(yùn)行后，防腐層質(zhì)量評(píng)估的意義已經(jīng)不大?，F(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)大都無(wú)法準(zhǔn)確判斷防腐層破損位置和破損程度，即使定位后也無(wú)法采取修復(fù)措施。目前，對(duì)于普遍使用的 3PE 防腐層，局部破損也并不會(huì)顯著影響其絕緣電阻率。因此，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注陰極保護(hù)有效性評(píng)價(jià)，目前主要是基于數(shù)值模擬計(jì)算的方法來(lái)分析河流穿越段管道的陰極保護(hù)電流和電位分布狀況，但在模型邊界條件選取、土壤分層、防腐層破損點(diǎn)分布、絕緣電阻等方面仍需開(kāi)展深入細(xì)致的研究。

1.4.2 金屬套管穿越

關(guān)于金屬套管穿越段管道的檢測(cè)與評(píng)價(jià)問(wèn)題，目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并未給出具體的測(cè)試與評(píng)價(jià)方法，以至于管道運(yùn)營(yíng)公司無(wú)法及時(shí)掌握金屬套管穿越段管道的腐蝕狀況。近年來(lái)，金屬套管已逐漸被水泥套管取代，金屬套管穿越段管道檢測(cè)與評(píng)價(jià)的需求越來(lái)越小。美國(guó)交通運(yùn)輸部管道與危險(xiǎn)物質(zhì)安全管理局（PHMSA）根據(jù)美國(guó)《2002 年管道安全改進(jìn)法令》提出了高后果區(qū)管段完整性管理的要求，并于 2010 年 3 月發(fā)布了《高后果區(qū)套管中天然氣管道的完整性評(píng)價(jià)導(dǎo)則（0 版）》，強(qiáng)調(diào)了套管穿越段管道的完整性管理問(wèn)題 [18] 。

金屬套管與輸送管道的腐蝕問(wèn)題與兩者之間的絕緣狀況密切相關(guān)。NACE RP 0200-2000《管道鋼質(zhì)套管操作規(guī)程》推薦了通過(guò)測(cè)量金屬套管與管道電位差評(píng)估腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的方法。Pikas [19] 提出了金屬套管穿越段管道的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)及金屬套管穿越段管道腐蝕直接評(píng)價(jià)的 4 步流程。中國(guó)石油管道公司基于上述方法，曾連續(xù)開(kāi)展金屬套管穿越段管道的檢測(cè)工作，實(shí)際驗(yàn)證了該流程的可靠性，以及超聲導(dǎo)波技術(shù)在金屬套管穿越段管道檢測(cè)上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1.5 其他地面非開(kāi)挖檢測(cè)技術(shù)

1.5.1 瞬變電磁技術(shù)

1951 年，加拿大物理學(xué)家 Wait 首先提出瞬變電磁技術(shù)原理，可用于地下礦體探測(cè)、地質(zhì)勘探及埋地管道檢測(cè)。中國(guó)從 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始研究瞬變電磁檢測(cè)技術(shù)，已成功研制出可用于埋地鋼質(zhì)管道檢測(cè)的裝置。該技術(shù)原理是：利用施加脈沖電流的發(fā)射線圈在埋地管道周?chē)?lì)磁場(chǎng)，脈沖電流的瞬間變化會(huì)引起磁場(chǎng)的變化，變化的磁場(chǎng)在埋地管道上激勵(lì)出一種隨時(shí)間衰減的“渦流”，由衰變“渦流”激勵(lì)出隨時(shí)間衰減的磁場(chǎng)又會(huì)在接收線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與電阻率和磁導(dǎo)率相關(guān)，當(dāng)管道無(wú)缺陷時(shí)，電阻率和磁導(dǎo)率是均勻的，而缺陷截面則會(huì)引起電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小隨之變化 [20] 。

TEM 技術(shù)根據(jù)管道壁厚或物理特性變化識(shí)別缺陷，優(yōu)缺點(diǎn)包括：操作簡(jiǎn)單，無(wú)需開(kāi)挖和清管；可獲得埋地鋼質(zhì)管道平均壁厚或金屬損失量，但與實(shí)際壁厚有一定偏差，無(wú)法識(shí)別出缺陷面積，不能檢測(cè)點(diǎn)蝕缺陷；檢測(cè)時(shí)受管輸介質(zhì)、土壤、并行管道及外部電磁干擾影響較大；難以對(duì)埋深過(guò)大的管道進(jìn)行檢測(cè)?？傮w而言，該技術(shù)在長(zhǎng)輸管道應(yīng)用較少，在埋深淺、干擾小的油田集輸管道應(yīng)用較多。

1.5.2 超聲導(dǎo)波技術(shù)

1997 年，英國(guó)導(dǎo)波公司（GUL）成功推出壓電式超聲導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備，并迅速在歐洲得到應(yīng)用。美國(guó)西南研究院（SWRI）也于 20 世紀(jì) 90 年代，研發(fā)出磁致伸縮式超聲導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備。這是目前超聲導(dǎo)波的兩大技術(shù)流派。其原理是：利用陣列式超聲波探頭激發(fā)沿管道軸向傳播的超聲導(dǎo)波，當(dāng)遇到管道橫截面積的任何改變時(shí)，都會(huì)反射一個(gè)回波信號(hào)，信號(hào)強(qiáng)度取決于橫截面積的改變量。通過(guò)信號(hào)的對(duì)稱(chēng)與非對(duì)稱(chēng)特征可識(shí)別出管道上的環(huán)焊縫、彎頭、法蘭、支管、缺陷等特征，最小可檢測(cè)到橫截面積變化的 3％。

超聲導(dǎo)波可在不開(kāi)挖或局部開(kāi)挖條件下，在較長(zhǎng)管段上實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)”對(duì)“線”的快速掃查，定位出整個(gè)管段的內(nèi)、外壁缺陷，識(shí)別出法蘭、焊縫、支管等特征，但無(wú)法精確測(cè)量缺陷深度、面積等參數(shù)，需要局部開(kāi)挖，配合采用其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)實(shí)施缺陷定量測(cè)量。對(duì)于地上管段，可檢測(cè)上百米，但對(duì)于埋地管段，檢測(cè)距離較短，單側(cè)檢測(cè)長(zhǎng)度一般只有 5～25 m [21-23] 。目前，超聲導(dǎo)波技術(shù)主要應(yīng)用于站場(chǎng)工藝管道和套管穿越段管道的檢測(cè)。

1.5.3 磁力層析檢測(cè)技術(shù)

1994 年，俄羅斯 Doubov 教授首次提出金屬磁記憶概念，即鐵磁性金屬構(gòu)件因受載荷和地磁場(chǎng)共同作用，在應(yīng)力和變形集中區(qū)域發(fā)生具有磁致伸縮性質(zhì)的磁疇組織定向和不可逆的重新取向，這種狀態(tài)的變化是不可逆的，在載荷消除后不僅會(huì)保留，而且與最大作用應(yīng)力有關(guān)， “記憶”著金屬構(gòu)件表面微觀缺陷或應(yīng)力集中的位置，即所謂的磁記憶效應(yīng) [24-27] 。MTM 技術(shù)就是基于金屬磁記憶效應(yīng)開(kāi)發(fā)的一種弱磁檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)處于地磁場(chǎng)環(huán)境中的鐵磁性構(gòu)件在缺陷或應(yīng)力集中區(qū)域的漏磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)缺陷定位。檢測(cè)人員只需要手持檢測(cè)儀器，在管道正上方行走，即可開(kāi)展缺陷掃描。

MTM 技術(shù)可檢測(cè)管道金屬損失缺陷和應(yīng)力集中區(qū)域，對(duì)應(yīng)力集中缺陷較敏感，但受外界電磁干擾及管道內(nèi)檢測(cè)后的剩磁影響較大。該技術(shù)產(chǎn)品自 2002 年商業(yè)化以來(lái)，目前已發(fā)展至第二代產(chǎn)品，在埋地鋼質(zhì)管道實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，主要應(yīng)用于俄羅斯。中國(guó)近年來(lái)也開(kāi)展了試應(yīng)用，但檢測(cè)效果差異較大，仍需通過(guò)大量工程實(shí)踐驗(yàn)證其檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

總體而言，上述檢測(cè)技術(shù)都是通過(guò)識(shí)別管道橫截面變化判斷管體缺陷，并不能區(qū)分外壁缺陷和內(nèi)壁缺陷。其優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)需開(kāi)挖，操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)效率高，對(duì)管道檢測(cè)條件要求不高，適合局部管段的快速掃查。其缺點(diǎn)是：精度低，易受外界電磁環(huán)境影響，檢出率不高，只能給出缺陷的相對(duì)嚴(yán)重程度，無(wú)法精確測(cè)量管壁或缺陷尺寸。2019 年，中國(guó)石油管道公司嘗試采用MTM 技術(shù)定位管道環(huán)焊縫，結(jié)果表明定位準(zhǔn)確率只有 50％。

2　應(yīng)用現(xiàn)狀

長(zhǎng)輸油氣管道外腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)相對(duì)成熟，內(nèi)腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)尚處于試點(diǎn)和摸索階段。油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)選型和檢測(cè)強(qiáng)度與企業(yè)生產(chǎn)需求和管理水平密切相關(guān)。TSG D7003—2010《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則——長(zhǎng)輸管道》將外腐蝕、內(nèi)腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的檢測(cè)與評(píng)價(jià)統(tǒng)稱(chēng)為外檢測(cè)，并未明確要求在定期檢驗(yàn)過(guò)程中對(duì)所有管道全部開(kāi)展上述檢測(cè)，管道運(yùn)營(yíng)公司可根據(jù)需求靈活選擇。

2.1 外腐蝕檢測(cè)

外腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)是長(zhǎng)輸管道定期檢驗(yàn)的重要內(nèi)容，通常按照新建管道 3 年內(nèi)完成基線檢測(cè)，隨后每 5 年定期開(kāi)展 ECDA，最大時(shí)間間隔不超過(guò) 8 年。雖然當(dāng)前外腐蝕控制水平有很大提升，但隨著管道運(yùn)行年限的增加，防腐層老化、剝離、破損及雜散電流干擾問(wèn)題將越來(lái)越突出。2019 年，中石油管道有限責(zé)任公司組織開(kāi)展了針對(duì)所轄管道 ECDA 效能評(píng)價(jià)工作，針對(duì)各地區(qū)公司所轄管道 ECDA 實(shí)施情況進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：① ECDA 的 4 步流程執(zhí)行效果不好，尤其預(yù)評(píng)價(jià)和后評(píng)價(jià)不充分；②檢測(cè)服務(wù)商技術(shù)水平參差不齊，存在技術(shù)運(yùn)用不當(dāng)?shù)膯?wèn)題；③檢測(cè)服務(wù)商自行制定的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則差異較大，或評(píng)價(jià)指標(biāo)運(yùn)用不當(dāng)；④對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析和利用不夠，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析形式多種多樣，導(dǎo)致多次檢測(cè)結(jié)果無(wú)法對(duì)比分析。主要原因可歸納為 4 個(gè)方面：

   （1）標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)作用有限。SY/T 0087.1 是一部方法類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)規(guī)范的是 ECDA 的流程和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，對(duì)檢測(cè)技術(shù)執(zhí)行和數(shù)據(jù)分析的指導(dǎo)作用十分有限?？傮w而言，中國(guó)缺乏相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范來(lái)指導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)執(zhí)行、數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中評(píng)價(jià)指標(biāo)、準(zhǔn)則以定性為主，檢測(cè)服務(wù)商運(yùn)用評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的尺度把握各不相同，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中難以規(guī)范操作。而國(guó)外除 ECDA 方法標(biāo)準(zhǔn)外，還有配套的技術(shù)規(guī)范作為支撐。

（2）檢測(cè)技術(shù)的局限性大?，F(xiàn)有的間接檢測(cè)技術(shù)對(duì)檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)和水平依賴性較大，且本身存在局限性，在涂層剝離、高電阻率環(huán)境、深埋管段、雜散電流干擾段、管道埋深超過(guò)正常值的特殊管段，外腐蝕檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)難以應(yīng)用，部分方法抗干擾能力差，精度低。

（3）過(guò)程管理不夠嚴(yán)格。在工程實(shí)踐中，相同條件下 ECDA 評(píng)價(jià)結(jié)果存在差異，這與管道運(yùn)營(yíng)公司的管理水平及檢測(cè)服務(wù)商的技術(shù)水平密切相關(guān)。管道運(yùn)營(yíng)公司雖然制定了管理流程，但一些公司的過(guò)程管理由分公司或基層站隊(duì)負(fù)責(zé)，因缺乏專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，故對(duì)檢測(cè)方案審查、檢測(cè)過(guò)程管理監(jiān)督、報(bào)告驗(yàn)收、質(zhì)量控制的管理力度不夠。

（4）數(shù)據(jù)分析和利用不充分。在 ECDA 工作完成后，部分檢測(cè)服務(wù)商只提供報(bào)告，不提供原始數(shù)據(jù)，報(bào)告中也只列出一些典型問(wèn)題。管道運(yùn)營(yíng)公司無(wú)法驗(yàn)證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行再分析和深度挖掘，多次檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行對(duì)比分析，無(wú)法與管道內(nèi)檢測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、完整性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)深入融合。

2.2 內(nèi)腐蝕檢測(cè)

在對(duì) 1.1×104 km 涵蓋天然氣、原油、成品油等輸送介質(zhì)管道內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過(guò)程中，將內(nèi)部金屬損失確認(rèn)為內(nèi)腐蝕缺陷，得到不同輸送介質(zhì)管道的內(nèi)部金屬損失缺陷密度（圖 4）?？梢?jiàn)：原油管道內(nèi)腐蝕較為嚴(yán)重，其次為成品油管道，天然氣管道內(nèi)腐蝕最輕。天然氣管道內(nèi)腐蝕分布沒(méi)有明顯規(guī)律，管道底部相對(duì)較多，其他部位內(nèi)腐蝕分布隨機(jī)性較大，沒(méi)有明顯的時(shí)鐘特征，與服役年限沒(méi)有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表明內(nèi)腐蝕由投產(chǎn)前形成的可能性較大，局部位置的內(nèi)腐蝕可能與清掃后干燥不徹底有關(guān)。液體管道內(nèi)腐蝕存在明顯的時(shí)鐘分布規(guī)律，主要集中在管道下半部分，表現(xiàn)為顯著的積水腐蝕特征。服役年限較長(zhǎng)的馬惠線、秦京線、鐵秦線、鐵撫線等原油管道及蘭鄭長(zhǎng)線、港棗線、蘭成渝線等成品油管道，內(nèi)腐蝕缺陷密度高，內(nèi)腐蝕相對(duì)嚴(yán)重，表明內(nèi)腐蝕隨著管道服役年限的增加趨于嚴(yán)重。

圖 4　不同輸送介質(zhì)管道內(nèi)部金屬損失缺陷密度柱狀圖

目前，在內(nèi)腐蝕檢測(cè)方面，對(duì)于具備內(nèi)檢測(cè)條件的長(zhǎng)輸管道，管道運(yùn)營(yíng)公司優(yōu)先選擇內(nèi)檢測(cè)技術(shù)手段識(shí)別出內(nèi)腐蝕高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，再結(jié)合定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)持續(xù)關(guān)注內(nèi)腐蝕高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的發(fā)展，如超聲定點(diǎn)測(cè)厚、安裝腐蝕監(jiān)測(cè)探頭等，而 ICDA 在長(zhǎng)輸管道上的應(yīng)用目前整體處于嘗試階段。

2.3 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂檢測(cè)

在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂檢測(cè)方面，除 2001 年開(kāi)展了系統(tǒng)研究和調(diào)查以外，一直未開(kāi)展大規(guī)模研究與應(yīng)用，主要原因是：目前中國(guó)埋地鋼質(zhì)管道尚未發(fā)生典型的高pH-SCC 或近中性 pH-SCC 案例。對(duì)于影響應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性的各項(xiàng)因素，中國(guó)管道具有以下特點(diǎn)：

（1）管道服役時(shí)間短。國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料表明，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂通常在管道運(yùn)行 20 年后進(jìn)入高發(fā)期，且主要發(fā)生在采用瀝青、纏帶及煤焦油瓷漆類(lèi)等低性能防腐層或施工質(zhì)量低的管道。中國(guó)輸氣管道僅陜京一線投產(chǎn)運(yùn)行超過(guò) 20 年，澀寧蘭一線投產(chǎn)運(yùn)行接近 20 年，而且中國(guó)管道普遍采用工廠預(yù)制的 3PE 和 FBE 防腐層，防腐層使用壽命長(zhǎng)。

（2）管道運(yùn)行壓力相對(duì)較低。國(guó)外案例分析表明，應(yīng)力腐蝕通常發(fā)生在運(yùn)行壓力大于管道屈服強(qiáng)度 60％以上的管段。中國(guó)大部分管道設(shè)計(jì)壓力在屈服強(qiáng)度的 60％～70％之間，但實(shí)際運(yùn)行壓力低于設(shè)計(jì)壓力，只有陜京一線和西氣東輸一線的實(shí)際服役壓力大于管道屈服強(qiáng)度的 60％。同時(shí)，中國(guó)自行生產(chǎn)的管線鋼的屈服強(qiáng)度一般高于標(biāo)準(zhǔn)要求，如 X80 管線鋼屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值通常在 600 MPa 以上，高于標(biāo)準(zhǔn)要求的555 MPa，因此，管道實(shí)際運(yùn)行壓力高于管道屈服強(qiáng)度60％以上的情況較少。

（3）中國(guó)管道發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)為補(bǔ)口、劃傷等易產(chǎn)生陰保屏蔽、陰保不足及存在雜散電流干擾的位置。近年來(lái)，中國(guó)長(zhǎng)輸油氣管道外腐蝕控制水平持續(xù)提升，內(nèi)、外檢測(cè)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用后，通過(guò)及時(shí)開(kāi)挖修復(fù)及雜散電流干擾專(zhuān)項(xiàng)治理，外腐蝕風(fēng)險(xiǎn)降低，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)也隨之降低。

3　結(jié)論與思考

近 20 年來(lái)，中國(guó)油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)水平整體提升較快，管理精細(xì)化程度不斷提高，但也存在一些技術(shù)和管理問(wèn)題亟待解決。未來(lái)的管理和技術(shù)提升應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下內(nèi)容。

3.1 管理提升

（1）建立統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范。目前，油氣管道腐蝕檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以直接評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為主，更注重方法流程，對(duì)技術(shù)應(yīng)用條件和實(shí)施過(guò)程的規(guī)定不夠細(xì)化。管道運(yùn)營(yíng)公司應(yīng)著手建立統(tǒng)一的規(guī)范，從檢測(cè)資質(zhì)、檢測(cè)方案、技術(shù)運(yùn)用、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、數(shù)據(jù)格式、報(bào)告內(nèi)容、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等方面提出統(tǒng)一要求。

（2）建立數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。目前，外檢測(cè)服務(wù)商提交的報(bào)告差異大，不便于后期的數(shù)據(jù)挖掘和綜合分析。北美地區(qū)的檢測(cè)服務(wù)公司會(huì)自行編制數(shù)據(jù)管理軟件，并提供給管道運(yùn)營(yíng)企業(yè)，從而為管道運(yùn)營(yíng)企業(yè)后期數(shù)據(jù)使用提供便利。對(duì)于同一條管道，通過(guò)重復(fù)利用原始數(shù)據(jù)，可有效提高 ECDA 工作效率。管道運(yùn)營(yíng)公司應(yīng)該著手建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，對(duì)腐蝕檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，并且加大內(nèi)外檢測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)齊和對(duì)比分析。

（3）建立專(zhuān)業(yè)化腐蝕檢測(cè)效能評(píng)價(jià)隊(duì)伍。外檢測(cè)實(shí)施效果與具體檢測(cè)人員的素質(zhì)、責(zé)任心有很大關(guān)系。為了提升外檢測(cè)管理效果，管道運(yùn)營(yíng)公司應(yīng)建立專(zhuān)業(yè)化腐蝕檢測(cè)效能評(píng)價(jià)隊(duì)伍，統(tǒng)一管理標(biāo)準(zhǔn)和尺度，加強(qiáng)腐蝕檢測(cè)的過(guò)程管理和最終檢測(cè)質(zhì)量的評(píng)估。

3.2 技術(shù)提升

（1）持續(xù)開(kāi)展應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)研究。中國(guó)長(zhǎng)輸油氣管道雖然尚未發(fā)現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的案例，但隨著運(yùn)行年限的增加，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)會(huì)越來(lái)越大。3PE 防腐層粘結(jié)力降低或發(fā)生剝離，都可能導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)增大。北美地區(qū)針對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的研究持續(xù)了 50 年，直至 2012 年仍有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂事故發(fā)生。目前，近中性 pH-SCC 的斷裂機(jī)理、硫酸鹽還原菌（SRB）在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂中發(fā)揮的作用，仍有很多細(xì)節(jié)需要深入研究。未來(lái)仍需在高強(qiáng)鋼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理、敏感性分析，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)等方面持續(xù)開(kāi)展深入研究。

（2）啟動(dòng)微生物腐蝕機(jī)理和檢測(cè)技術(shù)研究。中國(guó)關(guān)于微生物的腐蝕最早發(fā)生在成品油管道內(nèi)壁，而最近在長(zhǎng)輸管道外壁也發(fā)現(xiàn)了微生物腐蝕案例。微生物腐蝕機(jī)理復(fù)雜，腐蝕發(fā)展快，目前仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。對(duì)于長(zhǎng)輸油氣管道，微生物與土壤成分、管道金屬材料、防腐層類(lèi)型、運(yùn)行溫度等因素的相互關(guān)系尚不確定，且缺乏有效的檢測(cè)手段和防護(hù)措施。

（3）開(kāi)展針孔腐蝕缺陷的檢測(cè)與驗(yàn)證技術(shù)研究。內(nèi)檢測(cè)可以檢出針孔缺陷，但要測(cè)量缺陷的真實(shí)深度卻很難。目前已有案例表明，在存在交流干擾腐蝕的管道上，漏磁內(nèi)檢測(cè)報(bào)告的結(jié)論是缺陷深度為壁厚的 40％，但實(shí)際開(kāi)挖檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，缺陷深度已達(dá)壁厚的 60％。漏磁內(nèi)檢測(cè)技術(shù)對(duì)針孔缺陷的檢出率低于80％，缺陷深度檢測(cè)誤差均大于 20％，報(bào)告給出的缺陷深度遠(yuǎn)低于實(shí)際缺陷深度，嚴(yán)重影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于管道內(nèi)腐蝕形成的直徑小于 4 mm 的針孔缺陷，常規(guī)的超聲波檢測(cè)技術(shù)也很難準(zhǔn)確檢出缺陷的實(shí)際深度。對(duì)于發(fā)展不規(guī)則的針孔缺陷，定點(diǎn)的超聲波測(cè)厚和壁厚監(jiān)測(cè)均難以滿足工程實(shí)際需求。此時(shí)，不僅需要高精度的探頭，還需要精密控制探頭的掃描步進(jìn)。

（4）開(kāi)展組合式內(nèi)外檢測(cè)工具研發(fā)。為了保障長(zhǎng)輸油氣管道安全平穩(wěn)運(yùn)行，需要定期開(kāi)展外腐蝕檢測(cè)及內(nèi)檢測(cè)。如果在內(nèi)檢測(cè)設(shè)備上，搭載一些可以實(shí)施腐蝕檢測(cè)的裝置，如管中電流測(cè)試、積水測(cè)試、微生物濃度檢測(cè)，則可在實(shí)施內(nèi)檢測(cè)的同時(shí)同步完成管道的內(nèi)外腐蝕檢測(cè)。2008 年，殼牌、貝克休斯公司開(kāi)發(fā)了陰極保護(hù)電流在線檢測(cè)工具 CPCM（Cathodic Protection Current Measurement），并已實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。