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老龄管道安全运行危害因素分析

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  摘要:长期服役的管道,管道本体及沿线环境均与设计建设期相比较发生了很大的改变,为了保证管道安全运行,需要全面了解在役老龄管线的技术状况,进行危害因素分析及安全评估。本文对在役老龄管道存在的管体腐蚀、防腐层老化、占压、埋深不够、蓄意破坏及阴极保护失效等进行了分析,并提出了建议。
  关键词:长输管道;老龄管线;腐蚀;阴极保护
  1 概述
  长输油气管道是国家经济发展的动脉,一旦发生事故,不仅会造成巨大的经济损失和人员伤亡,还会造成环境污染破坏等灾难性后果,更严重的将会影响国民经济的平稳运行以及社会的和谐稳定。上世纪七八十年代建成投产的诸多老龄管道,管道结构现状与当初设计施工时发生了巨大的变化,沿线周边环境已面目全非,需要全面了解这些在役老龄管线信息,根据每条管线的具体情况,评估管线承压能力,采取针对性的修复和补强措施,削减管道运行风险,提高老龄管线的使用效率。
  2 老龄管道技术状况
  2.1 管体腐蚀
  埋地钢制管道在土壤中的腐蚀属于电化学腐蚀。腐蚀类型可以分为:面腐蚀、点蚀等。近年来,已经发生数起因腐蚀引起的管道事故:2009年9月,海南一输油管道因腐蚀穿孔发生泄露;2013年1月,镇江―茂名输油管道因腐蚀穿孔发生泄露;2013年11月22日,东黄复线腐蚀泄漏的油气进入排水暗渠,抢修时发生爆燃。
  2.2 防腐层老化破损
  随着管道管龄的增长,处于不同环境条件下的管道防腐涂层在周围介质的作用下会出现不同程度的老化、剥离、破损等,难以实施对管道的有效保护。此外,不法分子在打孔盗油安装阀门时会造成防腐层的大面积破坏,第三方施工机械也会破坏管道防腐层。在防腐层出现老化、剥离、破损等缺陷的管段,管体会逐渐发生腐蚀。
  某公司服役20多年的管道外检测表明,管线防腐层已经出现明显老化特征,防腐层劣等级的管段占比为27.2%。并且,现场开挖发现,即使在地面检漏没有发现漏点的区段也会存在防腐层老化剥离现象。
  除了自然原因、人为蓄意破坏原因之外,部分管道由于在防腐层修复过程中施工监督缺失,管体表面除锈级别不够或者根本未实施除锈直接包覆防腐材料,管体与防腐层之间包裹泥土等,造成了管体外表大面积的腐蚀。
  2.3 管道埋深不足
  由于老龄管线运行时间长,管道沿线的地形、地貌与管道设计建设之初相比发生了很大的变化,城乡公路的新建、扩建,农田水土流失,造成了管线的外露或管道埋深变浅,不满足管道埋深设计值。
  某服役20多年的管道外检测表明发现露管的地方有35处。穿越农村耕田,由于地形地貌改变的原因,使管线靠近的排水沟一侧的覆土层脱漏,造成管线外露,露管长度达115m。除了露管这种极端情况外,在役老龄管线因当初施工标准不高,施工遗留问题较多,运行期间的人为、自然等原因造成的埋深不足问题。
  2.4 管道占压
  对于服役多年的老龄管线,管道周边的自然人文环境都发生了变化。尤其是近些年房地产大发展背景下,城市规模不断扩大,本来距离城市或人口密集区较远的管道也被纳入了城市版图,管道占压情况十分严重。并且,很多占压房屋因在《管道保护法》出台之前建设,具有政府部门的正式批文,占压清理工作无法顺利完成。
  管道占压会因人为活动的增多而给管道带来额外的失效风险。此外,管道占压还将导致管道附近交通受阻,给快速反应抢修带来障碍;对于直接占压的管段,因无法对管道进行开挖,管道维修工作将无法展开。管线占压段一旦发生事故,除了会造成巨大的环境破坏和经济损失之外,还很可能造成严重的人员伤亡。对于已占压管段,需要根据具体情况开展清理、重点监测/检测、预警甚至是改线工作。
  2.5 蓄意破坏
  长期以来,由于受经济利益驱使,不法分子千方百计地对长输管道进行打孔盗油。因打孔盗油犯罪活动造成的管道事故不胜枚举:2007年5月,仪征―长岭输油管道打孔盗油泄漏;2009年9月,鲁皖成品油管道因打孔盗油柴油泄漏; 2013年2月,江西石油管道因盗油破裂泄漏;2013年4月,兰成渝输油管道因盗油破坏发生泄漏……这一系列管道事故,除了造成管道泄漏直接事故以外,还对管道防腐层造成极大的破坏,破坏管道的阴极保护系统,给管道造成长期的腐蚀隐患。
  2.6 阴极保护失效
  在役老龄管线由于运行年限增加而防腐层老化,加之管道沿线打孔盗油现象比较严重,造成阴极保护电流泄漏。城市建设使得建(构)筑物改变了部分阴极保护站周边的环境,对阴极保护电流的输出产生较大影响。
  杂散电流也是影响在役老龄管线阴极保护有效性的重要因素。电力线路和电气化铁路的建设过程中不可避免的会与已有埋地管道出现交叉或并行敷设的情况,并对管道产生杂散电流干扰和影响。除了电力线路和电气化铁路,其他管道、金属设施的阴极保护系统也会对已建管道的阴极保护系统产生交互影响。由于杂散电流造成的管道腐蚀主要为点蚀,更容易导致管道出现腐蚀穿孔。因此需要定期对管道杂散电流进行检测,对构成干扰的杂散电流,采取相应措施进行排流。
  3 结论与建议
  长期服役老龄管道不同程度的面临管体腐蚀、防腐层老化/破损、管道占压、露管、打孔盗油及阴极保护系统失效等问题,管道安全形势不容乐观。
  结合上述分析,提出如下建议:
  ①对长期服役老龄管线实施全面检测,掌握管体信息。对管道缺陷进行分析,开展缺陷管道修复工作,以保持老龄管道使用能力。
  ②对于防腐层绝缘性能差的管段,应尽快进行修理,以提高管线综合防护能力;防腐层大修时一定要严格执行现行的规定并严格施工监督,确保工程质量。对于阴极保护电位未能达到保护效果的地段,在对防腐层大修理完成后,再对全线做一次电位的测试,重新判定管线的阴极保护状况。
  ③对于无法清理的管道占压段,若防腐层出现破损或阴极保护电位不合格,应在漏电大的占压物附近增埋牺牲阳极,加强对管线的防护能力。对于埋设深度不足管段及露管应立即进行整改,保证管道安全平稳运行。
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