产业发展
River-ROV外腐蚀检测系统长江检测案例

一、检测概况   

  本次应用River-ROV检测穿江输油管道2条,同期建设,2003年投产至今已服役15年。穿江部分采用定向钻方式完成,穿越长度设计1870m,实际长度1900m,穿越深度一般为江底15m以下、最小处超过10m,最深点距水面约44米。其中,粗汽油管道为Φ159mm×7mm的20#无缝钢管、设计压力5.0MPa,由扬子石化输送至金陵石化;石脑油管道为Φ273mm×7.9mm的L290直缝电阻焊钢管、设计压力5.0MPa,由金陵石化输送至扬子石化。本次应用ROV实施检测的标的为金陵石化至扬子石化的粗汽油和石脑油输送管道的穿越长江1900m管段。

天津市嘉信技术工程公司与中国特种设备检测研究院合作,应用River-ROV检测系统对该处水下穿越管道实施管道路由、埋深、防腐层状况、阴保有效性的检测,以掌握水下穿越管道的腐蚀和防护状况,为管道运行安全管理部门的风险评估提供数据支持,采取有效的管道风险控制手段,制定切实可行的防护措施,确保管道安全运行。

二、检测装置

  将用于深海油气管道检测的ROV(Remote Operated Vehicle)技术,与陆上埋地钢质管道检测技术相结合,天津嘉信公司开发出专门应用于油气管网穿越江河管道的检测系统River-ROV。该检测系统属于缆控水下机器人检测装置,由水上控制显示终端和水下检测装置组成,水上和水下部分通过脐带缆实现连接,发电机提供动力。ROV系统整合水下环境高清摄像和2D声呐探测;管道定位及测深;阴保电位CIPS和电位梯度DCVG检测; INS+GPS定位坐标信息;检测数据存储及分析等技术手段,实现对江河管道外防腐与阴极保护状况等多方面的检测。

图1:River-ROV外腐蚀检测系统

三、检测依据标准

    GB/T 21246-2007 埋地钢质管道阴极保护参数测量方法

    GB/T 19285-2014 埋地钢制管道腐蚀防护工程检验

    NACE SP0502-2010管道外腐蚀直接评价标准

    GB/T 17502-2009 海底电缆管道路由勘察规范

    GB/T 18314-2009 全球定位系统(GPS)测量规范

四、检测过程

    4.1、前期准备

  收集管道基础资料、检测现场环境资料,拟定符合现场条件的《穿越长江管道检测工程施工方案》。长江是我国第一大内河航道,运输任务繁忙。为保证航道畅通和检测作业安全,《穿越长江管道检测工程施工方案》须经过航运管理部门批准,检测运载船只必须按批准的指定时间和场地作业,检测过程要在航运管理部门的全程指导和监督下完成。批准作业时间每天9:00~15:00,每个作业点30分钟,共计15天。

    4.2、信号供入

  第一步,检测人员在岸上测试桩处,用DM发射机对管道施加交流检测信号, DM接收机测量目标管道侧的电流分布情况,判断是否能够满足当前深度的检测信号要求。现场检测信号选用的频率为640Hz,施加信号强度为2A。

  第二步,在阴保系统接入卫星同步断流器,建立CIPS/DCVG检测信号,通断信号模式与ROV检测模式一致。

    4.3、 预设检测方位

  用DM接收机及GPS对该段管道两端岸边埋地部分进行GPS位置定位和埋深测量,依据管道两端岸边位置确定管道基本走向。同时测量管道中施加信号的电流值,以便后期评估防腐层的绝缘电阻Rg值。

    4.4、 设备连接、调试 

  在测试桩处将与管体连接的金属线连至穿越管道检测位置附近,将金属连线与ROV的尾线测量系统连接,保证ROV尾线端能够与管体实现电性连接;确认ROV检测模式与调制后的管道阴保通断信号一致;确认River-ROV检测系统各项功能正常。

 

图2:现场调试

    4.5、检测实施

  将调试良好的ROV下水进行管道定位、测埋深及水深测量;获取、标注GPS坐标;定位过程中记录管道正上方阴保电位及电位梯度,并在近岸水域用有尾线测量标定无尾线测量参数,进入主航道区域采用无尾线方式实施阴保电位及电位梯度检测。

图3:现场检测

    4.6、检测数据 

  检测人员通过ROV获取管道上方相应检测数据,对穿越管道的腐蚀与防护状况等方面进行分析,完成水下管道的腐蚀与防护评价过程。具体成果如下:

图4:管道路由图

图5:管道路由剖面示意图

图6:石脑油管道阴保电位测量曲线

  

图7:粗汽油管道阴保电位测量曲线

图8:石脑油管道电位梯度测量曲线

图9:粗汽油管道电位梯度测量曲线

图10:石脑油管道电流衰减曲线图

图11:粗汽油电流衰减曲线图

五、检测结论   

  1、使用天津嘉信公司水下ROV检测系统在现场对水下管道路由进行探测,对管道埋深进行测量,以及2D声呐系统环境的成像,验证了石脑油和粗汽油管道穿越管段在水下的埋设情况及管道上方的覆土层情况,两条被检测管道水下管段没有出现管道悬跨现象;石脑油管道穿越管段上方的覆土深度在11.39m和28.63m之间,粗汽油管道穿越管段上方的覆土深度在11.25m和30.42m之间,能够保证埋设位置管道的安全。

  2、水下ROV检测系统应用阴保电位和电位梯度的测量方法,测得石脑油和粗汽油两条管道穿越管段上方的电位梯度值均在±10mV/m以内,梯度差很小,管道不存在明显的防腐层破损点,防腐层整体状况良好。石脑油穿越管段阴保电位的测量值在-1012.6mV和-875.8mV(CSE)之间,粗汽油穿越管段阴保电位的测量值在-1066mV和-896.2mV(CSE)之间,均在最小保护电位-850mV之上,说明两条管道穿越管段的阴极保护整体处于有效保护状态。

  3、石脑油管道江北岸边到测试桩处防腐层平均电阻Rg值8.7KΩ.㎡, 防腐层综合等级为2级;粗汽油管道江北岸边到测试桩处防腐层平均电阻Rg值9.5KΩ*㎡, 防腐层综合等级为2级。说明两段管道的防腐层未发生老化现象、绝缘性能优良,只需要加强管道监管,定期进行防腐层性能的检测及评价。

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