城镇地下钢管腐蚀检测方法
随着“西气东输”、“广东LNG”等国家重点工程建设，城镇燃气管道压力不断提升，钢管将越来越多地铺设于城市地下。这些钢管长期受到外部土壤腐蚀和应力作用，可能会发生的泄漏事故，进而引起爆炸和火灾，造成人员伤亡和财产损失。因此，对地下在役钢质燃气管道的防护状况检测和周边环境调查，就显得极为重要。
目前地下钢管的检测主要依据中石油的行业标准，其适用于长输管道，通过笔者近年来实际操作，发现在用于城镇钢管时存在诸多不足。原因在于二者本身存在重大差异，必须根据具体情况，进行有针对性的改进。
其一，长输管道铺设在郊野，通常为长直管，周边很少有其他管道，管道地面多为原状土，检测操作空间不受限制。城市燃气管道多数位于闹市区，地面为水泥或沥青路面。另外，城市燃气管道多为网、枝状，且管道变径相当普遍，超出许多检测仪器和方法的适用范围。
其二，长输管道通常为一次同期建成，有完备的施工监理、竣工验收程序，质量相对均衡，可以用探坑开挖检测所得数据推断整体状况。城市燃气管道则随着城市建设的进展逐步形成，且不断拓展，设计、施工和验收标准往往参差不齐，探坑开挖选点困难，且难以用来推断整体状况。
其三，长输管道周边环境的改变通常为平滑过渡，沿途杂散电流一般较小，日常管理侧重于阴极保护，有完整的周期性检测数据。城市燃气管道周边环境复杂，改变有时为突变，杂散电流干扰很普遍和严重，大多没有阴极保护或未达标，更别说数据积累。
此外，中石油的行业标准有些规定是原则性的，需根据城市燃气管道的情况进行具体确定，下面将笔者多年从事检测工作的体会做一总结。
1 检测单元的划分及检测周期
《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准SY/T0087-95》规定，检测流程为在地面调查（土壤和电位检测）和历史数据分析的基础上，划分检测单元；进行选择性开挖通常以均布为主，间距1公里以上，仔细检查探坑中防腐层和管体情况；对所得数据进行统计分析，结果作为整个检测单元的综合评价。一般性检测通常指地面不开挖检测。
在实际检测中，长输管道每个检测单元通常长达数十公里或更长，至少也要1公里。分析城市燃气管道的建设和运行管理与长输管道间的差异可知，其分段原则显然不适用于城市燃气管道。要完整、科学而精确地对城市燃气管道进行评价，就必须建立新的分段原则。按照管道和周边环境的情况，合理细分。
《管道风险管理手册》[1]规定，管段划分因素优先级依次为人口密度、土壤情况、防腐层状况、管龄。我们注意到其中没有管径和压力级制。这并不是考虑疏漏，而是由于长输管道的管径和压力级制都是恒定的。针对城市的燃气管道的特点，从便于运行风险管理和控制的角度出发，笔者认为必须增加管径和压力级制，并作为分段的第一优先级因素。
原国家经贸委《石油天然气管道安全监督与管理暂行规定》要求：管道及其附属设施进行全面检测的周期为3~8年，进行一般性检测的周期则为1~3年。这是针对长输管道规定的。根据城市燃气管道建设和管理的特点，笔者认为：全面检测周期应以周边环境片区改变情况确定，不宜按运行年限统一进行。根据城市发展情况，在开发区等发展较快的区域，可考虑在3年左右；对于通常不会有较大变化的老城区，全面检测仅限于发生多次泄漏的局部管段；其他管段仅在竣工时进行一次即可。对于一般性检测则应加密，大致上以半年为宜。
对于城镇燃气管道的全面检测，由于电位检测数据不稳定，探坑开挖间距不宜采用均布，应根据具体情况确定。通常应结合日常生产抢修和维修，而不宜专题进行。一般性检测内容应包括防腐层破损探测、面电阻检测、电位检测。
2 土壤腐蚀性检测
长输管道根据土壤情况划分检测单元时，往往以土壤电阻率数据为主。《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法SY/T0023-97》推荐土壤电阻率的测试，采用等距（四极）法测管道埋深处的电阻率。对于城镇燃气管道，上方地面往往是铺设方砖的人行道，根本无法找到足够的土壤空间，去以管道埋深作为间距插入4根接地极。对此，有些检测单位在远离管道的绿化带中进行测试，或在管道上方以方便插入为准，随意确定接地极间距，检测数据并不能代表管道埋深处的情况；即使地表为土壤，由于管道周边的其他地下金属结构影响，无法满足接地极测试条件，结果偏差达30%~40%[2]，作为检测单元划分依据是不合适的。
实际上，我们发现管道上方附近通常都有行道树或小面积裸露土壤处，树坑中可以方便地进行极化电流密度测试。极化电流密度测试是在测量现场将与管道钢同质的试件（探头）插入土壤中，仪器自身的电源使试件电位产生10mV的极化，即可从仪器上直接读出数值。由于该项目是在现场与管道埋设的土壤完全相同的环境下测定的，因此能较准确地反映土壤的原位腐蚀性。更重要的是，其测试快捷方便，很适合作为检测单元划分的手段。
氧化还原电位测试时需对铂电极及时彻底脱膜，通常难以做到，加之杂散电流的影响，使实际测试数据可信度不高。考虑到城镇土壤中很少存在细菌腐蚀，笔者认为通常不必进行该项测试；确有必要时由专业人员进行专项测试。该项指标通常是区域性的，测试不必考虑在管道沿线。同样，土壤电阻率也是区域性的。可在城市内不同地质类型处，随机选择满足测试的点进行测试，结果作为该片区的统一等级。
管道杂散电流干扰是城市燃气管道腐蚀的重要原因。它分为直流杂散电流和交流杂散电流干扰两种方式。直流杂散电流的测试，按照要求应在管道沿线测试间距10米的电位梯度。由于城市燃气管道上方，多数覆盖了方砖、混凝土或沥青路面，无法保证间距。此时可在两个树坑内测试。树坑之间可以为水泥或其他路面，应注意结果处理时按实际间距计算电位梯度。间距无法达到10米时，应尽可能大，以减少误差；但间距太大时，不能反映管道实际位置的情况，一般不宜超过20米。
土壤的电解失重、PH值、氯离子量情况，需要通过土样分析才能确定。土样的采集可从开挖现场取管道埋深处的原土进行测试，确保分析评价的准确性。
3 防腐状况检测
燃气管道防腐层检测分为防腐层绝缘电阻测量和防腐层缺陷检测。地下燃气管道防腐层绝缘质量是反映管道整体老化程度的重要参数，也是划分评价单元的基本参数，必须进行准确的检测。《埋地钢质管道防腐绝缘层电阻率现场测量技术规定SY/T6063-93》规定采用变频选频法，从管道的阴保测试线发射和接收讯号。在城镇燃气管道上没有阴保测试线，又存在大量的分支，限制了该仪器的使用。在全面检测时，应以开挖坑内暴露的管体为发射和接收点，注意检测单元中不得有钢质分支。一般检测时，则以管中电流法测试为主，其可靠度稍差，但基本不受接入点的限制。
在管道下沟回填的施工过程中，可能存在一些防腐层碰伤，管道埋地后第三方施工或土壤应力，也会造成防腐层老化破损。国内一般仅采用SL-2088型管道防腐层探测检漏仪，检测快捷。但实际使用中发现，由于周边其他管道的影响，经常发生误报，故应对所有报警点用DCVG仪进行鉴别。DCVG仪检测比较麻烦，进度效率较低，但精度较高。二者结合，可以较好满足破损点修复任务，并最大限度避免不必要的开挖。
对于探坑内防腐层检测，《钢管防腐层检漏试验方法SY/T0063-92》规定使用电火花检测仪对暴露的防腐层进行检测。传统上都是将接地极插在探坑内管道附近的土壤中，铜丝电刷扫过防腐层，缺陷处就会有火花发生。然而在近期对三层夹克的钢管进行检测时发现，在破损处没有火花出现。经分析，是接地不当所致。对于早期的冷缠胶带防腐层，探坑附近的土壤中，总会存在许多破损点，插在土壤中的接地极通过这些破损点与管体连通。三层夹克整体质量优异，探坑两侧很长的管道上都没有破损点，接地极无法与管体良好连通，所以破损点处不会发生火花。对此，我们将检测仪的地线延长数十米，直接连到最近的凝液缸或阀门上，而不是插在土壤中。结果证实所有破损点都被检出。
4 阴极保护系统检测
《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法SY/T0023-97》规定，管道保护电位测试通过管道的阴保测试线进行。在城镇燃气管道上没有阴保测试线，但存在大量的凝液缸或阀门等漏铁点，可以进行检测。管道沿线的电位，应采用CIPS进行密间隔电位测试。将万用表通过10米左右的导线直接连到最近的这类漏铁点上，另一端连接硫酸铜电极。将电极插入管道沿线上方的土壤中，得到各点的电位，标绘到图上形成连续的电位测试曲线。
5 检测施工组织及注意
对于城镇地下燃气管道的腐蚀检测与环境调查状况检测。首先应根据被检测段所在的现场环境，分析检测内容及重点，进而确定检测组织、人员。应建立一个稳定的项目组织机构，由责任心强、工作态度认真的专业人员担任项目经理。特别是重要控制环节的检测，最好由专门的技术人员旁站监督，以确保检测质量。这似乎是老生常谈，但确实是决定检测，以及维修决策成败的关键。
施工前需制定周密的检测流程，并通知供气单位。检测人员在得到该片区的管网巡查员许可后，才能开始进行操作。不能自作主张在管道系统上进行任何接线操作，以免影响在役管道的正常运营，这是需要格外注意的。
