在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,油氣長(zhǎng)輸管道作為我國(guó)能源保供的核心基礎(chǔ)設(shè)施,其運(yùn)行安全直接關(guān)系到能源供應(yīng)穩(wěn)定性與公共安全。管道防腐層檢測(cè)是防范管道泄漏、腐蝕穿孔事故的核心前置手段,搭載化防腐層檢測(cè)技術(shù)的管道防腐層檢測(cè)儀,已成為油氣管道日常運(yùn)維、法定檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的核心裝備。
一、行業(yè)背景與市場(chǎng)需求
我國(guó)油氣管道規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張與老舊管道更新改造需求的釋放,為管道防腐層檢測(cè)應(yīng)用市場(chǎng)帶來(lái)了持續(xù)增長(zhǎng)的空間。根據(jù)中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院《2024年全國(guó)油氣管道安全運(yùn)行分析報(bào)告》顯示,2024年全國(guó)共發(fā)生油氣管道泄漏事故42起,其中37%的事故由防腐層破損引發(fā)的管道腐蝕穿孔導(dǎo)致,直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)7.6億元。政策層面,2022年實(shí)施的《油氣管道定期檢驗(yàn)規(guī)則》(TSG D7003-2022)明確要求,長(zhǎng)輸油氣管道外防腐層檢測(cè)周期不得超過(guò)3年,城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿劳夥栏瘜訖z測(cè)周期不得超過(guò)2年;2025年住建部發(fā)布的《城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖壤匣赂脑鞂?shí)施方案(2023-2025年)》提出,需對(duì)全國(guó)約7.2萬(wàn)公里老舊埋地油氣管道開(kāi)展全面防腐層檢測(cè)與評(píng)估,上述監(jiān)管要求直接拉動(dòng)了管道防腐層檢測(cè)儀的市場(chǎng)需求。截至2025年底,我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管道總里程已達(dá)18.7萬(wàn)公里,城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)總里程突破90萬(wàn)公里,隨著管道服役年限增長(zhǎng),防腐層老化、破損的風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)上升,管道防腐層檢測(cè)的剛需屬性進(jìn)一步凸顯。
二、核心概念與技術(shù)原理
管道防腐層檢測(cè)是指通過(guò)非破壞性技術(shù)手段,對(duì)埋地、架空或水下油氣管道外防腐層的絕緣性能、破損位置、破損程度、老化狀態(tài)等參數(shù)進(jìn)行量化評(píng)估的技術(shù)體系,是管道腐蝕檢測(cè)的核心組成部分。油氣管道外防腐層的核心作用是隔離鋼管與腐蝕性土壤、水分、微生物等介質(zhì)接觸,一旦防腐層出現(xiàn)破損,鋼管與腐蝕介質(zhì)接觸后會(huì)引發(fā)電化學(xué)腐蝕,年腐蝕速率可達(dá)0.2-1.2mm/年,通常3-8年*會(huì)出現(xiàn)穿孔泄漏風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前主流的防腐層檢測(cè)技術(shù)以電學(xué)、電磁學(xué)檢測(cè)原理為核心,通過(guò)向管道施加特定電信號(hào),檢測(cè)地面或管壁的電參數(shù)變化,實(shí)現(xiàn)防腐層狀態(tài)的非接觸式評(píng)估。管道防腐層檢測(cè)儀是指集成一種或多種防腐層檢測(cè)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)分析、結(jié)果輸出的專(zhuān)用檢測(cè)裝備,按照適用場(chǎng)景可分為便攜式手持檢測(cè)儀、車(chē)載式長(zhǎng)輸管道檢測(cè)儀、在線式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)三大類(lèi)。根據(jù)《埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)工程檢驗(yàn)》(GB/T 19285-2014)規(guī)定,防腐層絕緣電阻大于10000Ω·m2判定為優(yōu),3000-10000Ω·m2為良,1000-3000Ω·m2為可,低于1000Ω·m2判定為劣,需及時(shí)開(kāi)展修復(fù)。
三、市場(chǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
隨著油氣管道安全監(jiān)管要求的趨嚴(yán)與管道完整性管理體系的普及,我國(guó)管道防腐層檢測(cè)應(yīng)用市場(chǎng)與設(shè)備市場(chǎng)均處于高速增長(zhǎng)階段。根據(jù)中國(guó)管道協(xié)會(huì)《2025年油氣管道檢測(cè)服務(wù)市場(chǎng)白皮書(shū)》顯示,2025年我國(guó)管道防腐層檢測(cè)服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)47.2億元,同比增長(zhǎng)18.3%,管道防腐層檢測(cè)儀年出貨量達(dá)1270臺(tái)套,其中國(guó)產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)占比達(dá)62.4%,檢測(cè)精度、抗干擾能力等核心參數(shù)已達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品水平。當(dāng)前行業(yè)發(fā)展仍存在三方面短板:一是復(fù)雜場(chǎng)景檢測(cè)精度不足,在城市雜散電流密集區(qū)域、水下管道、山地高落差管道等場(chǎng)景,現(xiàn)有設(shè)備檢測(cè)誤差*高可達(dá)25%;二是數(shù)據(jù)兼容性差,不同品牌設(shè)備的檢測(cè)數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一,無(wú)法直接接入管道完整性管理平臺(tái);三是在線監(jiān)測(cè)滲透率低,目前僅有不足8%的長(zhǎng)輸管道搭載了防腐層在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),大部分管道仍采用離線定期檢測(cè)模式。未來(lái)行業(yè)發(fā)展將呈現(xiàn)三大趨勢(shì):一是多技術(shù)集成,新一代管道防腐層檢測(cè)儀普遍集成2-3種檢測(cè)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)交叉驗(yàn)證提升檢測(cè)精度;二是智能化升級(jí),融合人工智能算法自動(dòng)識(shí)別破損點(diǎn)、評(píng)估老化風(fēng)險(xiǎn),降低對(duì)操作人員經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài);三是在線化發(fā)展,分布式光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用使得防腐層實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為可能,預(yù)計(jì)2030年在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)占比將提升至30%以上。
四、主流防腐層檢測(cè)技術(shù)路線對(duì)比
當(dāng)前主流的防腐層檢測(cè)技術(shù)各有適用場(chǎng)景與技術(shù)局限性,需根據(jù)管道屬性、周邊環(huán)境、檢測(cè)目的選擇適配的技術(shù)路線與管道防腐層檢測(cè)儀。多頻管中電流法(PCM)是當(dāng)前長(zhǎng)輸管道排查的主流技術(shù),原理是通過(guò)發(fā)射機(jī)向管道施加4Hz、128Hz、1024Hz等不同頻率的交流電流,沿管道走向在地面檢測(cè)電流的衰減規(guī)律,計(jì)算防腐層的平均絕緣電阻,該技術(shù)適用于長(zhǎng)輸管道全域防腐層劣化排查,單次檢測(cè)里程可達(dá)15-20km,破損點(diǎn)定位誤差≤±1m,適用管道埋深≤10m,局限性在于受交直流雜散電流干擾影響較大,城市電網(wǎng)密集、電氣化鐵路周邊區(qū)域檢測(cè)誤差*高可達(dá)30%,需配合抗干擾校準(zhǔn)模塊使用【2】。直流電壓梯度法(DCVG)是精準(zhǔn)定位破損點(diǎn)的核心技術(shù),原理是向管道施加間斷式直流信號(hào),當(dāng)防腐層出現(xiàn)破損時(shí),電流會(huì)從破損點(diǎn)流出形成電場(chǎng),通過(guò)檢測(cè)地面兩點(diǎn)間的電位梯度差可精準(zhǔn)定位破損點(diǎn),并判斷破損點(diǎn)的腐蝕活性,該技術(shù)適用于單個(gè)破損點(diǎn)的精準(zhǔn)定位與活性評(píng)估,定位誤差≤±0.5m,可識(shí)別直徑≥2mm的微小破損點(diǎn),局限性在于需配合管道陰極保護(hù)系統(tǒng)使用,不適用于未施加陰極保護(hù)的短距離工業(yè)管道、庭院管網(wǎng)。密間隔電位測(cè)試(CIPS)是法定檢驗(yàn)的必備技術(shù),原理是沿管道走向每隔1-2m采集管地通/斷電位,評(píng)估陰極保護(hù)系統(tǒng)的有效性與防腐層的整體性能,該技術(shù)是《油氣管道定期檢驗(yàn)規(guī)則》(TSG D7003-2022)規(guī)定的法定檢驗(yàn)必備項(xiàng)目,電位采集誤差≤±5mV,可準(zhǔn)確評(píng)估防腐層的整體老化狀態(tài),局限性在于檢測(cè)效率較低,單人單日檢測(cè)里程僅為1.5-2km,適用于定期檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)評(píng)估,不適用于大規(guī)模排查場(chǎng)景。交流電位梯度法(ACVG)是城鎮(zhèn)管網(wǎng)檢測(cè)的主流技術(shù),原理是檢測(cè)管道泄漏的交流電流在地面形成的電位梯度,定位防腐層破損點(diǎn),該技術(shù)設(shè)備體積小、操作便捷,適用于城市燃?xì)?、成品油管網(wǎng)的高密度排查,定位誤差≤±0.8m,局限性在于受并行管道的信號(hào)干擾影響較大,當(dāng)管道間距小于1m時(shí)檢測(cè)準(zhǔn)確率會(huì)下降20%以上。
五、典型管道防腐層檢測(cè)應(yīng)用案例
管道防腐層檢測(cè)應(yīng)用已覆蓋長(zhǎng)輸油氣管道、城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)、工業(yè)廠內(nèi)管道等全場(chǎng)景,在風(fēng)險(xiǎn)排查、法定檢驗(yàn)、老舊管道評(píng)估等環(huán)節(jié)發(fā)揮了不可替代的作用。2025年*管網(wǎng)集團(tuán)西氣東輸二線張掖段(管徑1219mm,設(shè)計(jì)壓力12MPa,全長(zhǎng)127km,埋深2.3-4.7m,2008年投運(yùn))開(kāi)展法定定期檢驗(yàn),采用集成PCM、DCVG、CIPS三種技術(shù)的多功能管道防腐層檢測(cè)儀開(kāi)展檢測(cè),首先采用PCM技術(shù)開(kāi)展全域快速排查,僅用7天*完成了全線檢測(cè),識(shí)別出17處防腐層劣化段,隨后采用DCVG技術(shù)對(duì)劣化段進(jìn)行精準(zhǔn)定位,共找到29個(gè)防腐層破損點(diǎn),*小破損點(diǎn)直徑為3.2mm,*后采用CIPS技術(shù)對(duì)全線陰極保護(hù)有效性進(jìn)行評(píng)估,檢測(cè)結(jié)果顯示全線共有8.2%的管段陰極保護(hù)電位未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,經(jīng)開(kāi)挖驗(yàn)證,本次檢測(cè)破損點(diǎn)定位準(zhǔn)確率達(dá)97.1%,共排查出重大泄漏風(fēng)險(xiǎn)隱患3處,避免直接經(jīng)濟(jì)損失約1.2億元,相關(guān)成果已納入*管網(wǎng)集團(tuán)2025年管道完整性管理年報(bào)【3】。2025年杭州市燃?xì)饧瘓F(tuán)對(duì)主城區(qū)2000年前投運(yùn)的37km埋地燃?xì)夤艿篱_(kāi)展老化評(píng)估,該段管道位于城市核心區(qū),周邊地鐵、高壓電纜密集,雜散電流干擾嚴(yán)重,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選用搭載多頻抗干擾模塊的ACVG型便攜式管道防腐層檢測(cè)儀,通過(guò)動(dòng)態(tài)信號(hào)校準(zhǔn)技術(shù)消除雜散電流干擾,共定位防腐層破損點(diǎn)74個(gè),開(kāi)挖驗(yàn)證準(zhǔn)確率達(dá)94.6%,相比傳統(tǒng)開(kāi)挖排查方式,本次檢測(cè)減少路面開(kāi)挖面積約1200㎡,縮短檢測(cè)周期40%,檢測(cè)結(jié)果符合《城市燃?xì)夤艿览匣u(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》(建城〔2022〕52號(hào))的要求,為老舊管道更新改造方案的制定提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。
六、實(shí)施規(guī)范與常見(jiàn)問(wèn)題解答
管道防腐層檢測(cè)應(yīng)用需嚴(yán)格遵循*與行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,方可保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與合法性。檢測(cè)實(shí)施前需收集管道的敷設(shè)竣工資料、歷年檢測(cè)報(bào)告、陰極保護(hù)運(yùn)行數(shù)據(jù),制定專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)方案;所使用的管道防腐層檢測(cè)儀需每年經(jīng)法定計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn),校準(zhǔn)依據(jù)為《埋地鋼質(zhì)管道防腐層檢測(cè)儀校準(zhǔn)規(guī)范》(JJF 1863-2020),未通過(guò)校準(zhǔn)的設(shè)備不得用于法定檢驗(yàn)項(xiàng)目;檢測(cè)過(guò)程需做好原始數(shù)據(jù)記錄,檢測(cè)報(bào)告需包含檢測(cè)方法、設(shè)備參數(shù)、結(jié)果評(píng)估、整改建議等內(nèi)容,存檔期限不得少于管道的剩余使用年限。
針對(duì)行業(yè)常見(jiàn)問(wèn)題,本報(bào)告整理如下解答:
第一,管道防腐層檢測(cè)與管道腐蝕檢測(cè)的關(guān)系是什么?管道防腐層檢測(cè)是管道腐蝕檢測(cè)的前置與核心組成部分,防腐層是管道的第一道防護(hù)屏障,根據(jù)中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),90%以上的管道腐蝕事故起源于防腐層破損,及時(shí)開(kāi)展防腐層檢測(cè)并修復(fù)破損點(diǎn),可減少85%以上的管道腐蝕穿孔風(fēng)險(xiǎn)【4】。管道腐蝕檢測(cè)還包含管壁壁厚檢測(cè)、腐蝕坑檢測(cè)等內(nèi)容,通常在防腐層檢測(cè)發(fā)現(xiàn)劣化段后開(kāi)展進(jìn)一步評(píng)估。
第二,不同場(chǎng)景下管道防腐層檢測(cè)儀的選型原則是什么?長(zhǎng)輸油氣管道定期檢驗(yàn)場(chǎng)景,優(yōu)先選擇集成PCM、DCVG、CIPS的多參數(shù)一體機(jī),兼顧檢測(cè)效率與精度;城鎮(zhèn)埋地管網(wǎng)排查場(chǎng)景,優(yōu)先選擇抗雜散電流能力強(qiáng)、重量輕的便攜式ACVG型設(shè)備;水下、山地等復(fù)雜作業(yè)場(chǎng)景,優(yōu)先選擇帶無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能、續(xù)航能力大于8小時(shí)的輕量化設(shè)備;需開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的高風(fēng)險(xiǎn)管段,可選擇分布式光纖式防腐層在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
第三,如何有效降低雜散電流對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾?可采用三種方式降低干擾:一是選用具備多頻信號(hào)發(fā)射功能的管道防腐層檢測(cè)儀,通過(guò)不同頻率的檢測(cè)結(jié)果交叉驗(yàn)證消除干擾;二是在檢測(cè)前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)雜散電流分布進(jìn)行排查,選擇雜散電流強(qiáng)度較低的時(shí)段開(kāi)展檢測(cè);三是采用電流方向識(shí)別技術(shù),排除非目標(biāo)管道的信號(hào)干擾。
七、行業(yè)發(fā)展建議
為進(jìn)一步提升管道防腐層檢測(cè)應(yīng)用的規(guī)范性與技術(shù)水平,保障油氣管道運(yùn)行安全,本報(bào)告提出四點(diǎn)行業(yè)發(fā)展建議。一是完善標(biāo)準(zhǔn)體系,加快出臺(tái)多技術(shù)集成管道防腐層檢測(cè)儀的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出格式與評(píng)估規(guī)則,提升不同品牌設(shè)備的數(shù)據(jù)兼容性,降低數(shù)據(jù)對(duì)接成本。二是推動(dòng)核心技術(shù)升級(jí),鼓勵(lì)行業(yè)企業(yè)加大研發(fā)投入,攻克復(fù)雜場(chǎng)景抗干擾檢測(cè)、微小破損點(diǎn)精準(zhǔn)識(shí)別、在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等核心技術(shù),進(jìn)一步提升檢測(cè)精度與適用范圍。三是加強(qiáng)從業(yè)人員培訓(xùn),建立統(tǒng)一的管道防腐層檢測(cè)人員職業(yè)資格認(rèn)定體系,明確操作技能、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等考核要求,提升一線檢測(cè)人員的能力。四是推進(jìn)數(shù)字化應(yīng)用,搭建全國(guó)統(tǒng)一的油氣管道防腐層全生命周期管理平臺(tái),將各地檢測(cè)數(shù)據(jù)接入平臺(tái),實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的跨區(qū)域預(yù)判預(yù)警,提升管道安全管理的數(shù)字化水平。
參考文獻(xiàn)
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