管道外腐蚀直接检测技术及穿越管道埋深检测技术

直接检查
直接检查步骤包括分析间接检测数据以选择进行开挖和管 道评价的区域。将直接检查所得数据资料与预评价和间接检测 数据资料结合起来，通过分析可确定和评价外腐蚀对管道的影 响。另外，本步骤还包括对管道防腐层性能、腐蚀缺陷修复和 防腐蚀措施的评价。 直接检查必须包括以下方面： 管道防腐层有效性检测内容、方法和检测结果分析。防腐层缺 陷修理方案。电阻率、埋深等数据统计。开挖前后的数据收集 。管道开挖检测内容、方法缺陷点危害识别分级和选点开挖、 开挖点图片解析。土壤腐蚀性分析。管体现状总结。修复、不 安全因素及再评价周期。测量金属损失的腐蚀形貌。确定对腐 蚀敏感的其它方面数据。评价腐蚀增长率的数据。所计划的减 缓管道风险措施。
• 当埋地管道无法进行内检测（ILI）或水压测 试（Hydro Test）时，作为替代方法来完成 管道的腐蚀检测及评价。 • 很多输气管道根本无法进行智能猪的检测 （Not Piggable）。 • 智能猪检测费用昂贵。
直接评价（DA）基础-概述
• 对管道所面临的每种可能威胁的清晰评价过 程 (即 EC, IC, & SCC) • 作为管道完整性管理的一部分，DA的处理范 围不局限于 ILI 和Hydro测试的检测及评价范 围。 • 对于不能进行智能猪（ILI）检测和低压输气 管线不能进行水压测试的管线，DA是一个可 能的替代方法。
预先评估 Most important step 间接检测仪器调查分析 开挖直接检测 Verification Digs AND


Байду номын сангаас
Direct Examinations
Mitigation

Post-assessment
后评估的方案改进 Define Reassessment Period Assess Overall Effectiveness
ON电位 OFF电位
-500
-700
-900
西气东输管道GX682-GX683#桩CIPS电位变化曲线图
984 5.
埋地管道外腐蚀直接检测方法介绍
2、直流电压梯度测量（ Direct Current Voltage Gradient DCVG）技术 电压梯度（DCVG）测量是采用直流脉冲技术与阴极保护 技术相结合的埋地管道防腐层缺陷检测技术，通常用于管 道防腐层完整性评价。其原理：一个直流信号如阴极保护 信号，加载到管道上之后，当管道的防腐层存在破损时， 电流通过管道破损点向土壤中流去，由于土壤的电阻存在 ，在破损点周围的土壤中电位梯度就随着形成，在接近破 损点的部位电位梯度增大，电流密度也随之增大。一般情 况下，破损面积越大，电流密度也就越大，电压梯度也就 越大。通过埋地上方地表电场的测试、通过对电压梯度的 数据处理与分析，就可确定管线防腐层缺陷点位置，根据 其腐蚀电流的流向，评估阳极区的腐蚀程度。
埋地管道外腐蚀直接检测方法介绍
NACE RP0502标准，推荐采用以下检测方法。其中，DCVG/CIPS 测量技术是进行埋地管道外腐蚀直接检测评价的唯一方法，也 是其他方法无法替代的，而管中电流测量法PCM、ACVG、皮尔逊 法是在无法实施DCVG/CIPS测量技术时的一种补充。 1、密间隔电位测量（ Close Interval Survey， CIPS）技术 密间隔电位测量原理： 在管道上测量埋地管道的管地电位沿管道的变化（一般是 每隔1-3米测量一个点），在有阴极保护的管道上，测量时能得 到两种管地电位，一是阴极保护系统电源开时的管地电位（Von 电位）一是阴极保护电源瞬时关时的管地电位（VoFF电位）。
埋地管道外腐蚀直接检测方法介绍
3、管中电流衰减法(Pipeline Current Mapper, PCM)及交流电压梯度（ Alternating Current Voltage Gradient ，ACVG，A-字架） 可评价防腐层管段的整体质量和确定防腐层漏点位置的检测技术。
判断管体是否正在腐蚀--DCVG
系统构成
计算机 数据采集系统
声纳水深 测量系统
GSP 测绘系统
管道埋深及 定位系统
系统介绍
该系统要求将整个河流穿越管道连接形成一个闭环电路 ，环路由管道和一条平行敷设的电缆组成。整个环路通过 一台12伏特低频电磁信号发射机向管道提供25瓦特持续不 断的电磁信号。一旦施加了信号，接收装置就可以在穿越 河流段管道间探测出管线的敷设位置和采集信号强度读数 。然后，将接收机、声纳和GPS移动站安装在船上，同时 把它连接到电脑上。系统就能持续记录所有读数 （如： DGPS读数、水深装置（测深仪）读数和管线仪读数。船 就将以如图1所示的间距横越管线，直到完成整条管道的 剖面检测。一般来说，船以每10米（20-30英尺）的间距 横越管线。 系统的后期办公数据处理要求编辑所有野外数据，并转 化成DXF格式，把数据输入到AutoCad，然后，给客户提 供一份合适格式的图纸。
间接检测
间接检测步骤包括地面检测，和(或)为了识别和确定防腐层 缺陷、其它异常情况和可能已经发生腐蚀或正在发生腐蚀区域 的严重程度，而进行的地表检测。管道沿线环境有较大变化时 ，为提高检测可靠性，需在整个管道使用两种或两种以上的间 接检测工具。 间接检测 必须包括以下方面: 每个ECDA区开始和结束位置及用于定位测量点的固定参照点 位置。有足够精度的检测结果，并确定每个指示点的位置. 管道阴极保护有效性检测内容、方法和检测结果分析。每种间 接检测工具，列出其数据和预期的误差。用来确定指示严重性 的分类准则和过程。管道交流干扰检测内容、方法和检测结果 分析。管道直流干扰检测内容、方法和检测结果分析。需要进 行管体修复及排流管段。
埋地管道外腐蚀直接检测方法介绍
通过对全线管地电位的数据处理与变化趋势分析， 可了解管道防腐层的总体质量状况；可判断防腐层的状况 和阴极保护是否有效；确定管线阴极区、阳极区的分布及 可能正在发生腐蚀的位置，评估阳极区的腐蚀状态；测定 杂散电流分布情况，判定杂散电流干扰的区域及杂散电流 干扰源。
CIPS工作原理
预评价
预评价步骤的目的是确定ECDA对所评价管道是否可行 ，选择间接检测工具及划分ECDA评价区域。预评价步 骤要求对大量数据加以采集、整合和分析。数据资料来 源于大量野外调查、管道基本物性及操作历史等。主要 包括:施工记录、运行和维修历史、调试记录、腐蚀测 量记录、其它地面检测记录和过去完整性评价或维修工 作的检测报告等。 预评价必须包括以下方面：评价管段而收集的数据.用 于选择间接检测工具的方法和步骤。


河流穿越段水下管道埋深检测技术
系统概述
该系统用来定位和剖面内河通航水道下的穿越管 线，并提供一张显示平面和剖面的图纸。该系统 使用电磁接收机来读取从管线发出的信号。与任 何电磁信号一样，信号的振幅随着管道和接收机 之间距离的增加而减小。这样就给计算管道位置 和埋深提供了根据。所有读数都能从船内采集， 这样就很容易从同一平面获得管道读数、GPS位 置和水深。

ECDA限制应用的情况

管道外腐蚀评价的内容
External Corrosion Direct Assessment
引入管道腐蚀全面管理系统，结合已有的外部检测工具，通过详细 的四个工程步骤来完成管道外腐蚀状况的评价：

Pre-assessment Indirect Inspections
Above-ground Tools

判断防腐层破损形状--DCVG
ECDA 综述

就检测技术和方法而言，管道完整性验证（评 价）并不存在着包治百病的灵丹妙药。 所有检测方法和工具有存在这样或那样的局限 性。 外腐蚀直接评价的过程是基于对已有和可用技术 的使用和集成应用。


ECDA 综述

如果适当地应用已有技术和工具，ECDA是能够有效地完 成的。 ECDA过程是基于有效地数据搜集、管理汇总以及在此基 础上的验证和检验过程。 ECDA操作者在实施外腐蚀评价的过程，就是充分理解已 有的信息基础上，使用诸如CIPS, DCVG等工具取得管道的 可靠性、安全性等数据之后，进行能够综合分析，给出管 道外腐蚀的状态结论，进而提出管道维修等方面的建议。
ECDA的关注内容


NACE RP 0502 标准中ECDA的过程 ECDA 评价过程较ICDA ，SCCDA规程则更 为成熟 NACE RP 0502标准中检测工具的评述—更 为客观的评价
ECDA的局限

ECDA 不能实施的管道:

易于出现焊口失效的管线 接近中性 pH 值的SCC 液体输送管线的疲劳失效 内部腐蚀 塑料管线 带套管的管段 机械损伤（仅能够处理防护层损伤的程度）
成功进行DA的关键


专业、熟练和经验 严格遵循NACE 标准 标准中对于有充分理由不能实现的项目，推 荐了“应该（Should）”和“可能（May）”的 操作方法。 标准中给出了评价程序的决策理由和可能的 选项。
成功进行DA的关键


数据管理 -搜集、汇总、分析可能管道数据 -数据质量 正确理解 DA方法的局限 对所有的处理步骤提供详细的操作规程
引言
外腐蚀直接评价方法(ECDA)是通过评价和降低 外腐蚀对管道完整性的影响，来提高管道安全性 的一种结构化过程。该方法是一种评价管道完整 性的新方法，可用作为在线检测和压力试验的辅 助工具，评价管道的完整性。 外腐蚀直接评价(ECDA)的主要目的是为了防止 未来出现的外部腐蚀。该评价方法是一个不断发 展的结构化过程，可以识别并处理已经发生、正 在发生和将要发生腐蚀的管道部位。其优点就在 于不仅能够确定已经存在缺陷的腐蚀区域，而且 能够确定将要发生腐蚀的区域。
后期评价
后期评价步骤包括分析以上三个步骤所得数据资 料，评估ECDA过程的有效性，并确定再次评价的 时间间隔。 后评价 必须包括以下方面： 评价标准及方法（概述）。管道本体情况 。最 大残余裂纹尺寸的确定。管道防腐层完整性评价 。阴极保护有效性评价。杂散电流干扰评价。土 壤腐蚀性评价。管道完整性危害识别评价。腐蚀 增长速率的确定。评价剩余寿命的方法。确定再 评价时间间隔和计划。管理建议。
CIPS工作原理
管 电( S ) m 地位 E / v C -1100 -1300 -1500
-300 距 离 3 7 6. 74 105 0. 123 3. 134 6. 114 9. 23 2 265 5. 218 9. 329 2. 341 5. 347 8. 486 1. 415 5. 45 7 516 0. 543 3. 55 6 53 9 678 2. 62 6 619 9. 747 2. 738 5. 724 9. 865 3. 848 6. 877 9. 991 2.
规章
美国政府设立制度，要求所有100英尺宽或宽于 100英尺的内河通航水道穿越管线的覆盖层厚度最 小应达到48”。要求至少每5年就要对河流穿越管 线进行一次检测。对于流速快的河流，水下管道 承担的风险往往越大，所以检测频率更高。或是 在洪水多发的年份，也应该增加检测频率。 由于国内的河流穿越管线检测起步较晚，目前， 我国还没有发布相关的强制性制度。
C/C 阴极/阴极: 阴保系统“通”是呈阴性（受到保护）；阴保系统“断”或停止 运行时，漏点保持极化效应。未发生腐蚀。 C/N 阴极/中性：阴保系统通时受到保护，但阴保系统中断时恢复自然状态。 漏点消耗CP电流，阴保系统长期停用可能发生腐蚀。 C/A 阴极/阳极：阴保系统开通时受到保护；中断时呈现阳极状态；甚至在阴 保正常运行时可能发生腐蚀，消耗着阴保电流。 A/A 阳极/阳极：漏点无论阴保“通”与“断”，均未受到保护。可能正在腐蚀， 不消耗阴保电流。
管道外腐蚀直接检测技术及 穿越管道埋深检测技术
演讲人：王育青 2011年11月
演讲提纲

埋地钢质管道外腐蚀直接检测技术 河流穿越段水下管道埋深检测技术
埋地钢质管道外腐蚀直接检测技术
External Corrosion Direct Assessment Basics
引言
管道的安全性是一个非常重要的问题，日益受到人 们的重视。由于钢管的腐蚀和本身制造缺陷，以及人 为破坏等原因，使管道事故频繁发生，严重影响管道 的正常运行、人民的生命财产和周围的自然环境，管 道的安全可靠性问题日益突出。随着一些高风险值管 道的建设和运行，油气管道安全的重要性和紧迫性更 为突出。为达到安全、经济运行的目的，埋地管道外 防腐完整性直接检测在管道运行中已经成为一个重要 的组成部分。
ECDA 目标



鉴别腐蚀行为并确定其位置 修复/纠正外部腐蚀缺陷 缓解腐蚀根本问题 通过评估并减少外部腐蚀对管线完整性 的影响以提高埋地管线的安全性 主动寻求方法以防止外部腐蚀扩大至影 响结构完整性 不仅查找已经腐蚀的区域，还可以查找 将来可能发生腐蚀的区域
为什么要做外腐蚀直接评价?