油气管道外检测技术的综合应用

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1外检测技术及检测仪器的发展现状

管道外部检测主要是指在地面不开挖条件下，采取外检测技术对埋地钢质管道外覆盖层以及阴极保护效果进行检测评价。其评价结果对管道大修和改造方案的制定具有指导意义，对输油、输气管道的生产安全性、持续性、经济性具有相当重要的实际意义。

20世纪80年代中期，国内才开始实施管道外检测技术。近几年，随着国家及民众安全意识的逐步提高，在国家政府的大力支持下，相关企业通过世界银行贷款以及与国外管道公司交流，在开发国内检测技术及仪器的同时，引进了国外先进的管道外检测技术及设备。目前，这些先进技术及设备己广泛应用于国内的油气管道防腐层检测中，在实际操作中应用较为广泛的外检测技术主要包括：标准管/地电位检测、皮尔逊检测、交流电流率减法、变频-选频法、密间距电位测试(CIS,CIPS)、直流电位梯度测试(DCVG)、杂散电流检测技术、电化

学暂态技术；代表仪器分别为：电位差计、HT 系列和SL-2098埋地管道外防腐层状况检测仪、RD400-PCM 和C-SCAN 埋地管道外防腐层状况检测仪、SL-AY508V 型地下管道防腐层绝缘电阻测量仪、CATH-TECH 型DCVG 直流电压梯度测量仪、SCM 杂散电流检测仪、阻抗分析仪。

2 外防腐层的检测步骤及检测仪器的主要功能

2.1外防腐层的检测步骤

2.1.1探寻管线

在管道外检测中，为了保证所进行的检测是在管道正上方，首先需要明确管线的位置与走向。对厂区内的短距离管线，可选用RD400-PDL ；对长距离的管线，只能选用RD400-PCM 进行探测；对于局部区域内的复杂管线，可选用探地雷达，如Pipe Hawk 地下管道探测雷达。

油气管道外检测技术的综合应用

于培林姚安林刘晓艳刘艳华

（西南石油大学，四川成都 610500）

摘

要：随着国家对油气管道生产运营安全的重视，管道的风险评价及完整性管理工作得到快速发展，而管道外检测技术

就是其中一项关键的环节。为此，本文介绍分析了国内外常用的外检测技术及仪器，对各检测技术及仪器进行了综合比较。为了克服单一检测技术及仪器的局限性，建议使用单位根据自己的检测条件和目的选择不同的外检测仪器的组合方案。

关键词：管道外检测技术

外防腐层

综合应用

中图分类号：TG172.4 文献标识码：A

文章编号：1008-7818(2008)02-0005-04

Integrated Application of the Detection Technique outside the Oil and Gas Pipeline

YU Pei-lin, YAO An-lin, LIU Xiao-yan, LIU Yan-hua

(Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China)

Abstract: With the fact that the country takes gas pipeline produce and transport safety seriously, risk valuation and completeness management of pipeline have being developed rapidly. However the pipeline outside detecting technology is a key link among them.Therefore the paper introduces the pipeline outside detecting technology and instrument of home and abroad in common use. After comparing with every detecting technology and instrument advantages and shortcomings, grouping schemes of detecting technology outside the oil and gas pipeline have been selected by users according to their different conditions and purposes in order to overcome the limitations of the unitary detecting technology.

Key words: pipeline; outside detecting technology; protective coating; integrated application

作者简介：于培林（ 1981-），男，河南省西平县人，西南石油大学2005级硕士研究生，研究方向：燃气管道及其系统的安全性与风险分析。

第22卷第2期2008年4月全 面 腐 蚀 控 制

TOTAL CORROSION CONTROL Vol.22 No.2Apr. 2008

腐蚀检测专题

2.1.2检测管线外防腐层质量状况

埋地管道通常采用外防腐蚀层与阴极保护（CP）共同组成的防护系统联合作用进行外腐蚀控制，这两种保护方法起着一种互补作用，防腐蚀层使阴极保护既经济又有效，而阴极保护又使防腐蚀层出现针孔或损伤的地方受到控制，该方法是已成为公认的最佳保护方法并广泛用于埋地管道的腐蚀控制，在我国的运用已有40余年的历史。防腐蚀层是保护埋地管道免遭外界腐蚀的第一道防线，其保护效果直接影响着电法保护电流的工作效率，NACE 1993年年会第17号论文指出：“正确涂敷的防腐蚀层应该为埋地构件提供99%的保护需求，而余下的 1%才由阴极保护提供”。而管道经过一段时间的运行，防腐蚀层综合性能会呈现出不同程度的下降，出现老化、龟裂、剥离、破损等状况，管体表面因直接或间接接触空气、土壤而发生腐蚀，如果不能对防腐蚀层进行有效的检测、维护，最终将导致管道穿孔、破裂等破坏事故的发生。因此，准确、有效的进行管道外防腐蚀层检测成为外腐蚀控制的关键。

2.1.3检测管道的阴极保护效果

在完成管道外防腐层质量状况的检测后，对于管道外覆盖层安全状况较好的管段，可采用P/S管地电位测量方法，综合评价管道的阴极保护效果；而对于外覆盖层安全质量状况较差的管道，宜采用CIPS测试其V on/ V off电位的分布情况，以判断阴保效果，确保管道的安全运行；而对土壤电阻率较高的地区，建议也采用密间隔电位测试管地电位，以有效地消除IR降问题。

2.1.4定位并估算外防腐层失效点的位置与大小

外防腐蚀层失效主要有剥离和破损两种形式，对于剥离点的判断采用电化学暂态技术；而对于破损点的判断采用其它技术。在对管道的外检测完成后，对外覆盖层安全质量状况异常的管段，以及阴极保护效果检测发现问题较多的管段，应进行失效点的检测与定位，并利用测到的电位差大小和电流大小估计涂层缺陷的大小。目前，常用的检测仪器有：RD400-PCM带A字架检测仪以及HT系列地下管道防腐蚀层检漏仪，HT系列检漏仪的精度略高于A字架检测仪。建议采用两种方法进行重复定位，以提高检测准确率。为了有效地评估缺陷或失效点的危害，在可能的条件下，应明确外覆盖层失效点的大小，可采用DCVG＋CIPS进行涂层破损点大小的判断。

2.1.5判断破损点严重性及阴阳极状态

通过对管道进行外检测后，不仅可以判断破损点的严重性，而且可以判断出破损点的阴阳极状态。因为电位差方向代表电流流出或流入管道，腐蚀导致电流从缺陷处流出（阳极），而阴极保护使电流流向缺陷（阴极）。如果在阴极保护通电和断电下分别检测涂层漏点性质，可将漏点分为以下四类：

（1）阴极/阴极型（简写C/C）。表明在阴极保护下漏点是阴极（保护状态），阴极保护断开后漏点能继续保持极化。这些漏点消耗了阴极保护电流，在一般情况下都不会发生腐蚀。

（2）阴极/中性型（简写C/N）。这类漏点在阴极保护下处于保护状态，而断开时则处于自然腐蚀状态。这些漏点消耗保护电流，并且只有在阴极保护系统不正常时才会发生腐蚀。

（3）阴极/阳极型（简写C/A）。这类漏点在阴极保护下处于保护状态，而断开时则处于阳极（腐蚀）状态。这些漏点消耗保护电流，并在阴极保护正常时也可能发生腐蚀。

（4）阳极/阳极型（简写A/A）。这类漏点不管阴极保护系统是否工作都不能被保护。这类漏点是正在发生腐蚀的热点，它们也可能不消耗保护电流。

在管道外腐蚀评价中最关心的是A/A类漏点，必须开挖进行直接检查；其次是C/A类漏点和C/N类漏点，它们也可能发生腐蚀；C/C类漏点一般不发生腐蚀，但如果它们离阳极地床距离很近，可能消耗较多保护电流并阻碍电流流向其他需保护部位。目前，常用DCVG直流电压梯度测量仪、SCM杂散电流测绘仪来确定缺陷点的严重性与阳极/阴极状态。在一般情况下，采用DCVG即可，而对于较复杂且重要的管线，建议采用SCM方法。因为，对于有破损点的管段，SCM能更有效地进行杂散电流测试，找出破损点属于阳极倾向点还是阴极倾向点，为管道的运行维护与排流改造提供较多的信息。

2.2检测仪器的主要功能[2]

通常，管道外覆盖层的检测需要完成以下工作中的一项或几项，因此，检测仪器的主要功能有以下几种：（1）管道外覆盖层绝缘电阻的测算；

（2）阴极保护有效性的检测；

（3）管道外防腐层失效形式的判断；

（4）管道外覆盖层破损缺陷位置的定位；

（5）管道外覆盖层破损缺陷面积的估算。

腐蚀检测专题

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