埋地管道防腐层检测技术样本

一、埋地管道腐蚀评价与防腐层检测技术

1.1防腐层检测技术及仪器现状

1) 变频—选频法

上世纪90年末，东北输油管理局与邮电部第五研究所结合国内输油行业管理模式，完毕了长输管线上以测量单元管段防腐绝缘电阻、评价防腐层完好状况办法研究。该办法是将一可变频率电信号施加到待测管道一端，从另一端检测信号衰减幅度，

通过调节信号频率使信号衰减达到一定范畴（23dB）时，依照信

号频率高低来推断防腐层绝缘电阻值，因而称为“变频—选频法”。

此办法被列入石油天然气公司SY/T5919-94原则，为国内管道防

腐层评价后续工作奠定了基本。变频-选频测量办法特点是：适合

于长输管道检测，具备使用简便，检测费用较低等长处；但该办

法对操作人员规定较高，在使用之前需设定某些参数，较为复杂；

所需与测量仪配合设备较多；只能对单元管道（普通为1km）及有测试桩管道进行绝缘电阻测量，无法判断破损点位置；当管段中有支管、阳极时须通过开挖检测点来分段检测。

2）直流电压梯度（DCVG）技术

直流电压梯度技术代表仪器是加拿大Cath-Tech公司生产DCVG。它可对有阴极保护系统管道防腐层破损点进行检测。其原理是：在管道中加入一种间断关开直流电信号，当管段有破损点时，该点处管道上方地面上会有球面电场分布。DCVG使用毫伏表来测量插入地表两个Cu/CuSO4电极之间电压差。当电极接近破损点时，电压差会增大，而远离该点时，压差又会变小，在破损点正上方时，电压差应为零值，以此便可拟定破损点位置。再依照破损点处IR降可以推算出破损点面积。破损点形状可用该点上方土壤电位分布等位线图来判断。

仪器长处：（1）敏捷度很高，可以精准地定位防腐层破损点；

（2）采用了非对称交变信号，消除了其她管中电流、土壤杂散电流干扰，测量精确率很高；

（3）可以区别管道分支和防腐层破损点；

（4）可以精确估算出防腐层面积。并且也能对防腐层破损形状进行判断。

缺陷是：设备价格较贵、测量工作劳动强度大，须配合定位仪使用；由于电极与地面直接接触，因而本地面介质导电性差时，测量成果不稳定；普通仅合用于有外加电流阴极保护系统管线，对于那些没有阴保系统管线可通过直流发电机建立暂时阴极保护系统完毕检测；不同土壤环境会对检测信号产生一定影响。

3）皮尔逊法（人体电容法）

也属于地面电场法范畴，当前国产检测仪器多采用该办法。其工作原理是：给埋地管道发送特定频率交流电信号，当管道防腐层有破损点时，在破损处形成电流通路，产生漏电电流，向地面辐射，并在漏点上方形成地面电场分布。用人体做检漏仪传感元件，检测人员在漏点附近时，检测仪声响和表头都开始有反映，在漏点正上方时，仪器反映最强，从而可精确地找到防腐层破损点。

该类仪器长处是：设备体积小，价格较低；使用以便，对操作人员规定不高；现场简朴时精确率较高；其缺陷是：抗干扰性能差，本地下管网较复杂时，容易产生错误判断；针对检测管道及埋设环境详细状况，设立检测敏捷度。检测过程很大限度上依赖使用者工程经验。敏捷度设立过低会漏掉破损点，敏捷度过高，会产生误报漏点。此外，国内早先生产仪器发射机功率较小，测量范畴受到一定限制，近来厂家加大了发射机功率状况有一定改进；须同步使用定位仪和检漏仪；不能定量地鉴定防腐层老化限度。

4）密间隔电位法（CIPS）

为国外评估阴极保护系统和管道保护水平原则办法之一。通过比较沿管线上测得地面电位，评价管道CP 系统性能。通惯用于评价CP性能数据涉及：沿管线测得电位、电位变化值、不同距离点上通/断、去极化电位，及其他信号特性。其原理是：将一种参比电极放置于地面与电压表相连，表另一端与管道相连，读取管地电位。在外加电流保护管道中，通过测得管地电位分布，即可得出管道保护限度。该办法长处是：合用于复杂地表状况，甚至可水下作业；测量点

多，数据较为精确；不必另配发射机；缺陷是：测量程序复杂，对人员规定高；测量中规定间隔较小，工作量过大；须与定位仪同步使用；普通至少要三个人参加测量，一人管道定位，一人负责数据采集，第三人负责回收导线。

5）杂散电流检测技术

杂散电流干扰给管道和设施导致危害已得到了注重和研究，国内也制定了一系列行业原则，给出理解决电性腐蚀方案，技术规定也相称明确和完整。由于当时在检测设备方面尚未有合用现场作业测定专用设备，普通是在电工等通用仪表中选取使用，检测手段也较为单一和缺少效率，直接影响了治理方案有效实行。近年推出杂散电流检测仪RD SCM 是一种不错选取。SCM 可以检测出管道上阴极保护电流分布状况，也能精准测量出管道杂散电流流入/流出点，对于检测和评估管线上保护电流给其他管线导致干扰及找出治理杂散电流干扰方案是一种即安全又有效办法。

1.2交变电流梯度法（多频管中电流法）及其应用

1.3.1、交变电流梯度法简介

早在1996年，天津嘉信技术工程公司提出了埋地管道防腐层检测多频管中电流法，并推出相应检测系统及配套软件，在全国石化系统已有数百套系统进行应用。为顾客管线检测提供了实用有效检测手段，获得了良好应用效果。该办法列入了石油天然气公司《SY/T5918-埋地钢质管道外防腐层修复技术规范》。在4月推出全新埋地管道防腐层数据解决软件，版本为GDFFW xp 1.3。这是一种在新防腐层评价模型（交变电流梯度法）基本上，开发研制全新软件，运营于当前流行Windows各通用系统平台上。新版本继承了嘉信公司近年对埋地管道防腐层评价技术研究经验，以及对防腐层评价模型及评价办法最新研究成果。当前最新版本为 xp 2.1，增长了某些以便顾客辅助功能。

新软件新增功能为：

* 推荐应用单一频率信号对埋地管道进行检测，软件自动依照管道埋设条件自动给出评价模型参数，彻底解决了顾客应用软件时参数选取难题。

* 软件评价模型考虑了土壤埋设条件对评价成果影响。

* 全新评价模型考虑了伴行管道对防腐层计算影响。

* 全面对软件功能进行了重新设计，改进了顾客界面。

* 采用了最新OLE/COM软件技术，极大地提高了系统性能和可靠性。

* 增长登记表导出功能,可导出到共享区、记事本文献、MS word 文档。

该系统用法是：通过在管道和大地之间施加某一频率正弦波电压，给待检测管道发射检测信号电流，在地面上沿管道路由记录管道中各测点流过电流值；观测数据通过软件解决即得出检测成果。图形成果可直接显示破损点位置，也可定性地判断各段防腐层老化状况。沿路由在地面上检测由管道上信号电流产生交变电磁场强度及变化规律。采用这种办法不但可找管定位，还在很大限度上排除了大地电性和杂散电流干扰，具备较好实用性。同步，通过管道上方地面磁场强度换算出管中电流变化，可以判断出管道支线位置或防腐层破损缺陷等。其原理是：管道防腐层和大地之间存在着分布电容耦合效应，且防腐层自身也存在着弱而稳定导电性，使信号电流在管道外防腐层完好时传播过程中呈指数规律衰减，当管道防腐层破损后，信号电流便由破损点流入大地，管中电流会有明显异常衰减，引起地面磁场强度急剧减小，由此可对防腐层破损点进行定位。然而，这是个相对比较过程，该过程受到不同检测频率、管道及周边构造等因素影响。为消除涉及管道规格、防腐构造、土壤环境等因素，将均匀传播线理论应用于管－地回路，建立相应数学模型及参数，可以有效地分析或消除上述影响。在测得检测电流变化规律后，依照评价模型可推算出防腐层电气性能参数值Rg。交变电流梯度法就是依照这样原理完毕对管道防腐层检测及评价。

1.3.2、管－地回路等效电路模型

当在管道和大地之间施一交流信号时，用电路理论分析电流信号在回路过程中传播过程，则必要把这一回路进行电路等效，即建立有效电路模型。事实上，可以把管－地回路当作一种

分布参数电路，基本参数可归结为纵向分量阻

抗和横向分量导纳。考虑大地电阻和电容影响，