ACVG、DCVG技术在输气管道外检测中的应用修改稿.doc

ACVG、DCVG技术在输气管道外检测中的应用车飞,高海霞,刘新鄂,张健 （北京西管安通检测技术有限公司，北京 100012）摘要：外防腐层是埋地钢制管道控制腐蚀的重要手段之一，ACVG和DCVG是基于不同原理的两种外防腐层检测技术。本文通过对某在役管道ACVG、DCVG地面间接检测结果进行分析比较,并在直接开挖结果对上述两种检测结果验证的基础上，总结了ACVG和DCVG对外防腐层缺陷可检测性的不同优势，此两种检测方法配合使用可以大大提高外防腐层缺陷的检测准确度。关键词：埋地管道；腐蚀；防腐层缺陷；电位梯度中图分类号：TE988.2 文献标志码：AThe application of the ACVG and DCVG technology to the detection of coating defects on Buried PipelinesCHE Fei, GAO Hai-xia,LIU Xin-e,ZHANG Jian（Beijing West Tube Inspection Technology CO.,LTD, Beijing 100012）Abstract:Packing anticorrosive coating on steel pipes is one of the important methods to prevent the corrosion of buried pipes, ACVG and DCVG are two kinds of detecting technology based on different principle. The paper analyses the detecting results in ACVG and DCVG., and verifies the results with the direct digging results. It summarizes the different advantages of the ACVG and DCVG. detectability to anticorrosive coating defects, concludes using the two kinds detecting methods together could detect the defects of anticorrosive coating more effectively.Keywords：underground pipeline；corrosion；deficiency of protection coating；voltage gradient 51 引言埋地钢质管道由于腐蚀破坏而引发的恶性事故往往造成巨大的经济损失和严重的社会后果。油气输送管线造价高，穿越地域广阔，涉及的地域类型复杂，一旦发生腐蚀引起的穿孔、破裂，就会造成人员伤亡、作者简介：车飞（1983），硕士研究生，研究方向为无损检测。环境污染及油气输送中断等严重事故。外防腐层和阴极保护是目前在役油气管道控制腐蚀的主要技术，ACVG和DCVG技术能够有效评价外防腐层整体性能和阴极保护有效性，本文基于两种检测方法的理论，将两种方法应用于实际检测中，证实了同时使用两种技术对油气管道外检测具有较好的效果。2 检测原理2.1 ACVG检测原理ACVG（Alternating Current Voltage Gradient）即交流地电位梯度法。其检测原理是发射机向管道施加一个电流信号，电流信号沿管道向远方传播，如果管道防腐层存在破损，则电流信号会从破损点向土壤流失一部分，形成一个以破损点为中心的电场，通过PCM1+A字架感应破损点周围的电场，从而检测到防腐层破损点的准确位置和大小。根据大量的检测数据得知，圆形电场是单一的破损点，而椭圆形的电场是管道中其中一段出现的破损2。在ACVG检测中，当对防腐层漏点定位后，位于漏点正上方时，仪器上所显示的分贝值表示漏点的大小，分贝值越高，防腐层缺陷越严重。2.2 DCVG工作原理及测试方法DCVG（Direct Current Voltage Gradient）即直流地电位梯度法，在施加了阴极保护的埋地管线上，电流经过土壤介质流入管道防腐层破损而裸露的管道处，会在管道防腐层破损处的地面上形成一个电压梯度场。根据土壤电阻率的不同，电压梯度场将在十几米到几十米的范围内变化，电压梯度主要在离电场中心较近的区域（0.91.8m）。通常，随着防腐层破损面积越大和越接近破损点，电压梯度会变的越大、越集中。为了去除其他电源的干扰，DCVG检测技术采用不对称的直流间断信号加在管道上，这个间断的电压信号可通过通断阴极保护电源的输出实现，通过在管道上方的两个接地探极Cu/CuSO4电极和与探极连接的中心零位的高灵敏度毫伏表来检测因管道防腐层破损而产生的电压梯度，从而判断管道破损点的位置和大小3。检测人员沿着管线地表径直前行，将饱和硫酸铜探杖一前一后与土壤接触，探杖之间的距离保持在1.52.0 米之间。当地面上放置的电极接近防腐层漏点时，毫伏表指针开始有脉冲响应，指针摆动指向防腐层漏点。当检测人员跨过防腐层漏点时，指针方向会完全逆转，当破损点在两探杖中间时，毫伏表指针指示为中心零位，再将两探杖间的距离逐渐减少，可进一步精确地确定埋地金属管道防腐层缺陷位置，检测示意图如图1所示。图1 DCVG检测防腐层漏点示意图DCVG检测中，检测人员根据DCVG表盘指针寻找防腐层漏点，并对其进行定位，准确定位后，根据采集到相关电性参数计算防腐层漏点的IR值4。 （1）式(1)中 漏点上方垂直于管道方向的远地电位，对漏点IR值的大小起决定性作用漏点至上游测试桩的距离上游测试桩DCVG数据下游测试桩DCVG数据漏点上游测试桩与下游测试桩之间的距离值为破损点中心的远地电位，值越大，则说明此处防腐层破损情况比较严重，值是综合了值和漏点与测试桩距离等相关参数根据标准计算出的表示漏点腐蚀程度及维修级别的参数。值越高，则防腐层缺陷越严重。3 ACVG、DCVG在某输气管道外检测中的应用3.1 主要检测仪器本次检测我们选用从英国进口的仪器，包括有PCM+ACVG检测仪和DCVG检测仪，分别对在役输气管道进行间接检测，分析比较两种检测方法对不同防腐层缺陷的可检出性及检测精度。3.2 DCVG/CIPS检测结果由于整条在役管线检测数据量较大，仅从中选取部分检测数据来分析两种检测技术在管道防腐层漏点定位方面的特点及互补性。表1是管道上三处漏点经ACVG和DCVG检测的分贝值及IR值。表1 ACVG和DCVG检测结果序号ACVG（dB）DCVG ()1#漏点33282#漏点520.4323#漏点570.603 从ACVG和DCVG检测结果可以看出，1#漏点ACVG分贝值为33分贝，为三个漏点中分贝值最低的漏点，但DCVG所检测计算出的IR降为28，比其它两个漏点高出60多倍；而2#漏点和3#漏点的ACVG值达到50多分贝，可DCVG检测计算出的IR降却不到1。可以肯定，三处管道的防腐层均存在问题，为了进一步分析两种检测结果产生差异的原因，对此三处管道进行直接开挖检测验证并修复。3.3 直接开挖检测与分析经对上述三处漏点进行直接开挖检测发现，管道这三处的防腐层均发生破损，形貌如图2图4所示。1#漏点为管道补口处无补口材料，导致大面积金属管体直接裸露于土壤中，大量阴极保护电流流失，随着时间推移，金属管体将变成阳极，将会导致管体金属腐蚀穿孔。2#漏点为管道弯头处无防腐层，环氧粉末与管体几乎没有粘结力，部分环氧粉末已经剥落，部分管体裸露，与淤泥直接接触。3#漏点为防腐层机械损伤，防腐层撕开长度约30mm，金属管体裸露，导致部分阴极保护电流流失。图2 1#漏点图3 2#漏点图4 3#漏点管道受防腐层和阴极保护电流双重保护。根据三个防腐层破损点的检测结果得知，ACVG检测结果与DCVG检测结果未必一致，ACVG的分贝值与防腐层破损点的腐蚀程度也可能不一致，但是DCVG的检测结果与破损点的腐蚀程度一致。因为ACVG检测出的结果仅仅与防腐层破损面积有关，即防腐层中电流流失有关；而DCVG的检测结果不仅与防腐层的破损面积有关，还与管道受阴极保护的有效性有关。若管道的防腐层破损面积很大，则ACVG分贝值大，但如果此时管道的阴极保护状态还处于有效，则DCVG所测IR降不会很大，漏点2的检测结果证明如此，此处大面积管段无防腐层，因而ACVG值很大，但DCVG值不是很大，说明管段仍然在有效的阴极保护范围内。1#漏点位于补口处，由于无补口防腐材料，导致金属管体直接裸露在淤泥中，破损面积虽然没有2号漏点大，但是此处DCVG检测到的IR值非常大，说明此处阴极保护电流的流失远比2#漏点严重，阴极保护对管道已不起保护作用，随着时间推移，金属管体变成阳极，将导致管体金属腐蚀穿孔。DCVG的检测结果结合了防腐层的破损面积与阴极保护有效性双重因素。ACVG的检测结果更侧重于防腐层的破损面积。4 结论通过对某在役输气管道分别进行ACVG和DCVG间接检测，再经直接开挖检测，证实了两种检测方法的互补性，并分析了两种检测方法在防腐层破损面积和阴极保护电流流失方面的不同检测特点。目前，管道外防腐层的检测方法很多，然而任何一种检测方法都有其优势及局限性，所取得的检测数据往往会受到一系列因素的影响，因此同时使用多种间接检测方法可以提高防腐层缺陷的可检出性，从而保证检测结果的可靠性，为油气管道的有效维护与安全管理提供科学的决策依据。参考文献1耿铂,余越泉.PCM管道电流检测系统介绍及应用.腐蚀与防护,2002(1),21-23.2林守江.埋地钢管外防腐层状况检测系统-交变电流梯度法原理.地下管线管理,2002(3),346-347.3周琰,勒世久,等.埋地管道防腐层缺陷DCVG检测技术研究及应用.管道技术与设备,2001(5),38-40.4Dr J Leed and J Grapiglia,The DC Voltage-gradient met