埋地油气管道防腐层检测与评价

1、埋地油气管道防腐层检测与评价一. 常用的检测方法简介1.1 变频选频法 变频选频法常用于石油长输钢管防腐层的评估以及防腐层 绝缘的检测， 在埋地管道防腐层不开挖检测评价技术发展过程中 发挥了重要作用。检测结果可作为防腐层检漏、维修的依据。1.2 磁场分布法 此法适用于管道沿线周围没有铁磁性回填物质的场所， 不受 土壤介质均匀度的影响且不用接地。但该法易受深度变化的影 响，在其他条件不变的情况下，破损、缺陷点的埋深越大，磁场 值就越小。 地貌变化的影响实质上是埋深变化的影响， 往往造成 磁场曲线的严重畸变，容易出现假异常。实际工作中，管道的破 损、缺陷点的埋深变化最为常见，应用并不普遍。但在土壤

2、介质 电阻率变化较大或者接地条件非常差的情况下应用较好。1.3 等效电流梯度法该法是检测破损点、 缺陷点最常用的手段之一。 采用该法查 找存在防腐层破损缺陷的管段非常方便，但确定空间位置较困 难。其优点是不受深度变化的影响， 可以利用等效电流梯度法查 找破损点。缺点是其精确定位很大程度上依赖于测点间距的选择 和测点间距的测量精度。1.4 皮尔逊法该法又叫做电位分布与电位梯度法（DCVG，是用来找出涂 层缺陷及缺陷区域的方法。 它不需阴极保护电流， 只需将发射机 发出的电信号加载在管道上，因操作简单、快速，曾被广泛应用 于涂层监测中。该法效率高，成本较低，操作简便，能实地标定 防腐层破损点的位置

3、，不需要进行烦琐的计算工作。该法基于 “点电流源”的电位分布理论， 无论交流电或直流电， 电位分布 都与介质的均匀程度密切相关。 管道周围土壤电阻率的变化， 特 别是表面回填土不均匀易造成假异常， 即假变向点。 在实际应用 中，当发现变向点时，如果再用磁场分布法予以检验核查，可以 排除大部分假异常。 缺点是检测结果准确率低， 易受外界电流的 干扰，不同的土壤和涂层段组都能引起信号的改变， 判断缺陷及 缺陷大小依赖于操作员的经验。 该法主要用来查找防腐层的破损 点，即查找“漏铁”部位， 不能对包覆层的绝缘性能做分级评价， 但与其他方法共同使用可得到较好的检测效果。二. 管道外防腐检测技术的具体应

4、用2.1 多频管中电流法PCM系统主要由一台发射机、一个接收机和一个 A字架组成， 如图 1 所示， 当发射机向管道发射不同频率的信号电流时， 信号 电流会沿管道向两侧进行传输， 在沿管道传输的过程中信号电流 会逐渐衰减， 当通过接收机时， 接收机可接收到管道中任何一点 的衰减电流，信号电流的衰减变化与管道防腐层的绝缘电阻有 关。在检测过程中，PCM不受管道上的阴极保护电流的影响，可以一次性完成防腐层绝缘电阻的检测，确定防腐层破损漏电点。PCM佥测速度较快，具有较强的管线定位功能，所以比较适 合用于管道走向不清楚、管网较为复杂的条件下。但是，在有干 扰或土壤电阻率高的条件下，其佥测准确度较低。

5、2.2 电位梯度法 交流电位梯度法的工作原理是向管道施加某一给定频率的 交流信号， 当防腐层出现破损时， 则交流电流会经由破损点处流 出，在破损点周围土壤中形成一个电位梯度场（如图 2 所示）， 再通过地面设备对该电位梯度场地面投影的电位梯度分布进行 测量，从而确定出破损点的位置。国内目前常用的佥测仪器是 PCM和与之配套的A字架。该方法灵敏度高、检测速度快，防腐 层缺陷定位偏差较小即精度较高， 而且不受管道阴极保护系统的 干扰。但是，它不能对防腐层整体的好坏、是否存在剥离做出判 断，不适合用于与电解质（土壤、水）接触破损点的查找。直流电位梯度法的工作原理 2 是对于有阴极保护的管道或 者施加

6、直流电流的管道， 当防腐层存在破损点时， 电流流入管道 防腐层破损点处时， 破损点周围形成一个直流电位梯度场。 使用 毫伏表来测量这一电位梯度， 电位差会随着与破损点距离的减小 而增大，增大而减小，在正上方时为零，以此来确定破损点的大 小和位置。该方法具有高定位精度，可确定缺陷的大小，可对管 道在防腐层破损点处是否有腐蚀在发生做出判断， 以及不易受到 管道上方电网影响。 该方法在土壤电阻率高的条件下使用时， 会 出现测量结果不稳定，而且它还不能指示管道阴极保护的效果。2.3 变频 -选频法 变频-选频法能够对一段管道防腐层的平均绝缘性能进行评 价，是通过对管道防腐层绝缘电阻值进行测量并计算来实

7、现的。 该方法在不进行管道开挖、 不干扰正常工作的条件下时， 能快速 准确地测量不同管道材质、 不同防腐层绝缘材料、 不同管径和不 同外界环境下的任何长度管段的防腐层绝缘电阻值。 该方法的基 本原理是当向管道施加高频电信号时， 可将埋地管道看作为一个 单线 -大地信号通路，需要测量出现场信号频率、土壤电阻率和 信号传播时的衰减量等参数， 从而快速测量出管道防腐层绝缘电 阻率。其现场测量示意图如图 4 所示。该方法简便、快捷、准确、重现性好，适用于各种材质的管 道外防腐层的测量评价。 但是它不能确定出外防腐层缺陷的具体 位置及大小。2.4 密间隔电位法密间隔电位法简称CIPS,它是一种通过沿着管

8、顶地表以密 间隔移动参比电极测量管地电位来对管道外防腐层进行评价的 方法，主要用来评价管道沿线电保护状态与受杂散电流干扰情 况，还能够同时发现涂层漏点。 该方法是国外对阴极保护系统有 效性进行评价的首选标准方法之一。CIPS的基本原理是：在带有阴极保护系统的管道上方， 沿着管道以较小的等间距 （一般为 13m来测量管道的通/断电位（即阴极保护系统电源开时的管 地电位ON电位和瞬间关断时管地电位 OFF电位）沿管线的变化， 从而对防腐层的状况以及阴极保护是否有效进行判断。CIPS测量安装如图5所示，将检测后得到的管地电保护沿 管线的通 / 断电位用 2 条曲线分别表示出（如图 6），然后根据 电

9、化学保护的有效保护电位分界值 （-850mV）判断各段的保护效 果。目前在国外， 完全用 Voff 电位值来评价阴极保护系统效果， 而由于测量技术的制约，国内大多仍使用Von电位来评价保护效 果，这样就会导致一定的偏差。CIPS可以消除管道外防腐层产生的IR降影响，从而准确找 到防腐层破损点。但是，在使用中易受到杂散电流、土壤变化等 干扰因素影响而产生较大误差。2.5 其它检测方法此外，管道外腐蚀检测方法还有电化学检测法、 瞬变电磁法 等。其中，电化学检测法主要是根据电化学阻抗谱（ EIS）技术 来判别防腐层缺陷的情况，但由于目前对于EIS技术用于剥离的 研究还仅限于实验室阶段， 在实际工程中应用并不广泛； 而瞬变 电磁法由于在检测时难以发现许多小腐蚀点， 而且国内应用还处 于探索阶段，所以在实际工程中应用并不广泛。结束语：通过广泛调研国内外埋地管道外防腐检测技术， 得到以下结 论：（ 1）工程实际中常用埋