埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法实用版

埋地钢质管道外腐蚀直接评价方法与检测的实施过程林守江（天津市嘉信技术工程公司 天津300384）摘 要 埋地钢质管线的腐蚀检测和评价是确定腐蚀状况、制定维修方案的基础，外腐蚀直接评价方法提供了对不适合内检的管道腐蚀检测和评价的实施方案。

在腐蚀检测过程中间接检测方法的配合使用，对保证检测结果的可靠性、减小单一方法的局限性非常重要。

本文结合工程实际就腐蚀检测及直接评价方法的实施过程中检测项目的确定，工具的选择等问题进行了探讨。

关键词钢质管道、腐蚀检测、ECDA、腐蚀直接评价一、引言埋地钢质管线的腐蚀检测及评价是指对管线的防腐层、阴极保护状况、管体腐蚀损伤、土壤腐蚀条件进行全面检测之后，结合管道的运行历史，对管道腐蚀进行现状评价的过程。

准确地掌握防腐层的缺陷、阴极保护的有效性及土壤腐蚀条件等状况，通过实施必要的开挖验证，进而确定管体的腐蚀缺陷程度，是成功地实施腐蚀直接评价的关键。

近年来，在新行业标准的推动下，我国越来越多的管道单位开展了外腐蚀直接评价（ECDA）方法的实践。

推动了管道的安全管理工作水平提高，取得了令人瞩目的进展。

由于埋地管线所处地区的不同，土壤腐蚀环境、管道防腐层的状况、阴极保护有效性、管道运行条件等差异的原因，导致了管体腐蚀损伤状况的不同。

这些差异使得在腐蚀检测的过程中，实施检测项目的重点应有所不同，也可能需要采用不同的间接检测工具和方法。

特别是我国的绝大多数管线以前从未实施过ECDA方法，管道的历史数据缺乏，加之很多检测工程受预算经费的限制，不可能完全照搬ECDA标准中的做法。

但是，通过贯彻ECDA方法中的先进理念和技术原则，对于解决我国腐蚀检测评价中存在的方法单一，数据可靠性不高，实施队伍技术水平参差不齐等问题，提高腐蚀控制水平，有效保证管道的运行安全，提高管道资产的效益等方面都会起到重要的推动作用。

二、腐蚀检测的实施范围在早先的行业标准SY/T 0087-95《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》中规定了对管道的腐蚀调查方法分为：全线普查、重点调查以及日常调查三类。

埋地钢管防腐方法
埋地钢管防腐方法有下列几种：
1. 金属防腐层法：通过在钢管表面涂覆一层金属防腐层，如环氧树脂涂层、聚氨酯涂层等，来防止钢管与外界环境的接触，防止钢管腐蚀。

2. 碳化涂层法：在钢管表面进行碳化处理，形成一层碳化物覆盖层，在氧气和水分等介质的作用下，形成一层致密的氧化铁绒毡层，起到防腐的作用。

3. 阴极保护法：通过在钢管表面施加一定电流，使钢管成为阴极，从而减少钢管的阳极反应，延缓钢管的腐蚀速度。

4. 聚乙烯套管法：将聚乙烯管套在钢管表面，形成一层保护膜，防止钢管与外界介质的直接接触，起到防腐的作用。

5. 砂浆涂层法：用特殊的混凝土砂浆将钢管进行涂覆，形成一层保护层，起到防腐的作用。

值得注意的是，在选择防腐方法时，要考虑钢管所处环境的特点和要求，选择相应的防腐方法，并进行定期检查和维护，以保证防腐效果。

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的现状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我国输油行业的管理模式,完成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方法的研究。

该方法就是将一可变频率电信号施加到待测管道的一端,从另一端检测信号的衰减幅度,通过调节信号的频率使信号衰减达到一定范围(23dB)时,根据信号频率的高低来推断防腐层绝缘电阻值,因此称为“变频—选频法”。

此方法被列入石油天然气公司的SY/T5919-94标准,为我国管道防腐层评价的后续工作奠定了基础。

变频-选频测量方法特点就是:适合于长输管道的检测,具有使用简便,检测费用较低等优点;但该方法对操作人员要求较高,在使用之前需设定一些参数,较为复杂;所需与测量仪配合的设备较多;只能对单元管道(通常为1km)及有测试桩的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的代表仪器就是加拿大Cath-Tech公司生产的DCVG。

它可对有阴极保护系统的管道防腐层破损点进行检测。

其原理就是:在管道中加入一个间断关开的直流电信号,当管段有破损点时,该点处管道上方的地面上会有球面的电场分布。

DCVG使用毫伏表来测量插入地表的两个Cu/CuSO4电极之间的电压差。

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,以此便可确定破损点位置。

再根据破损点处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的等位线图来判断。

仪器优点:(1)灵敏度很高,可以精确地定位防腐层破损点;(2)采用了非对称的交变信号,消除了其她管中电流、土壤杂散电流的干扰,测量准确率很高;(3)可以区别管道分支与防腐层的破损点;(4)可以准确估算出防腐层面积。

并且也能对防腐层破损的形状进行判断。

( 安全管理 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法(标准版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法(标准版)摘要：根据多年检测地下管道外防腐层的实践经验，系统地论述了地下管道外防腐层检测前沿的几种理论方法。

通过对这些理论方法和检测技术的分析，以期能对我国油气等埋地管网腐蚀评价的技术规范制定、实际管道腐蚀检测的实施、埋地管网腐蚀评价起到指导和借鉴作用。

关键词：外防腐层直接检测和评价；交流电流法；直流电压法1埋地钢管的腐蚀类型①管道内腐蚀这类腐蚀影响因素相对来说比较单一，主要受所输送介质和其中杂质的物理化学特性的影响，所发生的腐蚀也主要以电化学腐蚀为主。

例如：如果所运输的天然气的湿度和含硫较高时，管道内就容易发生电化学腐蚀。

对于这类腐蚀的机理研究比较成熟，管道内腐蚀所造成的结果也基本上可预知，因此处理方法也规范。

比如通过除湿和脱硫，或增加缓蚀剂就可消除或减缓内腐蚀的发生。

近年来随着管道业主对管道运行管理的加强以及对输送介质的严格要求，内腐蚀在很大程度上得到了控制。

目前国内外长输油气管道腐蚀控制主要发展方向是在外防腐方面，因而管道检测也重点针对因外腐蚀造成的涂层缺陷及管道缺陷。

②管道外腐蚀管道外腐蚀的原因包括外防腐层的外力破损，外防腐层的质量缺陷，钢管的质量缺陷，管道埋设的土壤环境腐蚀。

③管道的应力腐蚀破裂管道在拉应力和特定的腐蚀环境下产生的低应力脆性破裂现象称为应力腐蚀破裂(StressCorrosionCracking，SCC)，它不仅能影响到管道内腐蚀，也能影响到管道外腐蚀。

在役埋地管线外防腐层的性能测定与防腐等级评估前言对油气管道的外防腐层情况发展定期的性能测定，准确掌握在役埋地管道防腐层的工作状态，对及时发现和消除事故隐患，保证长期安全生产，防止重大事故发生都有着重大的意义。

埋地管道的防腐层因多种原因产生缺陷，失去防腐效果，导致管道腐蚀，因此，有方案地开展管道防腐层检测和修复工作十分重要。

根据检测结果对管道防腐层发展评价，可为管道防腐层的使用、修复和更换提供科学依据。

管道防腐层检测也是管道安全评价以及完整性管理的重要容。

管道防腐层检测技术防腐绝缘层是埋地管道腐蚀控制技术中最重要的组成局部。

防腐绝缘层的质量关系到管道的使用寿命，也是管道运行中必须关注的问题。

目前使用的管道防腐绝缘层种类较多，在检测工程及检测手段上也不尽一样。

现在的集输管道仍以石油沥青玻璃布为主，它以检测防腐绝缘层的连续性、厚度、粘结力、绝缘电阻等性能为主，其中绝缘电阻是综合反映防腐绝缘层状况的重要指标，该项指标不仅与防腐材料有关，而且与施工质量有关。

施工中对防腐绝缘层的任何损坏或者防腐材料老化以及防腐构造发生浸水、剥离、破损、开裂等现象，都将表现为绝缘电阻下降。

目前，随着新型检测仪器的浮现，防腐绝缘层绝缘电阻已实现了不开挖的地面检测，这将为制定大修或者更换防腐绝缘层管段提供科学依据[1]。

目前管道防腐层的检测方法中应用较多的是多频管中电流法与地面电场法的联合使用。

多频管中电流法的整套设备由英国雷迪公司生产的 RD-PCM 检测仪和**嘉信技术工程公司研制的管道防腐检测数据处理系统 GDFFW 5.1 两局部组成。

PCM 是 Pipeline Current Mapper 的简称，即多频管中电流法，主要是测量管道中电流衰减梯度，因此也叫电流梯度法。

PCM 系统主要由一台发射机、一个接收机和一个 A 字架组成，多频管中电流法是由 PCM 发射机向管道施加多个频率的电流信号，使用接收机接收一样频率的电流衰减信号，该设备不受管道埋深的限制，追踪检测管道的信号电流，能自动存储检测数据。

埋地管道检测方案埋地管道的不开挖检测技术是管道无损检测技术的重要分支，通过采用该技术可以及时了解管道运行的整体情况，并为后面的开挖检测提供依据。

目前使用的成熟的埋地管道不开挖检测技术主要是针对管道外覆盖层和阴极保护系统等方面进行检测的。

通过对管道所处环境的腐蚀性检测来预知和了解管道内外腐蚀的程度及腐蚀原因，及时发现管道所存在的安全隐患，并采取科学的手段，适时地对管道进行修复和改造，确保管道的安全运行。

埋地金属管道的腐蚀性检测可分为管道外检测和管道内检测。

一、管道外检测管道外检测主要工作如下：（1）管道外部所处土壤环境的腐蚀性检测(包括土壤的土质、水质和杂散电流等)。

（2）管道外防腐绝缘层性能、完好程度、老化性能和使用寿命的预测。

（3）管道阴极保护状态、保护电位和保护电流的测定。

其中后两项内容的检测应是管道管理者日常对管道监测的重要内容和手段，这是由于这两种管道防护手段关系密切，管道外防腐层防护是基础，阴极保护是其防护不足的补充和辅助。

如果金属管道外防腐层完整良好，则管体本身不会受到土壤溶液的腐蚀和破坏，而一旦防腐层产生了缺陷，则在缺陷处会产生腐蚀破坏。

此时如果阴极保护能在防腐层缺陷处提供足够的保护电流密度，则电化学极化将使该处金属表面极化到热力学上的稳定态，不至于发生金属的氧化反应(即钢的腐蚀破坏)，而一旦阴极保护失效或不正常，则会造成该处的金属表面的破坏。

因此用阴极保护的管道电位值和阴极保护的电流值可判断管道是否处于“保护”状态。

由此可见，上述三项检测工作是保证埋地钢质管道无泄漏安全运行的必要手段。

1、管道外覆盖层的检测技术管道外覆盖层的检测技术大多采用多频管中电流检测技术（PCM），它是一种检测埋地管道防腐层漏电状况的检测，是以管中电流梯度测试法为基础的改进型防腐层检测方法。

其基本原理是将发射机信号线的一端与管道连接，另一端与大地连接，由PCM大功率发射机，向管道发送近似直流的4 Hz电流和128 Hz／640Hz定位电流，便携式接收机能准确地探测到经管道传送的这种特殊信号，跟踪和采集该信号，输入到微机，便能测绘出管道上各处的电流强度。

在役埋地管线外防腐层的性能测定与防腐等级评估前言对油气管道的外防腐层情况进行定期的性能测定，准确掌握在役埋地管道防腐层的工作状态，对及时发现和消除事故隐患，保证长期安全生产，避免重大事故发生都有着重大的意义。

埋地管道的防腐层因多种原因产生缺陷，失去防腐效果，导致管道腐蚀，因此，有计划地开展管道防腐层检测和修复工作十分重要。

根据检测结果对管道防腐层进行评价，可为管道防腐层的使用、修复和更换提供科学依据。

管道防腐层检测也是管道安全评价以及完整性管理的重要内容。

管道防腐层检测技术防腐绝缘层是埋地管道腐蚀控制技术中最重要的组成部分。

防腐绝缘层的质量关系到管道的使用寿命，也是管道运行中必须关注的问题。

目前使用的管道防腐绝缘层种类较多，在检测项目及检测手段上也不尽相同。

现在的集输管道仍以石油沥青玻璃布为主，它以检测防腐绝缘层的连续性、厚度、粘结力、绝缘电阻等性能为主，其中绝缘电阻是综合反映防腐绝缘层状况的重要指标，该项指标不仅与防腐材料有关，而且与施工质量有关。

施工中对防腐绝缘层的任何损坏或防腐材料老化以及防腐结构发生浸水、剥离、破损、开裂等现象，都将表现为绝缘电阻下降。

目前，随着新型检测仪器的出现，防腐绝缘层绝缘电阻已实现了不开挖的地面检测，这将为制定大修或更换防腐绝缘层管段提供科学依据[1]。

目前管道防腐层的检测方法中应用较多的是多频管中电流法与地面电场法的联合使用。

多频管中电流法的整套设备由英国雷迪公司生产的RD-PCM检测仪和天津嘉信技术工程公司研制的管道防腐检测数据处理系统GDFFW 5.1两部分组成。

PCM是Pipeline Current Mapper的简称，即多频管中电流法，主要是测量管道中电流衰减梯度，因此也叫电流梯度法。

PCM系统主要由一台发射机、一个接收机和一个A字架组成，多频管中电流法是由PCM发射机向管道施加多个频率的电流信号，使用接收机接收相同频率的电流衰减信号，该设备不受管道埋深的限制，追踪检测管道的信号电流，能自动存储检测数据。

埋地钢制管道聚乙烯防腐层通用检验规程***************公司2012 年4 月1. 前言2. 依据规程标准3. 防腐层结构4. 材料检验5防腐层材料适用性试验6. 防腐层涂敷7. 质量检验8•附件1：3PE检验工艺流程1. 前言埋地钢质管道3PE防腐涂层是80年代以德国为代表的欧洲国家开发并成功应用的管道防腐技术，它由底层环氧粉末、中问层粘接剂和外层聚乙烯三种材料构成。

其中环氧粉末涂层具有优异的与金属的附着力和抗阴极剥离性能以及优良的耐化学腐蚀性和抗氧气渗透性，聚乙烯涂层具有优异的抗冲击性能和抗水渗透性能，两者通过中问层粘接剂粘接的配合而形成的复合涂层充分显现了各自的优点，弥补了它们的缺点。

鉴于3PE涂层优异的综合性能使其在世界范围内得到了广泛应用，因此在一些大型管道工程上3PE防腐成为首选涂层。

我国管道防腐涂层经过几十年的不断完善，经历了石油沥青、沥青玻璃布、煤沥青、环氧煤沥青、煤焦油瓷漆、热熔胶夹克、聚乙烯冷缠胶带和熔结环氧粉末（FBE）等，于90年代中期发展到3PE防腐涂层。

我国在90年代中期国家重点工程陕京输气管道建设时首次采用3PE防腐涂层，直到现在的十几年间包括西气东输工程一线、二线在内的多条国家重点管道工程都采用了这种防腐涂层，可以说3PE涂层已成为我国管道防腐的主导涂层。

十几年来在我国的应用表明3PE涂层的综合性能是其它涂层无法比拟的，但3PE涂层的生产工艺和生产控制相对复杂一些，任何一个环节出现问题都会影响防腐涂层的质量，应进行严格的质量控制。

为了严格贯彻执行国家规程、标准，确保直埋夹套保温管及其管件产品制造质量，切实做好各工序的质量控制，明确统一检验手段，特编制本检验工艺。

2. 依据规程标准GB/T9711.1-1997《石油、天然气工业输送钢管交货技术条件1A级钢管》GB/T3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》GB/T8163-2008《输送流体用无缝钢管》SY/T0413-2002《埋地钢制管道聚乙烯防腐层技术标准》GB/T23257-2009《埋地钢制管道聚乙烯防腐层》GB/T18593-2010《熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装》TSGD0001-200《9 压力管道安全技术监察规程——工业管道》TSGD2001-200《6 压力管道元件制造许可规则》TSGD2002-200《6 压力管道元件型式试验规则》GB/T20801.1〜6-2006《压力管道规范——工业管道》NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》GB50236-98《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB8923-1988《涂装前钢材锈蚀等级和除锈等级》SY/T0063-1999《管道防腐层检漏试验方法》JB/T3022-1993《城市供热用螺旋埋弧焊钢管》GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》GB/T13401-2005《钢板制对焊管件》GB2828.1-2003《逐步检查计数抽样程序集抽样表》3防腐层结构3.1挤压聚乙烯防腐层分二层结构和三层结构两种。

燃气埋地钢制管道的防腐与检测运行部白群星一、钢管防腐规范1、《埋地钢制管道聚乙烯防腐》GB/T23257-2009；2、《钢制管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》SY/T0414-2007；3、《埋地钢制管道环氧煤沥青防腐层技术标准》SY/T0447-2014；4、《钢制管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》SY/T0315-2013；二、埋地钢制管道的防腐应用1、环氧粉末防腐（SY/T0315-2013）（1）环氧粉末（环氧树脂）是一种热固性（第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交联固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。

）、无毒涂料，固化后形成高分子量交联结构涂层，具有优良的化学防腐性能和较高的机械性能，尤其耐磨性和附着力最佳。

该涂料为100%固体，无溶剂，无污染，粉末利用率可达95%以上，是埋地钢质管道的优质防腐涂料。

（2）采用环氧粉末涂敷打底聚乙烯PE及粘剂缠绕或包覆形成的三层PE工艺，是目前国内外普遍采用的钢管道防腐工艺，也是目前国内西气东输及油田输油、气，城市供气、供水所采用的管道防腐工艺。

（3）经过环氧粉末涂覆的钢管可用于工作温度为-30℃——80℃的埋地或者水下环境；我公司2002年铺设的一门站——襄都路段508钢管采用的单层环氧粉末，加强级防腐。

河北省天然气公司铺设的京石邯线508管道同样采用的环氧粉末防腐（是否为单层、加强不确定）。

单层环氧粉末外涂层厚度序号涂层等级最小厚度μm1普通级3002加强级400双层环氧粉末外涂层厚度最小厚度μm序号涂层等级内层外层总厚度1普通级2503506002加强级300500800（4）电火花检漏涂层完全固化且低于100℃时，采用电火花检测，检测电压——最小涂层厚度（μm）×5V/μm。

2、挤压聚乙烯防腐层（GB/T23257-2009）（1）分为长期工作温度不超过50℃（常温N型）、长期工作温度不超过70℃（高温H型）；（2）2PE：胶黏剂+聚乙烯；3PE：环氧粉末+胶黏剂+聚乙烯（3）防腐层厚度（4）防腐层检测：防腐层的漏电应采用在线电火花检漏仪进行连续检查，检漏电压为25kv，无漏电为合格。

埋地钢管外防腐层检测方法作者：滕兴林来源：《中国新技术新产品》2011年第12期摘要：本文对埋地钢管外腐层检测方法进行了分析。

以期能对埋地管网腐蚀评价的技术规范制定、实际管道腐蚀检测的实施、埋地管网腐蚀评价起到指导和借鉴作用。

关键词：埋地钢管；外腐层检测中图分类号：TQ515.9 文献标识码：A为了保证管道的安全运行，延长管道的使用寿命，埋地钢管一般都有防腐层和阴极保护组成的防护系统。

防腐层和阴极保护起着一种互补作用，防腐层的破损会引起保护电流的流失，使保护效果降低，甚至失效。

阴极保护效果的降低或失效，又会加剧管道的腐蚀，引起防腐层的剥离、龟裂。

对外防腐层的检测，尤其是对管道外防腐层破损点的精确定位，确定破损点的大小，筛选出最大破损点和腐蚀穿孔泄漏点，进行开挖，重新涂敷和堵漏，是管道业主最为关心的问题。

下面对外防腐层破损的检测方法进行分析论述。

1 交流电流法交流电流法在国际上通常被称为皮尔逊检测法(PearsonSurvey)。

其基本原理是：当用一个信号发射机把特定频率的交流信号通过导线施加在金属管道上时，这种特定频率的交流信号就会沿管道向前传播，并在无穷远处与发射机的地线形成回路。

如果管道的外防腐层完好，由于管道电阻的原因，管道中交流信号是沿程均匀衰减的；如果管道的外防腐层有破损或绝缘不好，在外防腐层破损点便会有电流泄漏入土壤中，这样如果沿程测量管道中的电流信号，在破损点附近，就会有一个管中电流的陡降；同时在管道破损点和土壤之间也会形成电压差，且在接近破损点的部位电压差最大，用仪器在埋设管道的地面上可检测到这种电流或电位异常，即可发现管道外防腐层破损点。

特别指出的是，皮尔逊检测是一种检测方法和基本原理，不是具体的某种设备，把基于以上原理的检测设备与一种检测方法混为一谈是不恰当的。

皮尔逊检测法最大的特点是向管道施加特定频率的交流信号，然后在防腐层破损点检测到电流或者电压的异常。

基于皮尔逊检测法的设备，由于接收机轻便，检测速度较快，自带信号发射机，可以检测没有阴极保护(CP)的管道，因此目前国内仍较普遍使用，受现场检测人员的欢迎。