埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法(标准版)
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油田埋地管道外防腐检测方法
油田埋地管道外防腐检测方法张中祥(北京科技大学)黄桂柏 林建国 李双林 (大庆油田工程有限公司)油田埋地管道外防腐检测是一种经济可行的管道外防腐绝缘性评价方法,它能有效地检测出埋地管道外壁防腐层破损情况,在不开挖管道的情况下找到管道外壁防腐层破损点并评估管道外防腐层总体状况,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、连续性、经济性具有相当重要的实际意义。
11目前常用检测方法优缺点简述(1)变频-选频法。
这种检测方法的优点是现场应用方便,不受测量管段外有无分支或绝缘法兰的影响,不用断开阴极保护电源,而且测试距离长,能够对测量管段进行绝缘层电阻的综合评价。
缺点是只能测试一段距离的管线的防腐层绝缘电阻值,无法准确确定破损点的位置。
(2)人体电容法。
这种检测方法的优点是检测速度快,破损点检测准确,检测不受有无阴极保护设施影响,检测效率较高。
缺点是对测试人员检测经验要求较高,并且因为信号传输距离较近,要不断更换发射点位置。
(3)DC VG-C I PS法。
DC VG(D irect Current Voltage Gradient)是直流电位梯度的英文简称,C I PS (Cl ose I nterval Potential Survey)是近间距管对地电位测量的英文简称。
这种方法的优点是检测效果准确,受外界干扰小。
缺点是需要阴极保护电流,在有阴极保护设施的管线上有较好的检测效果。
(4)PC M法。
PC M(Pi peline Current Map2 p ing)的意思是管中电流绘制。
这种方法的优点是检测方法简单,需要人员少,不受管线中支管影响。
缺点是测试距离短,在冻土季节难于检测。
21适用于油田埋地管道的测试方法(1)长距离输油管道外防腐层检测。
长距离输油管道是指从联合站向油库输送原油的管道或由油库向外输送原油的管道。
如果管道采用了阴极保护,检测时可以采用DCVG-C I PS法和变频-选频法相结合的方式。
埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法实用版
YF-ED-J7487可按资料类型定义编号埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.（示范文稿）二零XX年XX月XX日埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法实用版提示：该操作规程文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。
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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。
用埋地钢制管道防腐层检测与评价技术的探讨
用埋地钢制管道防腐层检测与评价技术的探讨基于风险评估的检验是在充分地综合了系统安全性与经济性统一理论基础上建立的一种优化检验策略。
它运用相关的检测手段对埋地钢制管道可能失效的部位进行检测，并综合多种可能造成埋地钢制管道失效的因素，再根据模糊数学风险评价方法，对埋地钢制管道进行风险评估。
而传统的埋地钢制管道检验方法未能将管道的安全性、企业的经济性以及可能存在的失效风险有效地结合起来，检验的频率和程度与受检管道的风险并不相称，对埋地钢制管道可能失效的位置检测没有针对性。
1、管道外防腐层检测技术目前，对埋地钢制管道外防腐层的检测方法有很多种，各种方法都有其优缺点，如何选择一种较为合理的检测方法，使检测的定位准确、精确度高、劣化状态得到准确判定、所需成本最少是检测最为关心的问题之一。
对埋地钢制管道外防腐层和外腐蚀的检测，通常利用管道电流检测（PCM）评价技术和现场开挖核实等综合手段，来分析判断管道具体腐蚀情况。
当管道的防腐层存在破损时，所加载的电流信号会在防腐层破损点处泄漏到土壤，管道破损点与土壤间就会产生电势差，在电流衰减率曲线图上，Y值在该点表现为突然增大。
而且距离破损点越近，电势差也就越大，此时在埋设管道的地面采用“A字架”便可检测到这种异常电位，从而实现对管道防腐层破损点的精确定位。
根据所测定的数据来计算各管段外防腐层的绝缘电阻，最后依据所得出的值，再参照埋地管道外防腐层绝缘电阻的评估标准，实现对管道防腐层技术等级的划分，从而完成对管道防腐层整体质量状况的综合评估。
2、埋地钢制管道的风险评估方法埋地钢质管道的风险评估是一门综合性的管理技术，不仅要考虑工程技术方面的各种影响因素，还需与国家的经济水平、社会保障条件以及有关安全技术法规等密切相关。
风险评估技术是用来评价管道发生事故的可能性以及发生事故后的危害程度。
风险评估的主要内容是：（1）确定导致埋地钢制管道的风险影响因素，即发生事故和影响其后果程度的因素。
埋地管道外防腐完整性直接检测评价技术ECDA
埋地管道外防腐完整性直接检测评价技术管道的安全性正日益受到人们的重视。
由于钢管的腐蚀和本身制造缺陷，以及第三方和人为破坏等原因，使管道事故频繁发生，严重影响管道的正常运行、人民的生命财产和周围的自然环境，管道的安全可靠性问题日益突出。
为达到安全、经济运行的目的，埋地管道外防腐完整性直接检测在管道运行中已经成为一个重要的组成部分。
外防腐层和阴极保护的联合作为公认的最佳保护方法，已经广泛用于埋地管道的腐蚀控制。
埋地管道的外防腐完整性直接检测评价就是对外防腐层与阴极保护系统的联合作用进行同时检测评价。
目前，很多业主只对埋地管道的外防腐层漏电点进行定位，对防腐层的总体质量状况进行粗略的评价，这样就无法给业主提供合理、科学、经济的管道维护、维修及监控措施，评价结果只能是片面的甚至错误的，根据检测评价结果进行维护管理往往会对埋地管道造成更大的伤害。
所以对埋地管道外防腐完整性进行直接检测与评价，就必须同时对外防腐层与阴极保护系统进行综合检测与评价，这样才能得出较为全面、合理的管道维护、维修与监控措施。
随着埋地管道外腐蚀检测技术的发展和完善，以及和国际上埋地管道外防腐完整性检测评价规范的全面接轨，我公司依据NACE RP-0502-2002中埋地管道外腐蚀直接评价法ECDA，从事埋地管道外防腐完整性检测评价项目的技术工程、咨询与监理服务。
1、埋地管道外防腐完整性直接检测评价的主要内容（1）全面检测外防腐层的现状，包括：防腐层老化情况、破损位置及破损程度，破损处管体的腐蚀特性等，评价其完整性情况；（2）全面评价阴极保护系统的运行情况，对其保护水平（管道是否获得全面、合适的阴极保护，是否存在欠保护及过保护情况）给予评价；（3）测量杂散电流分布的情况，评价其对管道外腐蚀的影响；（4）开挖验证和直接无损检测，包括管道壁厚测量﹑管道涂层测量；（5）建立ECDA检测数据库；（6）评价其管道的完整性，提出外腐蚀控制的改进建议。
埋地管道防腐层检测技术
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。
1.3.2、管－地回路的等效电路模型
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的传输过
2
防腐层检测系统及其应用
程，则必须把这一回路进行电路等效，即建立有效的电路模型。实际上，可以把管－地回路看 成一个分布参数电路，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 的影响，可以对管地回路中的一个微分段作图 1 所示的等效。图中: R 表示管道的纵向阻抗，L 表示管道电感，Gs 表示土壤的内阻抗，G 表示为管道防腐层横向漏电导纳，C 表示管道的分布电 容。在理论上，在一定的测量范围内，可以把原本并不均匀的参数看成均匀地分布于回路的每 一微段之中，电路模型得以大为简化。
3
防腐层检测系统及其应用
传输距离有限，大多数情况下传输线处于匹配状态，由于反射波不存在，除未竣工管道或靠近 绝缘法兰的管段等特殊情况外，通过入射波传输的功率全部被负载吸收，大部分情况下管道的 长度远大于检测信号的有效传输距离，都可以看成是无限长的。 2) 管道纵向电阻未能考虑交流信号的因素 在求解 Rg 的过程中，准确计算管道的纵向电阻也很重要。钢管的磁导率很高，即便检测信 号频率不高时，交流信号的趋肤效应也不能忽略。简单地用管材的直流电阻不能正确反映交流 信号下的电磁参数。管材电磁参数受管径、壁厚以及管体成型方法（无缝、直缝、螺旋焊缝） 的制约相当明显；管道运行时间越长，其有效电磁参数与初始埋设时的差别也就越大。新模型 在这方面作了改进。 3) 土壤电阻率的影响不能忽略 使用过电流梯度法的人都会发现，管道埋设的土壤环境对检测电流衰减规律的影响显而易 见，不考虑土壤电阻的差异是不能有效地应用电流梯度法，完成管道的评估的。考虑土壤的导 电性对得到正确的评价结果至关重要。 4) 伴行管道的影响不可忽略 管道的埋地环境千差万别，目标管线附近存在伴行管线的情况并不少见。伴行管线与目标 管线的电磁耦合作用十分明显，它直接会以互感的方式影响管道的电感值。电感 L 不仅与管道 的有效电磁参数有关，而且还取决于管体直径以及管外围土壤介质的电磁参数变化情况。因此， 仅仅经验性地指定管道参数是难于得到符合实际的检测结果的，根据埋设条件选择评价参数是 必然的选择。
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。
1.3.2、管－地回路的等效电路模型
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的传输过
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防腐层检测系统及其应用
程，则必须把这一回路进行电路等效，即建立有效的电路模型。实际上，可以把管－地回路看 成一个分布参数电路，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 的影响，可以对管地回路中的一个微分段作图 1 所示的等效。图中: R 表示管道的纵向阻抗，L 表示管道电感，Gs 表示土壤的内阻抗，G 表示为管道防腐层横向漏电导纳，C 表示管道的分布电 容。在理论上，在一定的测量范围内，可以把原本并不均匀的参数看成均匀地分布于回路的每 一微段之中，电路模型得以大为简化。
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防腐层检测系统及其应用
传输距离有限，大多数情况下传输线处于匹配状态，由于反射波不存在，除未竣工管道或靠近 绝缘法兰的管段等特殊情况外，通过入射波传输的功率全部被负载吸收，大部分情况下管道的 长度远大于检测信号的有效传输距离，都可以看成是无限长的。 2) 管道纵向电阻未能考虑交流信号的因素 在求解 Rg 的过程中，准确计算管道的纵向电阻也很重要。钢管的磁导率很高，即便检测信 号频率不高时，交流信号的趋肤效应也不能忽略。简单地用管材的直流电阻不能正确反映交流 信号下的电磁参数。管材电磁参数受管径、壁厚以及管体成型方法（无缝、直缝、螺旋焊缝） 的制约相当明显；管道运行时间越长，其有效电磁参数与初始埋设时的差别也就越大。新模型 在这方面作了改进。 3) 土壤电阻率的影响不能忽略 使用过电流梯度法的人都会发现，管道埋设的土壤环境对检测电流衰减规律的影响显而易 见，不考虑土壤电阻的差异是不能有效地应用电流梯度法，完成管道的评估的。考虑土壤的导 电性对得到正确的评价结果至关重要。 4) 伴行管道的影响不可忽略 管道的埋地环境千差万别，目标管线附近存在伴行管线的情况并不少见。伴行管线与目标 管线的电磁耦合作用十分明显，它直接会以互感的方式影响管道的电感值。电感 L 不仅与管道 的有效电磁参数有关，而且还取决于管体直径以及管外围土壤介质的电磁参数变化情况。因此， 仅仅经验性地指定管道参数是难于得到符合实际的检测结果的，根据埋设条件选择评价参数是 必然的选择。
埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法示范文本
埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法示范文本使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。
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。
在役埋地管线外防腐层的性能测定与防腐等级评估
在役埋地管线外防腐层的性能测定与防腐等级评估Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998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 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。
埋地管道防腐层的检测
关键 词 埋地 管道 ；防腐层 技 术应用 科学检测
中图分类号 ：Ｔ Ｅ ９ ７ ３ ． ６ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ６ ７ １ — ０ ７ １ １（ ２ ０ １ ４）０ ８ — ０ ０ ２ ３ — ０ ２
云峰 分 公 司磷酸 厂 至磷 石 膏渣场 的管道 为衬 胶 型 、 防 腐层 埋地 常 压钢 管 ，地 层 为普 通黄 土 。该管 道 的介 质 为 半流 体 状磷 石膏 ，在 工 作时 通 过高 压泵 直 接输 送 到磷
电流 ，只 需将 发射 机 发 出 的电信 号加 载 在 管道 上 ，因操
快速排除其常见故障，有利于电动执行机构在工业生产
过程 中 的合 理 有效应 用 。
（ 收 稿 日期 ：２ ０ １ ４ 一 Ｏ ４ — ０ ３）
作 简单 、快速 ，曾被 广泛 应 用于 涂层 监 测 中 。该 法效 率
二 、常 见 的 检 测 技 术
变频选频法 阴极保护 参数法
绝缘电阻 （ Ｒ） 空隙系数 （ Ｋ）
Ａ Ｙ ５ ０ ８Ⅲ 电位 差计 、电流计
ＮＡ Ｃ Ｅ检测方法 归一化的防腐层电导率 电位差计 、电流 汁
３ ． 该 法在 实例应 用中 的效 果 参考 在 具体 应 用时 ，将发 射机 白色信 号 线与 管道 连 接 ， 绿色信 号线与大 地连接 ，由 Ｐ Ｃ Ｍ 大 功率发射 机 ，向管道
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
（ ４ ） 执行 机 构 由 、
向转为关向运行时反
埋地管道外防腐层腐蚀检测与评价方法
埋地 管道 担负着为下游用户输送石油 、天然气的任务 ，随 着运 行年 限增长、 环境变化和腐蚀等原 因， 易 出现 防腐层破损 、 老 化、龟裂 、剥离和脱落 的现象 ，导致 管道腐蚀 、油 气泄露 ， 给 沿线 人 民财 产和 自然环 境带 来 巨大 的影 响。管道 外防腐 层 检测是 指在 不开挖 的情况 下 ，采 取外检 测技 术对埋 地管道 外 防腐层 及 阴保 效果 进行检 测及 评价 。通 过对 埋地管 道进行 缺 陷检 测，采用 就地 开挖或 者修 复补 强技术 ，可 以使 管道重 新 达 到 设计承压 能力 ，有效 防止 管道事 故发生 ，避免 不必要 的 管道维修和更换 ，同时保证油气管道 的安全平稳运 行。 １ 埋地输油气管道外 防腐层检 测技术及 评价
Ｃｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｅｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ Ｅｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ Ｃｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｂｕ ｒ ｉ ｅ ｄ Ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ
１ ． １ 常用 的外 防 腐层 检测 技术 对埋 地管道 进行 缺陷 的检测评 价 主要是通 过检 测仪器 在 地面 完成 工 作， 尽管 方法 不 尽相 同 ，但 检 测 内容基 本 一致 ， 目前 管道外 防腐层 的检测 技术 方法一 般常用 交流 电位梯度 法 （ ＡＣ ＶＧ） 、直流 电位梯度法 （ ＤＣ Ｖ Ｇ）结合 交流 电流衰减 法对 油气 管道进行外检测 ［ １ ］ ，皮尔逊 （ 音译 ）法 由于精确定位难度 大 ， 己较 少 采 用 。 （ １ ）交流 电位梯度 法 （ ＡＣ ＶＧ）通过 向管道施加某一特定 频率 的交 流 电流 信号 ，如果外 防腐层 破损 ，信号 电流就会 从
埋地钢管外防腐层检测方法
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。
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( 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。
关于应力腐蚀，有资料表明，截至1993年底，国内某输气公司的输气干线共发生硫化物应力腐蚀事故78起，其中某分公司的输气干线共发生硫化物应力腐蚀破裂事故28起，仅1979年8月至1987年3月间就发生12次硫化物应力腐蚀的爆管事故，经济损失超过700×104元。
据国外某国11家公司对1985年至1995年间油气管道事故的统计，应力腐蚀破裂占17％。
该国某公司自1977年以来，天然气和液体管道系统发生应力腐蚀破坏事故22起，其中包括12起破裂和10起泄漏事故。
这些应力腐蚀为近中性应力腐蚀，是由于聚乙烯外防护层剥离和管道与水分接触造成的。
2埋地钢管的防腐措施目前管道的腐蚀防护采用了双重措施，即外防腐层和阴极保护。
外防腐层是第一道屏障，对埋地钢管腐蚀起到约95％以上的防护作用，一旦发生局部破损或剥离，就必须保证阴极保护(CathodicProtection，CP)电流的畅通，达到防护效果。
随着防腐涂层性能的降低，CP的作用会逐渐增加，但是无论如何发挥CP的作用，它都不可能替代防腐涂层对管道的保护作用。
而且使用CP应注意它的负作用，CP仅在极化电位-(0.85～1.17)V这样一个很窄的电位带上起作用，一旦电位超出这个范围，就会造成阳极溶解或引起应力腐蚀破裂。
3外防腐层破损的直接检测和评价外防腐层破损直接检测和评价技术ECDA(ExternalCorrosionDirectAssessment)是在对埋地钢管不开挖的前提下，采用专用设备和检测方法在地面非接触性地对外防腐层破损缺陷定位，从而对管道的腐蚀状况和管道运行的安全风险进行评估。
国外对这个领域的研究比较早，已经制定了相应的技术规范，从而形成了比较完善的知识体系，比如国际防腐蚀工程师协会(NACE)标准RP0502—2002和美国天然气协会(INGAA)对ECDA作了详细的要求和规定，因此具有很强的可操作性。
国内实施管道外防腐层检测技术始于20世纪80年代中期，随着改革开放，国外的检测设备大量引进。
但是对于其理论方法和技术规范鲜有论述，致使引进的先进设备并没有发挥应有的效能。
笔者认为对理论方法和技术规范的消化引进更重要，它是我们引进设备的基础，也是再创新的基础。
虽然我国也制定了相应的腐蚀控制的标准，CJJ95—2003《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》、SY/T0063—1999《管道防腐层检漏试验方法》，但这些标准只涉及到了防腐层施工和埋设前的质量保证，对埋地管道外防腐层破损直接检测和评价技术没有详细规定，而这方面却又是生产运行中急需解决的问题。
3．1外防腐层破损直接检测和评价的步骤按照国际防腐蚀工程师协会(NACE)标准RP0502—2002的要求，ECDA的总体技术要求是对于腐蚀已经发生、正在发生和将要发生的敏感管段能做出预测。
在实际应用时，为达到此目标，要进行如下4个操作步骤。
①预评价(Pre．Assessment)收集敏感管道的历史资料及管道特征，并对这些资料进行评估。
在所搜集的管道资料的基础上，制定ECDA的可行性方案，按相似条件的管段划分不同的区域，在这些区域内采用的检测仪器要相同，以保证结果的可比性。
②非接触测量(IndirectInspection)采用2种或2种以上的地面外防腐层破损检测技术，比如：密间隔电位法(CloseIntervalPotentialSurvey，CIPS)、直流电压梯度法(DirectCurrentVoltageGradient，DCVG)、交流电压梯度法(AlternatingCurrentVoltageGradient，ACVG)、交流电流衰减法(ACAttenuation)，用以检测管道的腐蚀行为和查找外防腐层的破损点。
系统地分析以上方法所取得的数据，得出高风险区域的开挖修复的准确信息。
③直接开挖验证(DirectExamination)选定开挖的现场，实际识别出破损点，并决定是修复还是更换管道。
④后评价(PostAssessment)对ECDA的以上3个步骤做出总结，建立起评价模型，以便指导将来的管道安全维护。
3．2外防腐层破损的检测方法3．2．1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。
基于以上原理，不同的厂家开发出各具特色的产品，这些产品的区别主要在于采用的信号频率不同和接收天线数目和布局不同，目前主流的检测设备有以下两种。
①C-扫描设备该设备接收机采用5根垂直阵列天线，提高了管道定位精度，具有自动识别干扰信号并提示的能力。
C-扫描采用的交流信号是单一的937.5Hz交流信号。
该设备能够方便地确定被测管道位置或防腐层缺陷位置。
在测试过程中自动记录、处理和储存检测数据，现场显示各种检测曲线，可现场评判防腐层性能，并具备数据结果存储和进一步分析评价的能力。
其缺点是设备价格昂贵，稍高的信号频率易受外界电磁杂波的干扰，并且一旦受到干扰，由于设备只有一种频率，很难避开干扰。
另外，C-扫描没有测量破损点电压异常的附件。
②管中电流法测绘设备管中电流法测绘设备(PipeCurrentMapping，PCM)的最大特点是施加“准直流”的4Hz交流信号作为防腐层破损检测的测绘信号，并有128/640Hz的定位信号。
接收机天线采用经典的双水平天线和单竖直天线，既可按峰值(双水平天线)也可按零值(单竖直天线)定位。
PCM能够通过A字架测量破损点的跨步电压(SetVoltage)异常。
PCM具有数据存储功能，数据可以用国内开发出的相应评价软件分析。
PCM具有较大的市场占有率。
PCM的缺点是发射机不带电源，在野外操作不方便。
与PCM类似的产品还有德国FerrophonEL/G1设备。
其最大的特点是接收机能够直接接收阴极保护的信号，因此对有阴极保护的管道定位十分方便。
它把1.1kHz交流信号作为防腐层破损检测的测绘信号，并有42/10kHz的定位信号，接收机天线也是采用经典的双水平天线和单竖直天线，既可按峰值(双水平天线)也可按零值(单竖直天线)定位。
它也能够通过A字架测量破损点的跨步电压异常。
其优点是价格低，缺点是数据不能存储。
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。
但是这些设备使用局限性也很大：操作者的经验技能特别重要，没有现场经验的人不易查找到涂层缺陷的位置，或者是常给出不存在的缺陷信息；很难指示涂层剥离但管道不漏铁的破损点；不能指示CP效率，易受地电场干扰。
3．2．2直流电压法外防腐层破损检测和管道腐蚀状态评价的另一个前沿研究领域就是直流电压梯度法(DCVG)，其特点是利用现有的阴极保护直流信号或临时向管道施加直流信号，然后在防腐层破损点检测到管对地极化电压的异常，从而确定破损点和破损程度。
而采用密间隔电位法(CIPS)全面测量，有助于评估管道整体阴极保护的情况。
这两种技术的结合(DCVG+CIPS)代表了这一领域的发展方向，也符合国际防腐蚀工程师协会(NACE)标准RP0502—2002的基本要求。
①密间隔电位测量法密间隔电位法CIPS主要用于测定CP系统的效果，间接反映防腐涂层状况。
CIPS法沿管道以间隔1.0～1.5m采集数据，绘制连续的开/关管地电位曲线图，反映管道全线阴极保护电位情况。
当防腐层某处存在缺陷时，该处电流密度增大，使保护电位正向偏移，当这种偏移达到一定数量，在地表就可检测到，当电位(铜/硫酸铜参比电极)低于-850mV时，管道就会发生腐蚀。
CIPS法不能检出涂层破损的准确位置，实际上是一种管地电位检测技术并非涂层缺陷检测技术，涂层状况是通过电位分析获得的，因此通常要与DCVG配合使用。