浅析电流梯度法在DM型管道外防腐检测仪中的使用

高生赵

（长庆油田分公司第八采油厂，陕西 西安 710200）

1 概述

随着经济迅速发展，石油的需求量不断增大，管道输送作为石油开采最为安全经济的方法得到广泛应用。起初施工质量、中途外力破坏、长期使用及地下环境等多种因素造成的管道防腐层破坏、破损、老化，使其防腐能力降低甚至失去保护作用，再加上不法分子破坏、土壤化学和电化学腐蚀会导致管道穿孔，造成对漏油污染事故，不仅造成巨大的经济损失，而且给生态环境带来严重的污染。因此，管道的维护管理、防止管道腐蚀、泄漏，保证石油管道安全输送是一项十分重要的工作。

2 《DM型内外业一体化管道外防腐检测仪》

2.1 检测原理

《DM型内外业一体化管道外防腐检测仪》是通过在管道和大地之间施加某一频率的电压，给待检测的管道发射检测信号电流，利用信号电流在管道外防腐层完好时的传播过程中呈指数衰减规律，在地面上沿路由检测由管道电流产生交变电磁场的强度及变化规律，当管道防腐层破损后，管中电流便由破损点流入大地，管中电流会明显衰减，引发地面的磁场强度的急剧减小，由此可对防腐层的破损进行定位。

2.2 具体检测方法及数据处理

目前，对埋地管道进行防腐层检测最常用的方法是电流梯度法，其检测流程如下:

2.2.1 准备资料。了解管道的基本运行情况，制定现场检测计划

2.2.2 测点布置。检测前首先应找出并确定想管道上施加电流的具体位置，然后组装硬件设备，合理布置检测点位。

2.2.3 调节设备，开始沿管线踏勘，根据信号电流在管道外防腐层完好时的传播过程中有一定衰减规律，当管道防腐层破损后，管中电流便由破损点流入大地，管中电流会明显衰减，引发地面磁场强度急剧减小，由此可对防腐层的破损进行定位。在得到检测电流的变化情况后，装配A型架后，仪器便具备了外皮破损点定位功能，此时用A型架接触地面，接收机便可测量到这种电场，并能追踪到破损点。

表1 行业标准规定管道防腐层绝缘电阻率计算等级划分

在上述工作完成后， 实际已同步完成了被测管道的定位工作，这时沿着管道的实际位置，每隔 20 ～50 m （如果电流衰减过大，加密测量，直到找到具体破损点），记录每次测量数据，直到测完全部管道。

2.2.4 数据分析计算。根据采集的电流读数，《DM型内外业一体化管道外防腐检测仪》配套的软件对处理结果进行分析。计算出每个点距间外防腐层绝缘电阻值，结合测出的破损点，对被测管道进行分级评价，行业等级如表1所示。

3 埋地管道防腐层检测中存在的问题与分析

3.1 电流梯度法检测出露管段防腐层与实际不符合情况

埋地管道由于过沟、过路等原因，部分管段处于架空、出露状态，极易老化失效。加之易受到人为破坏，常常会出现防腐层多处破损或整体老化现象。例如:长庆油田第八采油厂吴三转至铁二联净化油管线进行测量（见表1）。

我们抽出比较典型的一部分数据进行分析。其15—17点号（700—800米之间）管道采取埋地铺设，由于施工前山势比较大，但检测数据评价结果却为良好，现场开挖确认，在施工前未对管线进行标准防腐，在外表皮只包裹一层防腐橡胶。其31—33点号（1500—1600米之间）管道采取跨越方式，跨越长度34米，该处却检测数据评价结果却为良好，现场确认跨越上有严重防腐层破损。

相反，其4—5点号（150—200米之间）管道采取埋地铺设，由于盗油破坏，防腐层破损严重，检测数据评价结果差，现场开挖确认与测量数据基本准确。

问题产生的原因分析：电流梯度法检测过程中，在得到的管道防腐层绝缘电阻实际是管道对地绝缘电阻， 它由管道防腐层绝缘电阻和管道加防腐层一体化对地绝缘电阻两部分组成。通常埋地管道加防腐层一体化对地绝缘电阻很小，其大小对于防腐层评价几乎可以忽略不记，其15—17点号，土壤干燥和防腐橡胶的绝缘电阻比较大，检测数据不明显，因此出现了破损的管段，检测评价结果全是良好的情况。

3.2 外界干扰对电流梯度法检测管道防腐层破损点的影响

在3、7、13、17、21号点附近128 Hz出现了反常的情况，即电流先降后升，在电流梯度曲线上出现了大的凹陷。查出可疑的干扰源如下：

（1）该管道附近并无其他干扰管道，为一段单一管道， 且高程变化不大。

（2）对该管道重新采集数据并多次测量， 尤其在3、7、13、17、21号点附近采取加密测量，其结果是数据间的相对偏差小其7—13点号现场确认与测量数据基本不准确，说明管道外来干扰极大。

问题产生的原因分析：从重复测量的结果来看，应是由外界干扰导致的电流异常，最后发现每次经过10KV的高压输电线路时，总有凹点，在距高压电线垂直下方较近的位置，电信号虽无损失，但由于高压电线引起的磁场将抵消部分加载电流激发的磁场，在高压线路附近产生了实测感应电流减小的情况；而在远离高压线路之后，正向等效叠加电流将增大实测感应电流。

4 结论

4.1 提高工程技术人员素质和熟练程度，在实际应用中不断总结经验，提高认识。

4.2 埋地管道的多连通管段无法应用现有的检测技术。新建管道防腐层DM检测对露点的检测准确度比较高，但对旧管道检测过程中，因防腐层老化，不存在个别的露点，如果是大面积的脱落，这样检测出现困难，信号衰减严重，不适合电流梯度法检测；破损点、拐点、多连通处等位置则不适用于电流梯度法。对这些特殊位置应采取其他评价方法或手段， 定量或定性地进行评价。

4.3 DM管道外防腐层检测受到外界干扰，如高压线、并行管道、交叉或并行电缆等，实际检测过程遇到很多问题，特别在管网复杂的地段，管道之间有电连接，交互干扰严重，给实际检测带来很大困难。

[1]石仁委.埋地管道腐蚀检测技术的探讨[J].石油工程建设，2003（06）.