埋地管道检测防腐层破损点与牺牲阳极包的辨别方法

2019-08-29莫诚生

科技视界 2019年19期

【摘要】介绍了非开挖检测的基本原理，细致分析了埋地管道外防腐层非开挖检测的漏电点特性，通过分析漏电点特性提出判定方法，特别是提出了如何区分牺牲阳极包和防腐层破损点的方法。

【关键词】非开挖检测;牺牲阳极包;防腐层漏电点;埋地管道

中图分类号： TE973.6文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）19-0198-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.096

0 引言

国内的长输管道在建设和运营过程中，由于各种原因不可避免的会产生凹陷、变形、腐蚀以及外力破坏，其中腐蚀是影响管道系统可靠性、使用寿命及造成管道失效的主要因素之一。据美国国家输送安全局统计，美国45%的管道损坏是由于钢管外壁腐蚀造成的，1981-1987年前苏联输气管道事故统计表明，总长约24万公里的管线上曾发生了1210起事故，其中外腐蚀占了517起，占事故发生率的42.2%，从中国历年输油、气管线事故统计的结果显示来看：管线腐蚀、外力损伤及机械损伤是导致管线泄漏及爆炸起火最重要的原因。随着管道运营时间的增长，由于土壤腐蚀、涂层缺陷等引起的管道外腐蚀失效是发生管道事故的主要因素，因此开展管道外腐蚀检测技术研究具有重要意义，由此产生了很多的检测技术[1]，将这些检测技术应用于检测中的仪器有PCM、DM、SL2818等。

在埋地管道防腐层非开挖检测中，利用PCM、DM、SL2818等防腐层检测仪器定位防腐层破损点的准确率是非常高的，然而这些技术并不是万能的，它们也有一定的局限性，也存在例外。本文主要讨论这些例外的原因和如何辨别防腐层破损点的假信息。

1 原理基础

PCM、DM、SL2818防腐层检测仪的基本原理为，向管道施加特定频率的交流信号，如果防腐层出现破损，信号电流就会从破损点流出，并以破损点为中心形成一个球形电位场，同时在破损点上方的某一水平面上形成一个圆形电位场，其中心正好处于破损点的正上方，通过确定圆形电位场的中心，就可以定位破损点的位置[1-8]。

2 例外原因

很显然，防腐层检测仪检测到的电位场中心其实是所施加的交流信号在该位置的漏电点，还不能称为“防腐层破损点”，需要鉴别是否是其他原因引起。这些原因有如下几点：

2.1 牺牲阳极包

管道安装阶段，直接把牺牲阳极包（以下简称阳极包）焊接到管道上的，很难区分漏电点是否为阳极包，还是防腐层破损点。阳极包的接线引到地面测试桩上，可以手动断开的施工方法，则可以区分阳极包和防腐层破损点。图1和图2所示为阳极包的两种连接方式。

2.2 搭接电阻率很低的导体

在防腐层破损点位置或附近敷设有电阻率很低的导体（例如废弃的电线电缆、建筑钢筋、管道等等），这些导体会把信号导向导体的两端或导体的破损点。仪器定位的漏电点其实不是防腐层的破损点，而是导体的两端或导体的破损点，如图3所示。

2.3 其他

开挖后却未发现防腐层破损的原因还有：破损点为针孔或细线漏电点，开挖时较难发现;防腐层老化、电阻率低发生漏电，并未破损。

3 如何辨别

这些例外的漏电点都有自身专有的特点。只要把这些特点找到，就能把它们区分开来。在实际的检验中，遇到最多的是如何区分阳极包和防腐层破损点。因此以下主要讨论如何区分阳极包和防腐层破损点。

阳极包与管道的连接方式分为焊接和手动连接。阳极包的敷设位置包括远离管道和贴近管道两种方式，图1和图2所示为远离管道敷设方式，图4所示为贴近管道敷设方式。

手动连接，是把阳极包和管道的连接线接到地面上的测试桩，可随时断开阳极包和管道的连接，因此阳极包处于测试桩附近，很容易区分，如图2所示。

焊接连接，是把阳极包的连接线焊接到管道上，地面上无任何阳极包的安装标志，无法断开阳极包和管道的连接，如图1所示。因此，阳极包的辨别主要集中在焊接连接方式上。

3.1 通过检测与管道垂直方向的漏电点位置来区分

定位出漏电点的沿着管道走向的位置，然后再定位与管道垂直方向的位置，结果可能为如图5～8所示。

从图5和图6中可知，敷设方式为远离管道的，其与管道垂直方向的漏电点位置与管道不重合，甚至可能出现两个定位点。这是阳极包远离管道敷设方式的专有特点。

从图7和图8中可知，当与管道垂直方向的漏电点位置与管道重合或相近时，意味着可能是阳极包，也可能是防腐层破损点。

判断是否有搭接电阻率很低的导体时，也可参考本方法进行。

3.2 通过检测漏电点的电流方向来区分

陽极包的电流方向和活性、非活性破损点的电流方向如图9～11所示。（注：正在发生腐蚀的破损点称为活性破损点，未发生腐蚀的破损点称为非活性破损点。）

定位漏电点后，利用DCVG判定漏电点的电流方向，电流从管道中流出来的为阳极包和活性破损点，电流从土壤中流入管道的为非活性破损点。

故，本方法能判定漏电点是否是非活性破损点。

3.3 通过密间隔电位测试来区分

假如3.2中的方法不能判定漏电点是非活性破损点，则该漏电点可能是阳极包和活性破损点两者之一。因此，需要进一步区分阳极包和活性破损点。具体方法如下：

通过对漏电点附近的管道进行密间隔电位测试（CIPS），具体为以漏电点为中心，沿着管道两侧各检测200米左右（可根据实际的阴极保护情况适当调整）的密间隔电位，将电位数据和距离绘制成电位-距离曲线。假如是阳极包，则电位-距离曲线如图12所示，电位最负的位置在漏电点附近，往管道两侧逐渐变正，即呈波峰的形状，这是阳极包专有的特点。假如是防腐层破损点，则电位-距离曲线呈不规则形状，其形状如图13所示。

故，本方法能判定漏电点是否是阳极包，还是破损点。

4 结论

（1）区分漏电点是阳极包还是防腐层破损点的方法有“（1）通过检测与管道垂直方向的漏电点位置来区分”、“（2）通过检测漏电点的电流方向来区分”和“（3）通过密间隔电位测试来区分”共三种方法。应按照这三种方法的编号顺序依序区分。

（2）假如对以上的某一种方法的判定结果不是很满意时，可利用两种或三种方法同时进行。

（3）判断漏电点是否是搭接电阻率很低的导体时，可参考方法“通过检测与管道垂直方向的漏电点位置来区分”。

【参考文献】

[1]李东升，何仁洋.埋地钢质管道综合检测评价技术与应用[J].压力容器，2009，卷号（9）：54-58.

[2]莫诚生.常用埋地管道检测技术Pearson法与PCM法适用性研究[J].压力容器，2014，卷号（8）：63-70.

[3]业成，包继怀，方学锋，等.PCM在埋地管道检测中的应用及经验总结[J].石油和化工设备，2012，卷号（12）：61-64.

[4]李自力，尚兴彬，赵仲慧，等.埋地管道防腐蚀层评价方法[J].腐蚀与防护，2012，卷号（12）：1104-1107.

[5]朱佳林，侯元春，薛华鑫，等.埋地管道外防腐层检测技术综述[J].全面腐蚀控制，2013，卷（12）：33-36.

[6]种玉宝，唐文庆.埋地管道防腐层检测[J].石油化工设备，2013，卷号（2）：57-60.