埋地管道防腐层检测技术
埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准_概述说明
埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准概述说明1. 引言1.1 概述埋地钢质管道的聚乙烯防腐层技术标准是确保钢质管道长期运行安全可靠的重要标准之一。
该技术标准主要围绕聚乙烯作为管道表面防腐材料进行涂覆施工和质量检验等方面展开。
本文旨在对埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准进行详细概述说明，包括其作用、重要性以及相关法规和规范等内容。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述：- 引言：对文章的目的和内容进行概述，并介绍文章的结构。
- 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准：介绍埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准的基本情况，包括其作用、重要性以及相关法规和规范。
- 聚乙烯防腐层技术标准的要点和要求：详细描述聚乙烯防腐层技术标准所涉及的钢质管道表面处理要求、聚乙烯涂层施工技术要点以及涂层厚度和质量检验标准等内容。
- 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准实施与监督管理：介绍在实际操作中埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准的具体实施方法和监督管理措施，以及问题处理和改进措施。
- 结论：对现行埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准进行总结评价，并对未来的技术标准展望提出建议。
1.3 目的本文旨在通过对埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准的详细概述，让读者全面了解该技术标准的重要性、作用以及相关要求。
同时，本文还将介绍该技术标准的实施和监督管理措施，以期为相关领域从业人员提供指导和参考。
此外，本文还将对现行技术标准进行评价，并展望未来可能出现的改进方向。
通过本文的阐述，将提高埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准的理论和实践水平，促进相关行业的发展与进步。
2. 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准2.1 聚乙烯防腐层的作用聚乙烯防腐层是一种常用的管道保护措施，它可以有效地防止埋地钢质管道在使用过程中受到腐蚀和损坏。
聚乙烯防腐层可以形成一层致密、耐化学物质侵蚀和机械损伤的隔离层，从而延长管道的使用寿命并提高其可靠性。
2.2 技术标准的重要性埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准的制定和执行对于确保工程质量和安全具有重要意义。
埋地管道防腐层检测技术
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。
埋地管道防腐层检测技术培训教材
埋地钢质管线防腐层检测系统及其应用2009年2月一、埋地管道腐蚀评价与防腐层检测技术1.1、管道腐蚀与防腐层检测金属材料发生腐蚀是一个自发的、不可避免的渐变过程。
管体腐蚀的发生将严重降低管道的剩余强度、承受能力和可靠性、缩短使用寿命，增大运行风险；大大地增加维修费用、缩短维修和更换周期，威胁整个输送系统的安全。
管道在整个服役期间的事故发生率一般遵循浴盆曲线。
在投产初期，管道诸多方面的不足逐一暴露出来，因此事故率较高。
随着运行时间的延续，各方面不断完善，事故率逐步下降至较低的水平，该阶段称之为投产初期，通常为半年到两年。
在其后的一个阶段，事故一直平稳地保持在低水平上，称之为事故平稳期，通常为20-30年。
之后，事故呈上升态势。
我国早期的管道有的已经运行了二三十年，管道已经陆续进入老龄期；而近年大批新建管道正处于幼年期，这两个阶段都是事故高发阶段。
因而管道行业面临的安全形势十分严峻。
对老管道的腐蚀与防护状况评价工作迫在眉睫，在有效检测评价的基础上采取合理的维护措施，保证管道的安全具有重大的经济效益和社会意义。
埋地钢质管道的腐蚀与防护一直是行业的工作重点，管道腐蚀的影响因素众多，作用机理复杂，而且各个影响因素之间又存在着相互影响和制约的关系。
对埋地钢质管道腐蚀与防护状况的检测及评价，涉及多种检测方法、多种检测技术和设备，需要从事这项工程的单位具有很强的技术能力、多方面的技术人员及设备、业主单位也要花费较大的经济投入。
此外，受当前技术发展水平的限制，诸如管体剩余壁厚的检测等项目还要进行开挖检测，除了费用很高之外，势必会对管道造成一定的不良影响。
从当前国内外应用的腐蚀检测评价标准上分析，埋地管道腐蚀检测是以防腐层检测作为工程实施的切入点。
防腐层(又称防护层)是防止和减缓埋地钢质管道腐蚀的重要手段，管体的腐蚀往往是因为该处的防腐层失效，使管体不能受到有效地保护导致的。
尽管防腐层破损点处的管体不一定发生腐蚀，但是可以说，发生管体腐蚀处的防腐层一定失效。
在役埋地管线外防腐层的性能测定及防腐等级评估
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
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
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。
埋地管道防腐涂料及防腐系统检测技术
ｆ１ 油沥 青具 有 良好 的粘 结性 、 １石 不透 水 性和 绝
缘性 ，能够 耐 多种腐 蚀 介质 侵蚀 ，原料 充 足 、成本 低 、技 术成 熟 ，施 工 中只要 严 格 执 行Ｓ Ｊ４ ２．８ Ｙ ００８ 《 地 钢 质 管 道 石 油 沥 青 防 腐 层 施 工 及 验 收 规 埋 范 》，可 以得到 较好 的防腐 效果 。但石 油沥 青耐温
了一些建议。
关键词：埋地 管道
防腐涂 料
腐蚀
检测技术
０ 概 述
沥青 、环 氧煤 沥青 、聚 氨酯 石油 沥青 、煤焦 油磁漆
（Ｔ ） Ｃ Ｅ 、环氧 粉末 （Ｂ ） Ｆ Ｅ 、底 胶 加聚 烯烃 （Ｏ 、环 Ｐ Ａ）
管道是 输送 大 量石 油 、燃气 等能源 安 全 、经 济 的运输 工具 。随着 油气 田的不断 开发 ，各种 用途 的 油气 水管道 不 断增 加 ，管道腐 蚀现 象越 来 越严 重 ， 管道 事故频 频 发生 ，管道腐 蚀给 油气 田生产 带来 严 重 的经 济损 失和 安全 隐 患 。据 统 计 ，有 一半左 右 的 事 故 是 由腐 蚀 引起 的；胜 利 油 田在 １ ８－ ９ ８ 期 ９２ １８ 年 间 ， 输系 统 因腐蚀 穿孔 更换 １ ３ 次 ，少生产 原 油 集 ３ ５ １ ５０ ０ｔ １ ８ 年注 水管 道破 漏２ ２ ， 的注 水 ２ ０ ，仅 ９ ８ ０次 有 管道投 产 不到 半年 即出现 穿孔 ，一年 时 间管 线全 部 更换 ，管 道腐 蚀严 重影 响油气 田生产 ，造 成 巨大 经 济损 失 ，并污 染环 境 ，影 响人 类生 存环 境 。腐 蚀 已 成 为 管道工 程 中亟待解 决 的 问题 。 １ 埋 地管 道防腐 材料
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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。
缺点就是:设备价格较贵、测量工作劳动强度大,须配合定位仪使用;由于电极与地面直接接触,因此当地面介质导电性差时,测量结果不稳定;通常仅适用于有外加电流阴极保护系统的管线,对于那些没有阴保系统的管线可通过直流发电机建立临时阴极保护系统完成检测;不同的土壤环境会对检测信号产生一定的影响。
3)皮尔逊法(人体电容法)也属于地面电场法的范畴,目前国产检测仪器多采用该方法。
其工作原理就是:给埋地管道发送特定频率的交流电信号,当管道防腐层有破损点时,在破损处形成电流通路,产生漏电电流,向地面辐射,并在漏点上方形成地面电场分布。
用人体做检漏仪的传感元件,检测人员在漏点附近时,检测仪的声响与表头都开始有反应,在漏点正上方时,仪器反应最强,从而可准确地找到防腐层的破损点。
该类仪器的优点就是:设备体积小,价格较低;使用方便,对操作人员要求不高;现场简单时准确率较高;其缺点就是:抗干扰性能差,当地下管网较复杂时,容易产生错误判断;针对检测管道及埋设环境的具体情况,设置检测的灵敏度。
检测过程很大程度上依赖使用者的工程经验。
灵敏度设置过低会漏掉破损点,灵敏度过高,会产生误报漏点。
此外,国内早先生产的仪器发射机功率较小,测量范围受到一定限制,最近厂家加大了发射机功率情况有一定的改善;须同时使用定位仪与检漏仪;不能定量地判定防腐层老化程度。
4)密间隔电位法(CIPS)为国外评估阴极保护系统与管道保护水平的标准方法之一。
通过比较沿管线上测得的地面电位,评价管道的CP 系统性能。
通常用于评价CP性能的数据包括:沿管线测得的电位、电位的变化值、不同距离点上的通/断、去极化电位,及其它的信号特征。
其原理就是:将一个参比电极放置于地面与电压表相连,表的另一端与管道相连,读取管地电位。
在外加电流保护的管道中,通过测得的管地电位分布,即可得出管道的保护程度。
该方法的优点就是:适用于复杂的地表情况,甚至可水下作业;测量点多,数据较为准确;无须另配发射机;缺点就是:测量程序复杂,对人员要求高;测量中要求间隔较小,工作量过大;须与定位仪同时使用;通常至少要三个人参加测量,一人管道定位,一人负责数据采集, 第三人负责回收导线。
5)杂散电流检测技术杂散电流干扰给管道与设施造成的危害已得到了重视与研究,我国也制定了一系列行业标准,给出了解决电性腐蚀的方案,技术要求也相当明确与完整。
由于当时在检测设备方面尚未有适用现场作业的测定专用设备,一般就是在电工等通用仪表中选择使用,检测手段也较为单一与缺乏效率,直接影响了治理方案的有效实施。
近年推出的杂散电流检测仪RD SCM 就是一个不错的选择。
SCM 能够检测出管道上阴极保护电流分布状况,也能精确测量出管道杂散电流的流入/流出点,对于检测与评定管线上保护电流给其它管线造成的干扰及找出治理杂散电流干扰方案就是一个即安全又有效的方法。
1、2交变电流梯度法(多频管中电流法)及其应用1.3.1、交变电流梯度法简介早在1996年,天津嘉信技术工程公司提出了埋地管道防腐层检测的多频管中电流法,并推出相应的检测系统及配套软件,在全国石化系统已有数百套系统进行应用。
为用户的管线检测提供了实用有效的检测手段,取得了良好的应用效果。
该方法列入了石油天然气公司的《SY/T5918-2004埋地钢质管道外防腐层修复技术规范》。
在2003年4月推出全新的埋地管道防腐层数据处理软件,版本为GDFFW xp 1、3。
这就是一个在新的防腐层评价模型(交变电流梯度法)基础上,开发研制的全新软件,运行于当前流行的Windows各通用系统平台上。
新版本继承了嘉信公司多年对埋地管道防腐层评价技术的研究经验,以及对防腐层评价模型及评价方法最新研究成果。
当前的最新版本为 xp 2、1,增加了一些方便用户的辅助功能。
新软件的新增功能为:* 推荐应用单一频率信号对埋地管道进行检测,软件自动根据管道埋设条件自动给出评价模型的参数,彻底解决了用户应用软件时参数选择的难题。
* 软件评价的模型考虑了土壤的埋设条件对评价结果的影响。
* 全新评价的模型考虑了伴行管道对防腐层计算的影响。
* 全面对软件的功能进行了重新设计,改进了用户界面。
* 采用了最新OLE/COM软件技术,极大地提升了系统的性能与可靠性。
* 增加统计表导出功能,可导出到共享区、记事本文件、MS word 文档。
该系统的使用方法就是:通过在管道与大地之间施加某一频率的正弦波电压,给待检测的管道发射检测信号电流,在地面上沿管道路由记录管道中各测点流过的电流值;观测数据经过软件处理即得出检测结果。
图形结果可直接显示破损点位置,也可定性地判断各段防腐层的老化状况。
沿路由在地面上检测由管道上信号电流产生交变电磁场的强度及变化规律。
采用这种方法不但可找管定位,还在很大程度上排除了大地的电性与杂散电流的干扰,具有很好的实用性。
同时,通过管道上方地面的磁场强度换算出管中的电流变化,可以判断出管道的支线位置或防腐层破损缺陷等。
其原理就是:管道的防腐层与大地之间存在着分布电容耦合效应,且防腐层本身也存在着弱而稳定的导电性,使信号电流在管道外防腐层完好时的传播过程中呈指数规律衰减,当管道防腐层破损后,信号电流便由破损点流入大地,管中电流会有明显异常衰减,引发地面的磁场强度的急剧减小,由此可对防腐层的破损点进行定位。
然而,这就是个相对比较的过程,该过程受到不同检测频率、管道及周边结构等因素的影响。
为消除包括管道规格、防腐结构、土壤环境等因素,将均匀传输线理论应用于管－地回路,建立相应的数学模型及参数,可以有效地分析或消除上述影响。
在测得检测电流的变化规律后,根据评价模型可推算出防腐层的电气性能参数值Rg。
交变电流梯度法就就是根据这样的原理完成对管道防腐层的检测及评价。
1.3.2、管－地回路的等效电路模型当在管道与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－地回路瞧成一个分布参数电路,基本参数可归结为纵向分量阻抗与横向分量导纳。
考虑大地电阻与电容的影响,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瞧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。
图1管－地回路的微段等效电路1.3.3、交变电流梯度法的数学模型根据电磁学理论分析可知,当将一交变正弦检测信号由发射机供入管－地回路中时,信号的衰减幅度远大于专用传输线。
检测工程中,回路的损耗远大于理想传输线,可将回路视为特性阻抗的传输线,此时的传输线处于匹配状态,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。
由于信号的传输距离有限,大部分情况下管道的长度远远大于有效传输距离,都可以瞧成就是无限长的。
满足如下传输规律:xe I I α-=0 (1)而被称为衰减常数的α与管－地回路参数满足如下关系式:αωωω=-+++222222222()()()RG LC R L G C (2)在实际检测中发射的就是交变检测信号,回路中的电磁场为正弦电磁场。
管中等效电流值,记为Iam,单位为安培。
将安培为单位的电流Iam 转换成分贝电流后,I dB -X 曲线则就是一条倾斜的直线,其斜率Y 与α成正比关系。
当已知某二点的管中电流值时,即有:1212ln ln 6858.8x x I I Y am am --==α (3)在式(2)中,G 即为包含着能反映防腐层状况的绝缘电阻Rg,当由式(3)计算出管－地回路的衰减常数α后,Rg 即可被求出。
同时,与α对应的Y 值大小也可定性地反映防腐层的优劣程度。
1.3.4 、评价模型的改进及GDFFW xp 版软件的完善嘉信公司在开发与推广防腐层评价方法的初期,采用的就是基于多个频率对管道进行重复检测,避开直接给出不易确定的参数,称之为“多频管中电流法”的方法。
但就是,多频方法就是以增加检测工作量为代价的。
同时,经实际应用发现,三频反演得到的电容、电感数值其合理性值得怀疑。
在大量的检测经验基础上,嘉信公司通过软件推荐给用户经验的电容电感数值,解决了用户在确定参数时遇到的困难。
此后的方法不要求对管道进行三频检测,提高了用户的检测效率。
经过对模型的不断完善,近来已经有了很大的改进,为了确切地反映方法的完善,将方法重新命名为“交变电流梯度法”。
经过多年应用与研究,全新评价模型改进了原方法存在的主要缺陷就是:1)“多频法”评价管道防腐层所依据的就是“线传输函数”模型,要通过纵向电阻R 、电感L 、电容C 的参数输入来求解防腐层绝缘电阻Rg 。