埋地管道防腐绝缘层组合检测方法

埋地管道防腐绝缘层的组合检测方法摘要：本文介绍两种埋地管道外防腐层的检测方法。

首先采用先进的、可以直读的c-scan2010埋地管线防腐层检测系统对埋地的px管道进行分段粗扫，评估各个管段的防腐层绝缘效率；然后根据其检测结果采用皮尔逊法对电流衰减严重的管段进行细扫，找出防腐层可能破损的具体位置，最后选择性地开挖以验证检测结果的正确性，结果表明两种检测方法具有互补性，检出准确率高，并能提高检测效率。

c-scan系统和皮尔逊法两种方法的结合使用，可以作为长输埋地管道防腐绝缘层检测的典范方法之一。

关键词：c-scan系统皮尔逊法粗扫细扫
工程简介
我院承接某化工公司约16千米埋地的有毒介质输送管道（px管道）的全面检测，规格φ323.9×8/9.5，材质为astm a106b，采用加强级3pe防腐绝缘层，设计埋深1.2米（部分穿越段达到3.0米），采用外加强制电流法作为阴极保护系统。

我院拟定的检测项目含有防腐层检测，使用c-scan2010埋地管线防腐层检测系统对埋地的px管道进行粗扫，分段对防腐层绝缘效果进行评价；然后根据
c-scan2010的分段评价结果采用音频检测仪sl-2088对电流衰减异常的管段进行选择性细扫，找出可能的防腐层破损点的具体位置。

1 检测系统简单介绍
目前，国内外对于埋地管道防腐绝缘层的主流检测方法有：
c-scan、dcvg/cips、pcm+（a字架）、皮尔逊法（也叫音频检漏法）
等。

（1） c-scan2010埋地管线防腐层检测系统
在埋地管道沿线布置的阴极保护测试桩接入信号发生器的一端，另一端与大地连接，在管道与大地之间形成闭合的电流回路，而管中电流随管道长度的递增而衰减。

用信号探测器在管道上方接收管中电流信号。

可以检测：埋地管道防腐层破损点位置和总体评价、阴极保护效率、管道立体定位。

具有gps数据记录功能。

原理：当有固定频率的检测信号（937.5hz恒定波动电流）从管道某一点供入后，电流沿管道流动并随距离增加而有规律地衰减，其衰减量和电流沿管线传播距离的关系是对数关系。

也就是说，对于干管及一般较长的管道，电流i将随距离x成对数衰减，即i=i0e αx式中α为衰减系数，它与管道的电特性参数r、g、c、l密切相关。

r为管道的纵向电阻，ω.mm；g为横向电导率，1/（ω.m），它的倒数是横向绝缘电阻，它是防腐层好坏的重要标志；c为管道与地间的分布电容，μf/m；l为管道的自感，mh/m。

信号探测器的多组阵列天线，通过对地面场强的测量，间接测量管线波动电流强度ixn。

在ixn-1和距离x已得出情况下，可测得电流衰减系数α，这样就可以对外防腐层的绝缘状况进行评价和缺陷点定位。

该系统无需与地面接触，可直接读出两点之间的管段外防腐层的平均腐蚀状况，即时显示防腐层绝缘电阻率和深度，在管线上方可探测至下方10米深度（有时甚至达到15米深度）。

“近间距”测量模式可以检出单个防腐层缺陷点的具体位置，以便开挖
和修复。

由于采用了直观的电流对数衰减率平均值以及分段搜索测量来探测防腐层有破坏点的位置，大大提高了检测速度。

（2）皮尔逊法
皮尔逊法，也称音频检漏法。

在管道与大地之间施加的（1000hz）交变信号通过管道防腐层的缺陷点处时会流失到大地土壤中，因而电流密度随着远离缺陷点的距离而减小，在缺陷点的上方地表面形成了一个交流电压梯度。

目前该检测系统的国产设备已经普遍，机型有sl-2188，sl-2198，sl-6等近十种。

系统采用的是“人体电容”法。

是用人体做检测仪的感应元件，沿管道上方行走进行检测，当检测员走到缺陷点附近时，检测仪开始有反应，至缺陷点正上方时，检测仪幅值显示最大，从而能准确找到缺陷点。

同时还可以检查出地下金属管道的防腐层破损点的相对大小、管道走向及阴极保护效果。

该系统在我国国内的埋地管道防腐层检测中得到较为广泛的应用。

2 c-scan2010系统检测粗扫结果
系统自动按nace标准的指标直接对检测结果进行评价如下表1：约16千米管道共接入测试桩12次，即分12个区域进行检测，一共采集数据543组，即分543个管段进行检测，最长的管段200米，最短的管段15米，绝大部分在25米和30米之间。

其中有85个管段评价为差和劣，具体如下表2（只列出防腐等级为“劣”的管段）：
最终px管道全线检测总长度为15848米，c-scan2010系统的评
价结果中，防腐层绝缘电阻评价为“优”的管段共计9368米，约59.11%；评价为“良”的管段共计4159米，约26.25%；评价为“差”的管段共计1826米，约11.52%；评价为“劣”的管段共计495米，约3.12%；优良率为85.36%，差劣率14.64%。

3 皮尔逊法细扫
根据c-scan2010系统的检测评价结果，用音频检漏仪sl-2088对防腐层绝缘电阻评价为差和劣的管段进行细扫，试图找出具体的防腐层缺陷点位置，以便开挖修复，共2321米，占管道全长的14.64%。

检测结果发现共43个防腐层漏电点。

根据sl-2088在漏电点接收到的信号大小，将缺陷进行分级，结果如下表3，只列出分级为“一类”和“二类”的部分
4 两种系统互相验证
为了验证此两套埋地管道检测系统的有效性，我们从表3中选择缺陷分级为“一类”的缺陷点，即序号为8、17、24和43的漏电点位置，用c-scan2010系统的“近间距”模式进行检测验证，结果符合防腐绝缘层破损点的漏电特征，都能一一对应，只是具体的定位精度有些误差，约400mm。

使用单位对序号为8、17、24和43的4处漏电点进行开挖，4处均发现有防腐绝缘层有破损，并露出铁锈。

用卷尺测量两种设备系统对于缺陷点的定位精度，发现c-scan2010系统（不需要操作者经验值）的定位误差最大为+800mm，最小误差0；而sl-2088音频检漏系统（需要操作者经验值）的定位误差最大为+400mm，最小
误差为0。

两者的定位误差值在实际检测应用中都不影响检测效果。

5 两种系统的优缺点
c-scan2010埋地管道防腐层检测系统不需要点点到位地在管道上方进行检测，只需要在间隔一段距离（有时可达500米）的管段两端进行检测，就可以直观地从显示屏上读出该管段的防腐绝缘层电阻，即直接在现场得知该管段的防腐绝缘层的“优良差劣”，准确将管道定位并直接读出深度； c-scan系统设备不需要与地面直接接触，无论地面时什么介质----水、水泥、树丛、山石或泥沙等，都不妨碍其检测；该c-scan系统的读数是6秒钟内400次测量的平均值，大大消除了瞬间杂散电流干扰，降低了误测率，这是dcvg/cips、皮尔逊法和pcm+所不能比拟的。

同时它也有他的局限性，其“密间隔”检测功能，操作较为麻烦，而且对于缺陷点的定位误差比较大，根据本次工程检测结果，其最大误差值比音频检漏仪多400mm，所以，相对而言其“密间隔”功能不值得提倡。

皮尔逊法采用“人体电容法”，需要两位检测人员100%沿管道上方来回行走进行检测，效率低、劳动强度大，需要检测经验值较高；同时也不能直观的体现埋地管道防腐层的总体状况。

但是皮尔逊法对防腐层漏电点的定位比较准确，检测经验值高的检测人员甚至可以描述缺陷点在地底下的立体位置。

因此，我们只要将这两种仪器进行结合使用，就可以充分发挥各自的优越性。

6 结论
c-scan和皮尔逊这两套埋地管道防腐绝缘层检测系统，检测速
度一快一慢，检测误差也能互相弥补。

从我院的本次化工厂px埋地管道检测数据和检测过程证明，同时使用这两套检测系统对埋地管道进行互补性检测，不但能大大提高检测效率，而且对于管道可能存在的防腐层破损点都能有效地检出。

因此，笔者推荐采用这两套埋地管道防腐层检测系统作为埋地管道防腐绝缘层检测的一种
经典方法，希望可以推广使用。

参考文献：
[1]王桂增，叶昊.流体输送管道的泄露检测与定位[m]，北京：清华大学出版社，2010.
[2]周方勤.长输天然气管道检测讲义[m]，北京：中国特种设备检验协会，2008.
[3]石仁委.油气管道地面检测技术与案例分析[m]，北京：中国石化出版社，2012.
[4]袁厚明.管道检测技术问答[m].北京：中国石化出版社，2010.
[5]sy/t 5918-2004，埋地钢制管道外防腐层修复技术规范[s].
[6]tsg d7004-2010，压力管道定期检验规则—公用管道[s].
[7]tsg d7003-2010，压力管道定期检验规则-长输油气管道[s].
[8]gb50028-2006，城镇燃气设计规范[s].
[9]ansi/nace sp0502-2002，standard recommended practice pipeline external corrosion direct assessment methodology[s].。