管道外腐蚀直接评价技术及应用
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外腐蚀直接评价在铁大线管道的应用
展 了Ｅ Ｃ Ｄ Ａ的适 用性研 究。Ｃ Ｉ Ｐ Ｓ ／ Ｄ Ｃ Ｖ Ｇ检测 中， 通过安装 Ｇ Ｐ Ｓ同步断流器中断所有 电流源和在杂散 电流干扰段测试桩处安装智能数据记 录仪 ， 对Ｃ Ｉ Ｐ Ｓ数据进行校正 ， 可以有效识别防腐层缺 陷位 置和更
加 准确 评价 阴极 保护 水平 。评价 结 果表 明 ： 间接检 测 防腐 层 缺 陷 定位 准确 ； 管体 外 腐 蚀 危 害轻 ； Ｅ Ｃ Ｄ Ａ
过程有效。最后 ， 提 出完整性管理 （ Ｐ Ｉ Ｍ） 向建设期前移和重视施工中的质量控制等建议。
关键词 ： 管道 ； 外腐蚀 直接评 价 ； 密 间隔 电位 测试 ； 直流 电位梯 度检 测 ； 阴极保 护 ； 涂层 中图分 类 号 ： Ｔ Ｅ ８ 文献标 识码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ４— ９ ６ １ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ４ ７— ０ ３
ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ｅ ｄ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｒ ｕ ｐ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｔ Ｃ Ｐ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｌ ｏ ｇ ｇ ｅ ｒ ｉ ｎ ｓ ｔ ｌｌ ａ ｅ ｄ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈ Байду номын сангаас Ｃ Ｉ Ｐ Ｓ ｄ ａ ｔ ａ ， ｔ ｈ ｕ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｉ ｎ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｙ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ａ ｄ ｄ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｅ ｖ ｌｕ ａ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ｃ ａ ｔ ｈ ｏ ｄ － ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｍｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｂ ｙ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｓ ｎ ｏ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ｔ ｈ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉ ｐ ｅ ｗａ ｌｌ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎａ ｒ ｌ ｃ ｏ ｒｏ ｓ ｉ ｏ ｎ， ａ ｎ ｄ Ｅ ＣＤ Ａ ｉ ｓ ｌｓ ａ ｏ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ． Ｆ ｉ — ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ， ｉ ｔ ｓ ｕ ｇ ｇ ｅ ｓ ｔ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ｉ ｔ ｙ ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｍｏ ｖ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ， ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｐ ａ ｉ ｄ ｔ ｏ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ．
国内外管道腐蚀与防护研究进展
国内外管道腐蚀与防护研究进展国内外管道腐蚀与防护研究进展引言管道是现代工业中常见的输送装置，广泛应用于能源、化工、石油、天然气等领域。
然而，由于环境因素和长期使用带来的磨损，管道腐蚀问题已成为制约管道使用寿命和安全性的重要因素。
因此，对管道腐蚀及其防护技术的研究具有重要的现实意义和理论价值。
本文将综述国内外对管道腐蚀与防护的研究进展。
一、管道腐蚀的分类与机理1.1 管道腐蚀的分类管道腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
化学腐蚀由介质中的化学物质对管道材料的直接损害引起，例如酸蚀、碱蚀等。
电化学腐蚀主要是通过电化学反应引起的，如金属的氧化腐蚀、电化学脱氧腐蚀等。
1.2 管道腐蚀的机理管道腐蚀的机理复杂多样，但一般可归结为金属表面与介质相互作用引起的化学反应。
导致管道腐蚀的因素有：介质的酸碱度、温度、流速、含氧量、盐度等。
金属材料自身的性质也会影响管道腐蚀，如金属的结构、化学成分、缺陷等。
二、管道腐蚀的评价方法2.1 传统评价方法传统上，对管道腐蚀程度的评价主要采用物理检测方法和化学分析方法。
物理检测方法包括金相分析、扫描电子显微镜等，化学分析方法则通过对介质中金属离子浓度、pH值等进行测试。
2.2 非破坏性评价方法近年来，非破坏性评价方法在管道腐蚀检测中得到了广泛应用。
例如，超声波检测技术可以通过测量超声波在材料中的传播时间和幅度来评估金属材料的腐蚀程度。
磁粉探伤技术则利用磁场特性检测金属材料中的缺陷或腐蚀情况。
三、管道腐蚀防护技术研究3.1 传统防护技术传统上，常用的管道腐蚀防护技术包括阴极保护、涂层防护和材料选择。
阴极保护通过引入外部电流或材料使金属处于负电位，从而减少电化学反应的发生。
涂层防护则是在金属表面涂覆一层能耐腐蚀介质的材料，以提供保护层。
材料选择则是选择对特定工况下介质具有良好抗腐蚀性能的金属材料。
3.2 新型防护技术随着科技的进步，新型管道腐蚀防护技术不断涌现。
例如，纳米涂层技术可以通过在传统涂层中添加纳米颗粒，增强涂层的抗腐蚀性能。
城市管道外腐蚀直接评价应用
试论城市管道外腐蚀直接评价的应用摘要：管道外腐蚀直接评价（ecda）是结合当前各种埋地管道检测工具，基于检测结果准确地定位外腐蚀、评价并降低外腐蚀对管道完整性的影响，从而提高管道安全状况的方法。
它包括预评价、间接检测、直接检测和后评价4个基本步骤。
本文依据美国腐蚀协会(nace)的推荐标准《管道外腐蚀直接评价方法》，通过在山西临汾市中压燃气管道的实际应用，探讨其在国内燃气管道外腐蚀直接评价中的适用性。
关键字：城市燃气管道；外腐蚀直接评价；完整性管理；外防腐层；阴极保护1预评价在预评价阶段，评价人员收集、整合并分析大量的相关数据，确定ecda对所要评价的管道是否可行，选择间接检测工具，划分ecda区。
①数据收集。
充足的数据资料是进行ecda的前提。
在该阶段，需要收集被评价管段的历史数据、当前数据、管道基本物性参数，其中包括：管体相关数据、管道施工相关数据、管道沿线的土壤及环境数据、管道腐蚀控制相关数据、管道历史运行数据等。
数据收集的完整程度和准确性将直接影响到间接检测工具的选取和ecda区的划分，从而进一步影响到数据分析及评价结果的准确性。
收集的数据要满足开展ecda所必须的最少数据需求并确定其中的关键数据。
我市中压管道的相关数据来源主要有：a.通过我市某燃气有限公司收集管道的设计、施工、运行及维护等基础数据；b.向公司工作人员咨询获取相关数据；c.沿管道收集管道及周围环境的数据。
为了保证管道数据的完整性，便于燃气管道的完整性管理，应及时更新、整合以上收集的数据，保存为电子版本并及时录入到完整性管理数据库或gis系统数据库中。
②间接检测方法的选择。
外腐蚀直接评价方法的实施需要间接检测方法作为技术支持。
间接检测方法的选择原则是能沿管道方向可靠地检测到防腐层缺陷和可能发生腐蚀的部位。
常用的检测方法有：密间隔电位法(cips)、直流电压梯度法(dcvg)、管中交变电流衰减法(pcm)，皮尔逊法(pearson)。
油气管道完整性管理全套PPT-7-直接评价方法
• 无需与管道连接，在地面就可快速 评估管道中的杂散电流
• 可在沿管道方向的任意地方对杂散 电流进行监测。
• 定位杂散电流汇集流入点及流出点。 • 快速评估杂散电流缓解措施的效果。 SCM杂散电流测试仪
26
➢ JG－2A型直流电火花检测仪
• JG－2A型直流电火花检测仪是用于检测金属防腐涂层质 量的专用仪器。
2
7.1 腐蚀防护系统检测方法
• 腐蚀防护系统检测包括外防腐层检测和阴极保护检 测，检测针对管道外防腐层的状态和阴极保护的保 护效果。
• 外防腐层状况主要是指：表现防腐层整体状况的绝 缘电阻率，是否有局部破损点。
• 阴极保护效果主要是看：保护电位是否能处于有效 的保护范围内，是否出现欠保护与过保护的情况。
• RD400-PCM的4Hz频率和C-SCAN的973.5Hz频率得到了NACE RP0502-2002标准的推荐。
• C-SCAN仪器带有测量检测间距的GPS定位 系统，能标志破损点位置。
PCM
注：NACE—美国国际腐蚀工程师协会 C－SCAN
10
2. PEARSON检测法
11
PEARSON检测法优缺点
12
3.ACVG（交流电位梯度）法
13
A字架的破损点定位过程
• 电流方向在破损点两侧发生变化。如果在一个新位置电流指向前， 而在第二个位置电流指向后，就证明操作人员走过了故障点。
14
4. 直流电压梯度测试技术（DCVG）
15
DCVG测量过程
16
DCVG的破损点查找及定位过程
17
破损点处管体腐蚀活性判断
油气管道完整性管理
7 直接评价方法
1
概述
• 直接评价管道完整性评价方法之一。 • 三种直接评价方法：
• 可在沿管道方向的任意地方对杂散 电流进行监测。
• 定位杂散电流汇集流入点及流出点。 • 快速评估杂散电流缓解措施的效果。 SCM杂散电流测试仪
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➢ JG－2A型直流电火花检测仪
• JG－2A型直流电火花检测仪是用于检测金属防腐涂层质 量的专用仪器。
2
7.1 腐蚀防护系统检测方法
• 腐蚀防护系统检测包括外防腐层检测和阴极保护检 测，检测针对管道外防腐层的状态和阴极保护的保 护效果。
• 外防腐层状况主要是指：表现防腐层整体状况的绝 缘电阻率，是否有局部破损点。
• 阴极保护效果主要是看：保护电位是否能处于有效 的保护范围内，是否出现欠保护与过保护的情况。
• RD400-PCM的4Hz频率和C-SCAN的973.5Hz频率得到了NACE RP0502-2002标准的推荐。
• C-SCAN仪器带有测量检测间距的GPS定位 系统，能标志破损点位置。
PCM
注：NACE—美国国际腐蚀工程师协会 C－SCAN
10
2. PEARSON检测法
11
PEARSON检测法优缺点
12
3.ACVG（交流电位梯度）法
13
A字架的破损点定位过程
• 电流方向在破损点两侧发生变化。如果在一个新位置电流指向前， 而在第二个位置电流指向后，就证明操作人员走过了故障点。
14
4. 直流电压梯度测试技术（DCVG）
15
DCVG测量过程
16
DCVG的破损点查找及定位过程
17
破损点处管体腐蚀活性判断
油气管道完整性管理
7 直接评价方法
1
概述
• 直接评价管道完整性评价方法之一。 • 三种直接评价方法：
长输管道腐蚀缺陷检测技术与应用
２０世 纪 ９Ｏ年 代 中期 ，我 国对 管 道 剩 余 强度 评 和 预 测 以及 管 线 运 行 维 护 管理 方 面技 术 十分 成 熟 价技 术 的研究 开始起 步 ，由于当 时长输 管道腐 蚀预 （长输 管 道 完整 性管 理 最 主要 的 内容 是管 道 腐蚀 缺 测 、剩余 强度 评价 等相 关理论 基 础和综 合检 测技术 陷检测 和 剩余 强 度评 价 ），现 已形成 了一 套 可靠 的 落后 ，导致 出现 了很多 管道 运行 事故 。 国外 发达 国 评 价体 系和标 准 。根据 这套 体系可 以对 长输 管道 实 家 在长 输管道 检测 、剩 余强 度评 价 、运 行 寿命评 价 施 定 期 检 测 和 维 护 ， 时 刻 监 视 长 输 管 道 运 行 状 况 ，
仪 表电 信
周方舟：长输管道腐蚀缺陷测 技 术 与应 用
周 方 舟
摘 要 ：我 国一般 采 用 多频 管 中电流 法 （Ｒ．Ｄ４００一ＰＣＭ 检 测仪 ）对 长输 管 道 防腐 层破 损 点进行 检 测定 位 ，检 测结 果 准确 率达 到 １ ００％；对 管体 壁厚 的检 测一般 采 用超 声 波检 测 技 术 ，其 精度要 高 于漏磁检 测技 术 ，点蚀 达到 ５ ｍｍ ，１ Ｏ％管道 壁厚 的腐 蚀 量均 能定 量 检 测 。埋 地 管道 土壤 环境评 价 指标 包括 土壤 的 电 阻率 、氧化 还 原 电位 、ｐＨ值 、土壤 含 盐量 以及含 水量 ，根 据各 项指标 确 定 了管道腐蚀 级 别 ，土壤 含 水量 小于 １０％为宜 ，否则 土壤 对 管道 的腐蚀 速率 变大 。将上 述腐蚀 检 测体 系在 长庆 油田 某 １ ４ ｋｍ的长输 管道 上进 行 了应 用 ，结 果表 明 ：长输 管道 防 腐层 整 体质 量较 好 ，管体 腐 蚀较 为 严重 ，其 中坪 五 转 外输 腐 蚀 剩 余 管道 壁 厚 最 小 ，为 ３．８１ ｍｍ，较 大部 分 管线 剩 余 壁厚 均 在 ４＿３１ ｍｍ左 右 。结合 土壤 环境 ，对使 用年 限较 长 的 管道进 行 了更换 ，对有 腐蚀 现 象的 管段 进 行 了 维护 ，以延 长 管道使 用寿命 ，降低 长 输 管道 运行 风险 。 关键 词 ：长输管 道 ；腐 蚀 ；检测 ；剩余 强度 ；评 价
管道外腐蚀检测与数据评价
排水状况
地貌
土地使用情况 铺过的路面等 （目前和过去） 会 影 响 间 接 检 测工具选择 冻土 影响某些检测 方法使用
控制腐蚀 CP系统类型，阳 极、整流器位置
杂散电流源/位置
可能影响ECDA工 具的选择
外电流下局部牺牲 阳 极 影响 间 接检 测 。 影响电流流动
测试点位置
阴保评价标准
ECDA分区时需要 后期评价分析 指示涂层状态
操作数据 管道运行温度
操作压力和波动 监测计划（检漏 等） 管道检查报告－ 开挖
明显不同的单 独分区
影响涂层老化速率 影响缺陷临界尺寸
定义ECDA区 定义ECDA区
影响检测工具选 择
影响预定的维修、 修复和更换计划
维修历史/记录
影 响 ECDA 分 区
说明现有管道状 态
为再评价提供数 据
泄漏/破裂历史 (外部腐蚀） 外部微生物腐蚀 （MIC） 第三方破坏和频 率 地面或地表检测 数据 水压试验日期和 压力 其 它 工 作 － CIS 、 影 响 ECDA 工 ILI运行等 具选择
ECDA不适用时的对策：
（1）改用其它完整性检测（如：内检测、水压试验等）； 法可行性
ECDA
确定有无动态杂散电流
动态杂散电流
间接检测工具选择表
环境 涂层漏点 裸管的阳极区 河流或水下穿越 冻土地面下 杂散电流 屏蔽的腐蚀热点 相邻的金属结构 附近平行管线
外腐蚀直接评价
外腐蚀直接评价（简称ECDA）是评价外腐蚀对 管道完整性影响的一种方法。 ECDA按照一个规范化程序，通过外检测手段获 取管道外腐蚀及防腐系统的现状信息，并结合 开挖检查结果和管道相关资料的收集和分析， 对管道外防腐系统提供一个系统而全面的评价。
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
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。
pcm检测管线外防腐层原理及应用
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信号传输
PCM检测通过向防腐层发送电磁 波信号，并接收反射回来的信号， 通过分析信号的幅度和相位变化， 判断防腐层的状况。
数据分析
PCM检测系统对接收到的信号进行 数据处理和分析，生成检测报告， 为后续的防腐层修复和维护提供依 据。
管线外防腐层的重要性
01
02
03
保护管线
防腐层能够有效地隔离管 线与外界环境，减少腐蚀 介质与管线接触的机会， 从而延长管线使用寿命。
成本较高
PCM检测设备成本较高，对于一些小型企业而言可能较难承受。
未来PCM检测技术的发展方向
智能化
未来PCM检测技术将向智能化方 向发展，通过引入人工智能和机 器学习等技术，提高检测的准确
度和效率。
多样化
未来PCM检测技术将针对不同材 质、规格和用途的管道开发出更
加多样化的检测方法和设备。
绿色环保
结果输出
生成详细的防腐层完整性报告， 包括破损位置和程度。
PCM检测结果分析
防腐层完整性评估
根据热像数据判断防腐层的完整性，识别破 损和缺陷。
破损原因分析
结合管线使用状况和环境因素，分析防腐层 破损的原因。
破损类型分类
根据破损的形状、大小和位置，对防腐层破 损进行分类。
修复建议
根据破损类型和程度，提出相应的修复和预 防措施建议。
PCM检测适用于各种类型 的防腐层，如沥青、PE等， 具有广泛的适用性。
预测性维护
通过定期进行PCM检测， 可以及时发现防腐层的缺 陷和损伤，为管线的预测 性维护提供依据。
02 PCM检测技术
PCM检测设备
红外热像仪
辅助工具
用于接收并记录管线的热辐射，通过 测量温度差异来评估防腐层状况。
信号传输
PCM检测通过向防腐层发送电磁 波信号，并接收反射回来的信号， 通过分析信号的幅度和相位变化， 判断防腐层的状况。
数据分析
PCM检测系统对接收到的信号进行 数据处理和分析，生成检测报告， 为后续的防腐层修复和维护提供依 据。
管线外防腐层的重要性
01
02
03
保护管线
防腐层能够有效地隔离管 线与外界环境，减少腐蚀 介质与管线接触的机会， 从而延长管线使用寿命。
成本较高
PCM检测设备成本较高，对于一些小型企业而言可能较难承受。
未来PCM检测技术的发展方向
智能化
未来PCM检测技术将向智能化方 向发展，通过引入人工智能和机 器学习等技术，提高检测的准确
度和效率。
多样化
未来PCM检测技术将针对不同材 质、规格和用途的管道开发出更
加多样化的检测方法和设备。
绿色环保
结果输出
生成详细的防腐层完整性报告， 包括破损位置和程度。
PCM检测结果分析
防腐层完整性评估
根据热像数据判断防腐层的完整性，识别破 损和缺陷。
破损原因分析
结合管线使用状况和环境因素，分析防腐层 破损的原因。
破损类型分类
根据破损的形状、大小和位置，对防腐层破 损进行分类。
修复建议
根据破损类型和程度，提出相应的修复和预 防措施建议。
PCM检测适用于各种类型 的防腐层，如沥青、PE等， 具有广泛的适用性。
预测性维护
通过定期进行PCM检测， 可以及时发现防腐层的缺 陷和损伤，为管线的预测 性维护提供依据。
02 PCM检测技术
PCM检测设备
红外热像仪
辅助工具
用于接收并记录管线的热辐射，通过 测量温度差异来评估防腐层状况。
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动态杂散电流
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
间 接 检 测 阶 段 的 工 作
防腐层缺陷检测 腐蚀活性测试 阴极保护有效性检测 交直流干扰检测 土壤腐蚀性调查 其它异常检测
需注意的问题 结果分析
防腐层缺陷检测
使用地面检测工具（如DCVG、ACVG等） 确定管道防腐层存在缺陷的位置和缺陷严 重程度。（对于某些管道还需分段测试防 腐层绝缘性能），并用另一种适用的地面 检测工具进行验证性测试。防腐层缺陷点 处还应测量GPS座标和管顶埋深，并做好 标记。
现场照片
现场照片
现场照片
现场照片
现场照片
现场照片
现场照片
防腐层缺陷
防腐层缺陷
防腐层缺陷
防腐层缺陷
腐蚀活性测试
对于发现的防腐层缺陷点通过DCVG等 方法判断其是否具有腐蚀活性并确定其 类型。
阴极保护有效性检测
● 管道阴极保护电位； ● 强制电流阴极保护运行参数； ● 牺牲阳极阴极保护运行参数； ● 其它相关设施情况。
评估ECDA过程的有效性 反馈
确定再评价的时间间隔
再评价时间间隔是开展下一轮ECDA评 价的最低时间要求。根据上一阶段对管 道安全性的评价结果及管道腐蚀速率、 安全裕量、公称壁厚等因素估算管道的 剩余寿命，据此确定最大再评价的时间 间隔。
评价ECDA过程的有效性
在这一评价过程中，要对直接检查结果 进行分析，确认此次ECDA过程的有效 性。
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
直 接 检 查 阶 段 的 工 作
确定开挖点的位置 开挖和数据采集 开挖点管道的修复 管道安全评估 腐蚀原因分析 指标修正
确定开挖点的位置
对间接检测结果指示的防腐层缺陷点进行排 序，排序时把间接检测的结果与预评价中获取 相关数据结合起来综合考虑，需要考虑的因素 包括防腐层缺陷尺寸及大小、腐蚀活性、阴极 保护状况、交直流干扰情况、土壤环境特征、 与其他金属构筑物的关系等因素。根据排序结 果确定开挖点的数量和位置。
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
ECDA成果
检测内容与方法 检测数据及分析
检测报告
评价结果 建议措施
检测数据库
检测结果
PCM+ACVG测试结果
IdB(dB) 120 115 110 105 100 95
50 150
Y(mB/m)
250
PCM电流(对数转换) PCM电流下降率Y值 ACVG测试信号强度
外腐蚀直接评价（简称ECDA）是评价外腐蚀对 管道完整性影响的一种方法。 ECDA按照一个规范化程序，通过外检测手段获 取管道外腐蚀及防腐系统的现状信息，并结合 开挖检查结果和管道相关资料的收集和分析， 对管道外防腐系统提供一个系统而全面的评价。
ECDA检测对象
管道外防腐层 阴极保护系统 干扰防护系统 缺陷点处的管体
目前国内ECDA标准是以全线管道最薄弱危险点部位管壁减薄 程度为依据进行评价。管壁减薄程度是综合反映管道腐蚀与 防护的各种单项因素对管道安全性的影响，所以评价结果是 对外腐蚀导致安全状况的整体评价。 管壁减薄程度采用三步评价方法，分别为：最小剩余壁厚 评价、危险截面评价和剩余强度评价。（该评价方法只适用 于体积型腐蚀缺陷，不适用裂纹缺陷的评价）根据评价结果 给出评价等级和维护处理建议。
电位梯度(mV)
250
IR%
通电电位 断电电位 -0.85V辅助线 IR%降 直流电位梯度 100
穿秀延河
0.0 101#
检测结果
交流电位分布曲线
电位(V) 30
最大值
25
最小值 平均值
20
15
10
5
0 G010
G020
G030
G040
H002
H012
H022
测试点 H032 H038
检测结果
H001交流电位-时间曲线
管 段 的 重 要 性
自 然 地 理 位 置
地 貌 环 境 特 点
土 壤 类 别
杂 散 电 流 情 况
例如自然地理、地貌环境特点
沙漠 戈壁 高原 山地 水网 平原
地貌环境
选择地面检测工具
检测工具 检测对象 带防腐层漏点的管段
CIPS
2
ACVG，DCVG
1，2
Pearson
2
ACAS
1 ，2
裸管的阳极区管段
第二部分 检测与评价过程
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
预 评 价 阶 段 的 工 作
收集分析现有的数据 划分ECDA管段 选择检测工具 评估ECDA方法的可行性 确定是否存在动态直流干扰
收集分析现有的数据
物理信息 设计施工
腐蚀控制
现有 数据
环境数据
运行数据
调查数据
划分ECDA管段
开挖和数据采集
● 土壤腐蚀性； ● 防腐层情况； ● 管体腐蚀情况； ● 管体剩余强度评价所需数据； ● 管地电位； ● 拍摄影像资料。
现场照片
现场照片
现场照片
开挖点管道的修复
开挖检查完成后，对在开挖点发现 的管体缺陷和扒开的防腐层应立即 采取措施进行修复，并恢复地面原 貌。
现场照片
管道安全评估
相关附属设施 管道周边环境
ECDA相关技术标准
2002年，美国腐蚀工程师协会（NACE）首先 颁布了RP 0502-2002《管道外腐蚀直接评价推 荐做法》。 2006年国内修改采用该标准，形成了SY/T 0087.1-2006《埋地钢质管道及储罐腐蚀评价 标准 埋地钢质管道外腐蚀直接评价》标准。 2008年，美国腐蚀工程师协会又重新修订了 0502-2002标准，由原来的推荐做法上升到了 标准做法 0502-2008最新版。
谢谢！
间接检测结果的分析
• 间接检测结束后，要对测试结果进行分析，给出防腐层缺陷严重 程度、阴极保护是否有效、干扰范围和程度等评价结果。 防腐层缺陷间接检测结果的评价指标
检测方法 直流电位梯度法 （DCVG） 轻微 电位梯度IR%较小，CP在 通／断电时均处于阴极 状态 中等 电位梯度IR%中等，CP在 断电时处于中性状态 严重 电位梯度IR%较大，CP在 通／断电状态均处于阳 极状态 高电压降 通/断电电位大幅度偏离 并正于阴极保护电位准 则 单位长度衰减量较大
腐蚀原因分析
根据上述评估结果，分析造成管道 外腐蚀的主要原因，并确定针对主 要原因应采取的维护措施。
指标修正
根据直接检查的评价结果及原因分析， 修正间接检测评价指标。通过修正，使 间接检测结果与直接检查接近。
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
后 评 价 阶 段 的 工 作
确定再次评估的时间间隔
音频信号检漏法或交 低电压降 流电位梯度法（ACVG）
通/断电电位轻微负于阴 极保护电位准则 单位长度衰减量小
中等电压降
密间隔电位法（CIS） 交流电流衰减法 （ACAS）
通/断电电位中等偏离并 正于阴极保护电位准则 单位长度衰减量中等
确定开挖点的位置
首先对地面检测结果指示的防腐层缺陷 点和腐蚀活性点进行排序，根据其严重 程度确定缺陷维修的优先顺序，将最可 能出现腐蚀活性的区域确定为开挖点。 此外，每个ECDA管段还应选择两处用 于地面检测有效性检验的开挖检查点。
近河流或水下穿越管段
2
2
3
3
3
3
3
2
无套管穿越的管段
带套管的管段
2
3
1 ，2
3
2
3
1 ，2
3
短套管
铺砌路面下的管段 冻土区的管段 相邻金属构筑物的管段 相邻平行管段 杂散电流区的管段 高压交流输电线下管段 管道深埋区的管段 （有限的）湿地区管段 岩石带/岩礁/岩石 回填区的管段
2
3 3 2 3 2 2 2 2 3
ACVG(dB) 500
河流穿越
400
河流穿越 82#阀室
300
200
90 85 80
100
-50
75 101#
106#-90
111#-90
117#-490
122#-490
0 127#-590
管道 里程
检测结果
CIPS+DCVG测试结果
电位(V)
-2.2 -2.0 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 -50 0 105#+971.2 110#重+85.7 116#+569.1 121#+28.2 管道 里程 20 50 40 80 150 82#阀室 60
通过跟踪ECDA过程中分级和重排优先 次序的数目变化，跟踪ECDA的应用过 程，跟踪ECDA的应用结果，从而确认 ECDA过程的长期有效性。
反馈
每次ECDA评价后，需要归纳反馈ECDA 过程中的相关数据和信息，这样可以进 一步完善ECDA评价方法。反馈的主要 内容包括：对间接检测结果的确认和分 类；间接检测的分级评价准则；直接检 查中收集的数据；安全评价结果；腐蚀 原因分析；周期性再评价的时间安排等。
间接检测需要注意的问题
• 进行CIPS测试时（CIPS常与DCVG联合测试），要特 别注意要在所有影响到所测管段的阴保系统上安装电流 同步中断器，否则测试结果会有较大偏差。 • 在检测中往往要记录位置数据，目前有些测试利用仪器 集成的GPS定位功能采集位置数据，有些测试则采用手 持GPS采集位置数据，这些不同仪器采集的定位数据之 间可能会存在一定差异，因此，在比较不同测试仪器测 试结果时要特别注意它们之间的位置偏差，否则会给检 测结果的分析带来极大困难。
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
间 接 检 测 阶 段 的 工 作
防腐层缺陷检测 腐蚀活性测试 阴极保护有效性检测 交直流干扰检测 土壤腐蚀性调查 其它异常检测
需注意的问题 结果分析
防腐层缺陷检测
使用地面检测工具（如DCVG、ACVG等） 确定管道防腐层存在缺陷的位置和缺陷严 重程度。（对于某些管道还需分段测试防 腐层绝缘性能），并用另一种适用的地面 检测工具进行验证性测试。防腐层缺陷点 处还应测量GPS座标和管顶埋深，并做好 标记。
现场照片
现场照片
现场照片
现场照片
现场照片
现场照片
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防腐层缺陷
防腐层缺陷
防腐层缺陷
防腐层缺陷
腐蚀活性测试
对于发现的防腐层缺陷点通过DCVG等 方法判断其是否具有腐蚀活性并确定其 类型。
阴极保护有效性检测
● 管道阴极保护电位； ● 强制电流阴极保护运行参数； ● 牺牲阳极阴极保护运行参数； ● 其它相关设施情况。
评估ECDA过程的有效性 反馈
确定再评价的时间间隔
再评价时间间隔是开展下一轮ECDA评 价的最低时间要求。根据上一阶段对管 道安全性的评价结果及管道腐蚀速率、 安全裕量、公称壁厚等因素估算管道的 剩余寿命，据此确定最大再评价的时间 间隔。
评价ECDA过程的有效性
在这一评价过程中，要对直接检查结果 进行分析，确认此次ECDA过程的有效 性。
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
直 接 检 查 阶 段 的 工 作
确定开挖点的位置 开挖和数据采集 开挖点管道的修复 管道安全评估 腐蚀原因分析 指标修正
确定开挖点的位置
对间接检测结果指示的防腐层缺陷点进行排 序，排序时把间接检测的结果与预评价中获取 相关数据结合起来综合考虑，需要考虑的因素 包括防腐层缺陷尺寸及大小、腐蚀活性、阴极 保护状况、交直流干扰情况、土壤环境特征、 与其他金属构筑物的关系等因素。根据排序结 果确定开挖点的数量和位置。
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
ECDA成果
检测内容与方法 检测数据及分析
检测报告
评价结果 建议措施
检测数据库
检测结果
PCM+ACVG测试结果
IdB(dB) 120 115 110 105 100 95
50 150
Y(mB/m)
250
PCM电流(对数转换) PCM电流下降率Y值 ACVG测试信号强度
外腐蚀直接评价（简称ECDA）是评价外腐蚀对 管道完整性影响的一种方法。 ECDA按照一个规范化程序，通过外检测手段获 取管道外腐蚀及防腐系统的现状信息，并结合 开挖检查结果和管道相关资料的收集和分析， 对管道外防腐系统提供一个系统而全面的评价。
ECDA检测对象
管道外防腐层 阴极保护系统 干扰防护系统 缺陷点处的管体
目前国内ECDA标准是以全线管道最薄弱危险点部位管壁减薄 程度为依据进行评价。管壁减薄程度是综合反映管道腐蚀与 防护的各种单项因素对管道安全性的影响，所以评价结果是 对外腐蚀导致安全状况的整体评价。 管壁减薄程度采用三步评价方法，分别为：最小剩余壁厚 评价、危险截面评价和剩余强度评价。（该评价方法只适用 于体积型腐蚀缺陷，不适用裂纹缺陷的评价）根据评价结果 给出评价等级和维护处理建议。
电位梯度(mV)
250
IR%
通电电位 断电电位 -0.85V辅助线 IR%降 直流电位梯度 100
穿秀延河
0.0 101#
检测结果
交流电位分布曲线
电位(V) 30
最大值
25
最小值 平均值
20
15
10
5
0 G010
G020
G030
G040
H002
H012
H022
测试点 H032 H038
检测结果
H001交流电位-时间曲线
管 段 的 重 要 性
自 然 地 理 位 置
地 貌 环 境 特 点
土 壤 类 别
杂 散 电 流 情 况
例如自然地理、地貌环境特点
沙漠 戈壁 高原 山地 水网 平原
地貌环境
选择地面检测工具
检测工具 检测对象 带防腐层漏点的管段
CIPS
2
ACVG，DCVG
1，2
Pearson
2
ACAS
1 ，2
裸管的阳极区管段
第二部分 检测与评价过程
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
预 评 价 阶 段 的 工 作
收集分析现有的数据 划分ECDA管段 选择检测工具 评估ECDA方法的可行性 确定是否存在动态直流干扰
收集分析现有的数据
物理信息 设计施工
腐蚀控制
现有 数据
环境数据
运行数据
调查数据
划分ECDA管段
开挖和数据采集
● 土壤腐蚀性； ● 防腐层情况； ● 管体腐蚀情况； ● 管体剩余强度评价所需数据； ● 管地电位； ● 拍摄影像资料。
现场照片
现场照片
现场照片
开挖点管道的修复
开挖检查完成后，对在开挖点发现 的管体缺陷和扒开的防腐层应立即 采取措施进行修复，并恢复地面原 貌。
现场照片
管道安全评估
相关附属设施 管道周边环境
ECDA相关技术标准
2002年，美国腐蚀工程师协会（NACE）首先 颁布了RP 0502-2002《管道外腐蚀直接评价推 荐做法》。 2006年国内修改采用该标准，形成了SY/T 0087.1-2006《埋地钢质管道及储罐腐蚀评价 标准 埋地钢质管道外腐蚀直接评价》标准。 2008年，美国腐蚀工程师协会又重新修订了 0502-2002标准，由原来的推荐做法上升到了 标准做法 0502-2008最新版。
谢谢！
间接检测结果的分析
• 间接检测结束后，要对测试结果进行分析，给出防腐层缺陷严重 程度、阴极保护是否有效、干扰范围和程度等评价结果。 防腐层缺陷间接检测结果的评价指标
检测方法 直流电位梯度法 （DCVG） 轻微 电位梯度IR%较小，CP在 通／断电时均处于阴极 状态 中等 电位梯度IR%中等，CP在 断电时处于中性状态 严重 电位梯度IR%较大，CP在 通／断电状态均处于阳 极状态 高电压降 通/断电电位大幅度偏离 并正于阴极保护电位准 则 单位长度衰减量较大
腐蚀原因分析
根据上述评估结果，分析造成管道 外腐蚀的主要原因，并确定针对主 要原因应采取的维护措施。
指标修正
根据直接检查的评价结果及原因分析， 修正间接检测评价指标。通过修正，使 间接检测结果与直接检查接近。
ECDA过程
预评价
间接检测 直接检查
后评价
检测结果
后 评 价 阶 段 的 工 作
确定再次评估的时间间隔
音频信号检漏法或交 低电压降 流电位梯度法（ACVG）
通/断电电位轻微负于阴 极保护电位准则 单位长度衰减量小
中等电压降
密间隔电位法（CIS） 交流电流衰减法 （ACAS）
通/断电电位中等偏离并 正于阴极保护电位准则 单位长度衰减量中等
确定开挖点的位置
首先对地面检测结果指示的防腐层缺陷 点和腐蚀活性点进行排序，根据其严重 程度确定缺陷维修的优先顺序，将最可 能出现腐蚀活性的区域确定为开挖点。 此外，每个ECDA管段还应选择两处用 于地面检测有效性检验的开挖检查点。
近河流或水下穿越管段
2
2
3
3
3
3
3
2
无套管穿越的管段
带套管的管段
2
3
1 ，2
3
2
3
1 ，2
3
短套管
铺砌路面下的管段 冻土区的管段 相邻金属构筑物的管段 相邻平行管段 杂散电流区的管段 高压交流输电线下管段 管道深埋区的管段 （有限的）湿地区管段 岩石带/岩礁/岩石 回填区的管段
2
3 3 2 3 2 2 2 2 3
ACVG(dB) 500
河流穿越
400
河流穿越 82#阀室
300
200
90 85 80
100
-50
75 101#
106#-90
111#-90
117#-490
122#-490
0 127#-590
管道 里程
检测结果
CIPS+DCVG测试结果
电位(V)
-2.2 -2.0 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 -50 0 105#+971.2 110#重+85.7 116#+569.1 121#+28.2 管道 里程 20 50 40 80 150 82#阀室 60
通过跟踪ECDA过程中分级和重排优先 次序的数目变化，跟踪ECDA的应用过 程，跟踪ECDA的应用结果，从而确认 ECDA过程的长期有效性。
反馈
每次ECDA评价后，需要归纳反馈ECDA 过程中的相关数据和信息，这样可以进 一步完善ECDA评价方法。反馈的主要 内容包括：对间接检测结果的确认和分 类；间接检测的分级评价准则；直接检 查中收集的数据；安全评价结果；腐蚀 原因分析；周期性再评价的时间安排等。
间接检测需要注意的问题
• 进行CIPS测试时（CIPS常与DCVG联合测试），要特 别注意要在所有影响到所测管段的阴保系统上安装电流 同步中断器，否则测试结果会有较大偏差。 • 在检测中往往要记录位置数据，目前有些测试利用仪器 集成的GPS定位功能采集位置数据，有些测试则采用手 持GPS采集位置数据，这些不同仪器采集的定位数据之 间可能会存在一定差异，因此，在比较不同测试仪器测 试结果时要特别注意它们之间的位置偏差，否则会给检 测结果的分析带来极大困难。