埋地管道檢測防腐層破損點與犧牲陽極包的辨別方法

【摘 要】介紹了非開挖檢測的基本原理，細(xì)致分析了埋地管道外防腐層非開挖檢測的漏電點特性，通過分析漏電點特性提出判定方法，特別是提出了如何區(qū)分犧牲陽極包和防腐層破損點的方法。

【關(guān)鍵詞】非開挖檢測;犧牲陽極包;防腐層漏電點;埋地管道

中圖分類號： TE973.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）19-0198-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.096

0 引言

國內(nèi)的長輸管道在建設(shè)和運營過程中，由于各種原因不可避免的會產(chǎn)生凹陷、變形、腐蝕以及外力破壞，其中腐蝕是影響管道系統(tǒng)可靠性、使用壽命及造成管道失效的主要因素之一。據(jù)美國國家輸送安全局統(tǒng)計，美國45%的管道損壞是由于鋼管外壁腐蝕造成的，1981-1987年前蘇聯(lián)輸氣管道事故統(tǒng)計表明，總長約24萬公里的管線上曾發(fā)生了1210起事故，其中外腐蝕占了517起，占事故發(fā)生率的42.2%，從中國歷年輸油、氣管線事故統(tǒng)計的結(jié)果顯示來看：管線腐蝕、外力損傷及機械損傷是導(dǎo)致管線泄漏及爆炸起火最重要的原因。隨著管道運營時間的增長，由于土壤腐蝕、涂層缺陷等引起的管道外腐蝕失效是發(fā)生管道事故的主要因素，因此開展管道外腐蝕檢測技術(shù)研究具有重要意義，由此產(chǎn)生了很多的檢測技術(shù)[1]，將這些檢測技術(shù)應(yīng)用于檢測中的儀器有PCM、DM、SL2818等。

在埋地管道防腐層非開挖檢測中，利用PCM、DM、SL2818等防腐層檢測儀器定位防腐層破損點的準(zhǔn)確率是非常高的，然而這些技術(shù)并不是萬能的，它們也有一定的局限性，也存在例外。本文主要討論這些例外的原因和如何辨別防腐層破損點的假信息。

1 原理基礎(chǔ)

PCM、DM、SL2818防腐層檢測儀的基本原理為，向管道施加特定頻率的交流信號，如果防腐層出現(xiàn)破損，信號電流就會從破損點流出，并以破損點為中心形成一個球形電位場，同時在破損點上方的某一水平面上形成一個圓形電位場，其中心正好處于破損點的正上方，通過確定圓形電位場的中心，就可以定位破損點的位置[1-8]。

2 例外原因

很顯然，防腐層檢測儀檢測到的電位場中心其實是所施加的交流信號在該位置的漏電點，還不能稱為“防腐層破損點”，需要鑒別是否是其他原因引起。這些原因有如下幾點：

2.1 犧牲陽極包

管道安裝階段，直接把犧牲陽極包（以下簡稱陽極包）焊接到管道上的，很難區(qū)分漏電點是否為陽極包，還是防腐層破損點。陽極包的接線引到地面測試樁上，可以手動斷開的施工方法，則可以區(qū)分陽極包和防腐層破損點。圖1和圖2所示為陽極包的兩種連接方式。

2.2 搭接電阻率很低的導(dǎo)體

在防腐層破損點位置或附近敷設(shè)有電阻率很低的導(dǎo)體（例如廢棄的電線電纜、建筑鋼筋、管道等等），這些導(dǎo)體會把信號導(dǎo)向?qū)w的兩端或?qū)w的破損點。儀器定位的漏電點其實不是防腐層的破損點，而是導(dǎo)體的兩端或?qū)w的破損點，如圖3所示。

2.3 其他

開挖后卻未發(fā)現(xiàn)防腐層破損的原因還有：破損點為針孔或細(xì)線漏電點，開挖時較難發(fā)現(xiàn);防腐層老化、電阻率低發(fā)生漏電，并未破損。

3 如何辨別

這些例外的漏電點都有自身專有的特點。只要把這些特點找到，就能把它們區(qū)分開來。在實際的檢驗中，遇到最多的是如何區(qū)分陽極包和防腐層破損點。因此以下主要討論如何區(qū)分陽極包和防腐層破損點。

陽極包與管道的連接方式分為焊接和手動連接。陽極包的敷設(shè)位置包括遠(yuǎn)離管道和貼近管道兩種方式，圖1和圖2所示為遠(yuǎn)離管道敷設(shè)方式，圖4所示為貼近管道敷設(shè)方式。

手動連接，是把陽極包和管道的連接線接到地面上的測試樁，可隨時斷開陽極包和管道的連接，因此陽極包處于測試樁附近，很容易區(qū)分，如圖2所示。

焊接連接，是把陽極包的連接線焊接到管道上，地面上無任何陽極包的安裝標(biāo)志，無法斷開陽極包和管道的連接，如圖1所示。因此，陽極包的辨別主要集中在焊接連接方式上。

3.1 通過檢測與管道垂直方向的漏電點位置來區(qū)分

定位出漏電點的沿著管道走向的位置，然后再定位與管道垂直方向的位置，結(jié)果可能為如圖5～8所示。

從圖5和圖6中可知，敷設(shè)方式為遠(yuǎn)離管道的，其與管道垂直方向的漏電點位置與管道不重合，甚至可能出現(xiàn)兩個定位點。這是陽極包遠(yuǎn)離管道敷設(shè)方式的專有特點。

從圖7和圖8中可知，當(dāng)與管道垂直方向的漏電點位置與管道重合或相近時，意味著可能是陽極包，也可能是防腐層破損點。

判斷是否有搭接電阻率很低的導(dǎo)體時，也可參考本方法進(jìn)行。

3.2 通過檢測漏電點的電流方向來區(qū)分

陽極包的電流方向和活性、非活性破損點的電流方向如圖9～11所示。（注：正在發(fā)生腐蝕的破損點稱為活性破損點，未發(fā)生腐蝕的破損點稱為非活性破損點。）

定位漏電點后，利用DCVG判定漏電點的電流方向，電流從管道中流出來的為陽極包和活性破損點，電流從土壤中流入管道的為非活性破損點。

故，本方法能判定漏電點是否是非活性破損點。

3.3 通過密間隔電位測試來區(qū)分

假如3.2中的方法不能判定漏電點是非活性破損點，則該漏電點可能是陽極包和活性破損點兩者之一。因此，需要進(jìn)一步區(qū)分陽極包和活性破損點。具體方法如下：

通過對漏電點附近的管道進(jìn)行密間隔電位測試（CIPS），具體為以漏電點為中心，沿著管道兩側(cè)各檢測200米左右（可根據(jù)實際的陰極保護情況適當(dāng)調(diào)整）的密間隔電位，將電位數(shù)據(jù)和距離繪制成電位-距離曲線。假如是陽極包，則電位-距離曲線如圖12所示，電位最負(fù)的位置在漏電點附近，往管道兩側(cè)逐漸變正，即呈波峰的形狀，這是陽極包專有的特點。假如是防腐層破損點，則電位-距離曲線呈不規(guī)則形狀，其形狀如圖13所示。

故，本方法能判定漏電點是否是陽極包，還是破損點。

4 結(jié)論

（1）區(qū)分漏電點是陽極包還是防腐層破損點的方法有“（1）通過檢測與管道垂直方向的漏電點位置來區(qū)分”、“（2）通過檢測漏電點的電流方向來區(qū)分”和“（3）通過密間隔電位測試來區(qū)分”共三種方法。應(yīng)按照這三種方法的編號順序依序區(qū)分。

（2）假如對以上的某一種方法的判定結(jié)果不是很滿意時，可利用兩種或三種方法同時進(jìn)行。

（3）判斷漏電點是否是搭接電阻率很低的導(dǎo)體時，可參考方法“通過檢測與管道垂直方向的漏電點位置來區(qū)分”。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李東升，何仁洋.埋地鋼質(zhì)管道綜合檢測評價技術(shù)與應(yīng)用[J].壓力容器，2009，卷號（9）：54-58.

[2]莫誠生.常用埋地管道檢測技術(shù)Pearson法與PCM法適用性研究[J].壓力容器，2014，卷號（8）：63-70.

[3]業(yè)成，包繼懷，方學(xué)鋒，等.PCM在埋地管道檢測中的應(yīng)用及經(jīng)驗總結(jié)[J].石油和化工設(shè)備，2012，卷號（12）：61-64.

[4]李自力，尚興彬，趙仲慧，等.埋地管道防腐蝕層評價方法[J].腐蝕與防護，2012，卷號（12）：1104-1107.

[5]朱佳林，侯元春，薛華鑫，等.埋地管道外防腐層檢測技術(shù)綜述[J].全面腐蝕控制，2013，卷（12）：33-36.

[6]種玉寶，唐文慶.埋地管道防腐層檢測[J].石油化工設(shè)備，2013，卷號（2）：57-60.

[7]劉凱，馬麗敏等.埋地管道的腐蝕與防護綜述.管道技術(shù)與設(shè)備.2007，第4期：36-38.

[8][3]何仁洋，孫敬清.埋地燃?xì)夤艿谰C合檢驗檢測技術(shù)研究.管道技術(shù)與設(shè)備，2003，第4期：31-33.