在用陰極保護管道檢測技術的研究應用

陳 劍

（大慶油田有限責任公司質量安全環保監督評價中心，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

油田集輸干線管道和外輸管道常采用防腐層加陰極保護的聯合腐蝕控制措施，為提升陰極保護管道的全面檢驗技術能力，通過優化組合應用直流電位梯度檢測技術（DCVG）和密間隔電位測量技術（CIPS），開發出陰極保護埋地管道檢測優化技術，對在用管道的全面檢驗起到技術支撐作用，提高了管道檢驗檢測評價質量。

1 檢測工藝

1.1 工藝原理

首先在埋地管道陰極保護回路中串接斷流器設置直流電信號檢測通路。然后連接管道電流測繪系統（PCM+/DM）進行埋地管道路由探測，再通過組合應用密間隔電位測量技術和直流電位梯度檢測技術進行同步檢測，實現對陰極保護埋地管道的陰極保護有效電位、管體腐蝕活性狀態和管道防腐層破損點嚴重程度等項目檢測評價。

1.2 工藝流程

檢測工藝流程如圖1所示。

圖1 油田陰極保護管道檢測工藝流程圖

1.3 檢測工藝技術

1.3.1 檢驗檢測準備

準備直流電位梯度檢測儀（DCVG）、密間隔電位檢測儀（CIPS）及附件。檢測前補充探杖內的飽和硫酸銅液體。將DCVG主機的指針調整至表盤中間。對DCVG的兩個探杖進行調平設置。

1.3.2 設置直流電信號檢測通路

（1）在埋地管道的陰極保護回路中串接密間隔電位測量儀和直流電位梯度檢測儀的GPS同步斷流器，斷流器可以連接到陰極保護設施的陽極端，也可以連接到陰極保護設施的陰極端，但應保證陰極保護的電流方向正確；

（2）在斷流器上連接通訊信號線，設置斷流器完成通訊信號同步。

1.3.3 設置管道路由檢測通路

連接好管道電流測繪系統（PCM+/DM）信號發射機的電源線、信號線和接地線。在目標管道的兩側均勻對稱的設置多個接地極，用導線連接好接地極。再將發射機的接地線連接至接地極，發射機的信號線連接至管道。

1.3.4 探測埋地管道路由

打開管道電流測繪系統的信號發射機和信號接收機，設置合適的檢測信號頻率和輸出電流。檢測人員通過信號接收機探測和定位埋地管道的路由位置，應用RTK系統測量埋地管道路由測量采樣點的位置坐標并做好標記。

1.3.5 CIPS檢測陰極保護有效電位

連接設置CIPS檢測儀。將CIPS探杖、通訊信號線及背架連接至CIPS主機，尾線連接至管道測試樁。打開CIPS主機進行系統設置，選擇和斷流器相同的“中斷周期”，再選用“CIPS測量模式”進行埋地管道陰極保護有效電位的檢測。檢測人員應用CIPS檢測設備沿管線路由進行測量，在測量的過程中應保證CIPS設備的左右探杖放置在管道路由的正上方，兩個探杖中至少有一個探杖與土壤充分接觸，CIPS主機自動采集和保存管道全線的陰極保護有效電位。完成陰極保護有效電位的檢測后，將CIPS設備主機的檢測數據導出到計算機中進行分析。

1.3.6 DCVG檢測管道防腐層破損點

檢驗人員連接設置好DCVG檢測設備后，攜帶該設備手持兩個探杖沿著管道路由進行檢測，檢測過程中兩個探杖應在管道路由上方一前一后相距1～2m并和土壤充分接觸，若DCVG主機的指針只發生偏轉但沒有發生有規律的擺動則說明該位置附近管道防腐層完好，若設備指針發生有規律的擺動則說明該位置附近管道存在防腐層破損點。當DCVG設備的兩個探杖位于破損點形成的同一地面等勢線上，DCVG主機的指針會居中并且不發生擺動偏轉現象，這兩個探杖在地面上連線的中垂線通過防腐層破損點，再用相同的方法在垂直于管道的方向上定位一條中垂線，兩條中垂線的交點就是埋地管道防腐層破損點的準確位置。應用RTK系統測量記錄該破損點的位置坐標進行地面標記。

1.3.7 DCVG評價管道防腐層破損點

檢測定位陰極保護埋地管道的防腐層破損點后，采用DCVG技術測量地面的破損點中心點到遠地點DCVG信號振幅值，測量破損點處管道到遠地點的管地電位DCVG信號振幅值，將數據代入公式%IR=防腐層破損點對遠地點DCVG信號振幅/管地電位DCVG信號振幅×100%計算，根據%IR值評價管道防腐層破損點的嚴重程度。

1.3.8 DCVG檢測管道腐蝕活性狀態

通過DCVG技術確定管道防腐層破損點的管體腐蝕活性，將DCVG設備的右手探杖放置在地面破損點中心點位置，左手探杖放置在距離管道1～2m的一側，觀察設備主機指針的擺動方向和位置，根據指針在表盤的C/A區位置確定防腐層破損點的管體腐蝕活性狀態。

2 結語

通過該檢測優化技術提高了陰極保護埋地管道的全面檢驗檢測評價質量，對保障管道安全和提升管道腐蝕防控能力起到了技術支撐作用，推廣應用前景廣闊。