埋地管道综合检测与评估技术研究及应

埋地管道综合检测与评估技术研究及应

张月虎李海华

张月虎李海华

新疆天维无损检测有限公司新疆克拉玛依市834000

摘要：随着现代化进程不断推进，管道运输在经济发展中的作用日益凸显，在油气行业中，管道运输更是石油天然气的最主要运输方式。但是随着管道服役年限的增长，管道受到腐蚀导致的事故不仅造成了经济损失，更严重威胁了人员生命安全。定期对管线的质量状况进行检测和评价，可以保障公共财产和人员生命安全，减少和避免无谓的资源浪费。埋地管道作为管道运输中的主要方式，具有较大的检测难度。进一步强化对埋地管线质量的定期评估，对管线缺陷进行定位和预防，对于埋地管道的安全具有重要的意义。

关键词：埋地管道；综合检测；评估技术；应用

1管道外检测技术

1.1标准管地电位检测技术（P/S）

P/S检测方法是针对阴极保护效果的一种检测方法。通过检测接地硫酸铜电极与金属表面某一点之间的电位，P/S检测方法可以对防腐层和阴极保护的质量状况进行评估。这种方法通常利用现场的检查桩检测管地电位，可以快速取得相关数据，因此得到了广泛应用。但是这种方法得到的数据受多种因素影响，且存在人为误差，而现场的检查桩设置间隔长，无法对外防腐层破损点进行精确定位，因此无法对防腐层状况进行全面检测。

1.2皮尔逊测试（Person）

该方法利用发射机在管道上接入一定频率的交流信号，然后使用接收装置检测管线周围大地中的电流密度信号，从而确定防腐层破损点位置及大小。利用这种方法可以对整条管线的防腐层状况进行评价，对于破损点的定位也具有很好的效果。但是在检测过程中容易受到外界环境影响，不同的土壤环境和涂层类型，对于监测结果的准确性均存在较大影响，操作人员的从业经验也会对结果的精度产生较大影响。

1.3直流电压梯度测试（DCVG）

直流电压梯度测试方法是当前最为前沿的埋地管道检测方法之一，这种检测方法将不对称间断直流电压信号加载在管道上，利用两支硫酸铜电极和高精度毫伏电压表检测管道周围的电位分布及梯度分布情况来评价管道外防腐层。

1.4密间距电位测试技术（CIS.CIPS）

密间距电位检测与P/S检测技术类似，但是这种方法利用较小的间隔沿管线进行测量，并利用断流法消除土壤环境对检测结果的影响，间接测量阴极保护的状态，对破损点进行定位并测定其面积，相比较于其他方法，具有较高的精度。但是这种方法同样容易受到外界因素干扰，且检测结果依赖操作者检测经验，因此容易造成偏差。

1.5电流一电位法

这种方法通过向管道中加载直流电流信号，测量两个点位之间的电位差，根据欧姆定律可以计算出电流值和电流漏失值，并利用电压差计算出此处的绝缘电阻值。但是这种方法受到客观因素的诸多制约，其测量结果的准确性难以保证。

1.6多频管中电流法（PCM）

PCM方法利用外接电源，在管地之间加载一个具有固定频率的正弦电压信号，再向埋地管道中接入一个激励电流信号，根据沿管线检测过程中电流信号的衰减梯度，可以计算出外防腐层的绝缘电阻值，判断外防腐层是否满足性能要求。PCM设备具有较高的测量精度，通过检测固定间距位置处的电流强度，可以测定电流梯度的分布，确定埋地管线的走向及支管分布，利用A字架就可以实现对管线外防腐层破损的精确检测和定位。PCM方法具有较强的管道定位功能，同时，该方法不会受到地形因素和防腐涂层材料等外界因素的影响，因此，该方法适用于地表环境复杂多变的埋地管道的外防腐层检测。

2管道内检测技术

2.1测径检测技术

该技术主要用于检测管道的形状变化，利用检测数据可以分析确定管道中形变的精确位置，也可以对管道中缺陷的形状、深度、尺寸等进行检测。

2.2泄漏检测技术

泄漏检测技术中普遍使用的是压差法和声波辐射法，这两种方法也是当前发展比较成熟的两种技术方法。压差法是向待测管道中注入检测液体，再通过测压装置仪器检测管道中的压力分布。管道中存在泄漏的位置处存在最低压力区，确定泄漏点位置后再利用检测仪器对泄漏情况进行检测；声波辐射法以声波的反射原理为基础，利用合适的频率选择装置采集管道泄漏时产生的特有频率的声音，然后使用里程轮和标记系统定位和检测泄漏点。

2.3压电超声波检测技术

压电超声波技术的检测原理是声波的反射现象，利用管道内的液体使传感器与管道产生耦合，在传感器的运动过程中，当管壁出现缺陷或裂纹时，超声波的反射效果发生变化，从而实现对管道内缺陷的检测。这种方法对平面型缺陷如裂纹具有很好的检测效果，检测结果通常具有较高的准确性，是目前最适合裂纹检测的方法。但是由于传感器元件比较脆弱，在管道运行过程中进行检测容易发生故障，而且这种方法对传感器与管道的祸合度要求很高，因此这种检测方法通常用于介质为液体的管道检测。

2.4电磁声波传感检测技术

这种技术使用弹性导电介质对超声波进行激励，对于耦合度的要求很低。当电磁声波传感器在管壁上输出超声波时，超声波会沿着管壁进行传播。超声波在均匀的管壁上传播时，会随着传播距离的增加而均匀衰减；如果管壁中出现不均匀的位置，如缺陷、腐蚀坑等，当超声波传播到这些位置的边界处，会发生反射、折射和漫反射，这种情况下接收器上显示的波形会发生明显的变化。这种方法检测缺陷的位置和大小的原理是声波的反射现象。由于这种方法不需要进行液体耦合，因此被广泛应用在输气管道的检测中。

2.5漏磁通检测技术

漏磁通检测技术的原理是利用外磁场将铁磁材料进行磁化，通过检测磁力线的畸变来确定缺陷的位置、形状和大小等参数。铁磁性材料在磁化后，在磁场的作用下，材料内部会产生磁力线。如果材料内部存在导致材料性能不均匀的缺陷或腐蚀，磁力线就会在该处发生扭曲和畸变，导致材料表面出现漏磁场。材料中的缺陷会导致漏磁信号出现畸变，分析这些畸变信号即可确定缺陷的参数信息。

3埋地管道防腐保护

就埋地管道来说，长期被埋在地下，受到各种环境因素的影响，形成不同形式的腐蚀，比如，电化学腐蚀、化学腐蚀。埋地管道被腐蚀后，会给人们的日常生活、工业生产造成极大的困扰，污染生态环境。为了避免埋地管道被腐蚀，需要采取可行的防腐策略。因此，本文作者对其中一些予以了分析。

3.1埋地管道的涂层保护

对于埋地管道来说，土壤和它的直接接触是其被腐蚀的重要原因之一。同时，在埋地管道适合位置，添加一定的防腐层可以有效防止管道和土壤直接接触，造成埋地管道被腐蚀。需要注意的是：在选择防腐层的时候，一定要严把质量关，达到相关要求。防腐层的质量决定了埋地管道的使用寿命，能够有效延长管道的使用寿命，减少运营成本[1]。

3.2阴极保护、阳极保护

从某种意义上说，埋地管道的腐蚀大都是在自然电位差作用下实现的。换句话说，通常情况下，纯金属是不会在对应的溶液中发生自腐蚀。就埋地管道的腐蚀程度来说，和这些方面有着密不可分的联系，比如，自然电位、PH数值[2]。因而，在解决埋地管道腐蚀问题中，可以充分利用它们之间的关系，通过这些影响因素的变化情况，合理调整埋地管道的电位、PH数值，有效控制金属对管道的腐蚀。对于阴极保护来说，以外加负电流为基点，是铁的电极点位发生变化，移动到免蚀区域。而阳极保护是以外加正电流为媒介，改变铁的电极电位，使其移动到钝化区域。在这个过程中，可以合理调整溶液的PH数值，来使铁进入钝化区域。进而，有效防止埋地管道被腐蚀，使其处于安全运行中。

结语

总而言之，对于埋地管道来说，对其进行防腐保护，应用各种检测方法进行检测有着非常深远的意义。它能够有效解决埋地管道存在的腐蚀问题，加以解决，在延长埋地管道使用寿命的同时，也使对应的运输能力能够得以提高，使埋地管道更好地发挥自身的作用。从长远来说，埋地管道腐蚀状况的检测还需要进一步完善，但其必将会走上长远的发展道路，为我国相关介质的使用提供便利，提高不同介质的利用率，不断促进我国经济、社会各方面的持续发展，拥有更好的发展前景。

参考文献：

[1]朱平，庞旭，季云健.埋地钢制管道外腐蚀综合检测方案设计[J].软件，2018，39（01）：60-63.

[2]程兴.基于综合检测的埋地燃气管道腐蚀剩余寿命预测研究[D].华南理工大学，2016.