常見埋地管道外檢測技術原理及應用范圍

管道是大量輸送石油、氣體等能源的的主要方式，在化工中應用十分

廣泛。像所有的工程設備一樣，管道也可能發(fā)生故障。在管道的制造、

敷設及運行等各個階段都可能產生缺陷，及時檢測管道缺陷可以降低

管道的維護成本。

（一）密間隔電位法（CIPS）

密間隔電位法（CIPS）用于檢測埋地鋼制管線陰極保護有效水平。

CIPS檢測系統由以下部件組成：數據記錄儀、衛(wèi)星同步

中斷器、探杖。

、小?.化工707

CIPS檢測系統

工作原理

該技術使用CIPS密間隔電位檢測系統，沿管線以小間隔測量管一

地電位，這樣可測出管道上任意點的保護電位，進而得到整個管線上

的保護電位分布圖，分析管線的陰極保護效果。

CIPS法沿管道以間隔1-1.5m采集數據，繪制連續(xù)的開/關管地電

位曲線圖，反映管道全線陰極保護電位情況，當防腐層某處存在缺陷

時，該處電流密度增大，使保護電位正向偏移，當這種偏移達到一定

數量，在地表就可檢測到，當VOFF低于-850mV（銅/硫酸銅參比電

極）時，管道就會發(fā)生腐蝕。

特點及功能

可以測量管線任意一點真實保護電位消除IR降后的保護電位），

配合專業(yè)靜態(tài)數據記錄儀可以完成管道電位的靜態(tài)測量，長時間記錄

電位波動情況；

采用衛(wèi)星同步斷流裝置，測試管線各點的通電電位和斷電電位；

生成管道距離一電位缺陷，分析管道陰極保護薄弱區(qū)域，為管道陰

極保護系統的處理方案提供數據支持；

矯正時間次序和消除時間的漂移，可以精確記錄下時間和GPS坐

標；

衛(wèi)星同步斷流裝置具有不同的時間通斷順序，既可以滿足密間隔

管地電位檢測儀的檢查，也可以滿足直流電壓梯度檢測系統的檢測；

密間隔管地電位檢測儀測量主機屏幕上可以顯示監(jiān)測到脈沖的形

狀，可以看到陰極和陽極的波峰、AC干擾、以及斷流器的開/關引起

的小脈沖；

密間隔管地電位檢測儀測量主機可以存儲管線檢測中的特征（例

如穿路、穿河、測試樁等），便于數據的分析；

密間隔管地電位檢測儀測量主機具有直流電壓梯度檢測系統電子

測量功能，可以測量直流電壓梯度檢測系統的通電電位和斷電電位。

該方法也有局限性，其準確率較低，依賴于操作者經驗，易受外界

干擾有的讀數誤差達

，200~300mVe

（二）電位梯度法

電位梯度法根據信號的不同分為直流電位梯度（DCVG）和交流電

位梯度（ACVG）。

1直流電位梯度法（DCVG）

化工707

DCVG原理圖

該技術使用DCVG直流電壓梯度檢測系統，沿管線測量陰極保護

直流電壓梯度，進而得到整個管線上的電壓梯度分布圖，找出防腐層

破損點。

工作原理

將直流信號施加于管道上，然后通過一對相距10m的參比電

極來測試管道沿線的電位梯度，數據要沿整條管道測取。

當管道的防腐層有破損點時，信號電流就會從該點流出，在管

道周圍的土壤中形成以破損點為中心的電場，兩極電位差有明顯差

別（直流電位梯度曲線出現陡坡），以此推斷破損點的位置，根據

電位降的百分比來計算涂層缺陷的大小。

c/c陰極/陰極：陰保系統“通”是呈陰性（受到保護）?

陰保系統“新”或停止運行時，漏點保持極化效應。未發(fā)生腐蝕.

C/N陰極/中性：陰保系統通時受到保護，但陰保系統中斷時恢復自然狀態(tài)。

潮點消耗CP電漉，陰保系統長期停用可能發(fā)生腐蝕。

C/A陰極/陽極：陰保系統開通時受到保護；中斷時呈現陽極狀態(tài)；

甚至在陰保正常運行時可能發(fā)生腐蝕，消耗著陰蟹流。

A/A陽極/陽極：》點無論陰?！巴ā迸c“斷”，均未受到保護。逸曄》他）7

不消耗陰保電流。

應用范圍

直流地電位梯度法（DCVG）測量技術適用于埋地管道外防腐層破

損點的查找和準確定位；對破損點腐蝕狀態(tài)進行識別；結合密間隔管

地電位測量（CIPS）技術可對外防腐層破損點的大小及嚴重程度進行

定性分類。

對套管內破損點未被電解質淹沒的管道不適用，另外下列情況會

使本方法測量結果的準確性受到影響或應用困難：

剝離防腐層下或絕緣物造成電屏蔽的位置，如破損點處外包覆或

襯墊絕緣物的管道；

測量不可到達的區(qū)域，如河流穿越；

外防腐層導電性很差的管段，如鋪砌路面、凍土、瀝青路面、含有

大量巖石回填物。

2交流電位梯度法（ACVG）

交流地電位梯度法（ACVG）可采用PCM與交流地電位差測量儀

（A字架），通過測量土壤中交流地電位梯度的變化，查找和定位管

道防腐層破損點。

A字架探測破損點的原理

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應用范圍

本方法不適用于未與電解質（土壤、水）接觸破損點的查找，另外

下列情況會使本方法應用困難或測量結果的準確性受到影響：

A字架距離發(fā)射機較近剝離防腐層或絕緣物造成電屏蔽的位置；

測量不可到達的區(qū)域，如河流穿越；管段處覆蓋層導電性很差，如鋪

砌路面、凍土、瀝青路面、含有大量巖石回填物。

（三）交流電流衰減法（PCM）

電流衰減法是通過在管道和大地之間施加某一頻率的激勵信號，

給管道發(fā)射檢測信號，檢測電流在管道中傳輸的衰減速率，定量地對

管道外覆蓋層質量進行綜合評價。

若電流衰減異常，說明該段外覆蓋層有破損點，外覆蓋層絕緣性能

的下降使電流信號從破損部位泄漏，出現電流的異常衰減段。

對于同一條管道，電流衰減率越小，外覆蓋層的絕緣性能就越好，

反之，外覆蓋層絕緣性能就差。以電流衰減率為原理開發(fā)的儀器主要

有RD400-PCM和C-SCAN系列儀器。

....I如管道防腐層狀況良好，電流讀數?股都跌落很小

'-'…如管道防腐已全面老化，電流讀數會有急劇衰減

——管道的防腐層好壞并存，則老化段檢測電流會急劇卜降

,hT7.\管道與其它金屬結構有搭接的情況

——*一管道上的套管防腐層較差，與管道有搭接

在管道的埋設路由上，有T燥或沙石匕段:乃闞/

腐層?狀況良好，對檢測電流的流失行阻碣效果

（四）超聲波檢測法

工作原理

超聲波檢測技術是利用超聲波勻速傳播且可在金屬表面發(fā)生部分

反射的特性，進行管道探傷檢測的。檢測器在管內運行時由檢測器探

頭發(fā)射的超聲波分別在管道內外表面反射后被檢測器探頭接收。

檢測器的數據處理單元便可通過計算探頭接收到的兩組反射波的

時間差乘以超聲波傳播的速度，得出管道的實際壁厚。

應用范圍

由于超聲波的傳導必須依靠液體介質，且容易被蠟吸收，所以超聲

波檢測器不適合在氣管線和含蠟很高的油管線進行檢測，具有一定的

局限性。

（五）漏磁檢測法

工作原理

漏磁式管道腐蝕檢測的工作原理是利用設備自身攜帶的磁鐵，在

管壁全圓周上產生一個縱向磁回路場。

如果管壁沒有缺陷，則磁力線囿于管壁之內，均勻分布。如果管內

壁或外壁有缺陷，則磁通路變窄，磁力線發(fā)生變形，部分磁力線還將

穿出管壁之外而產生所謂漏磁。

漏磁場被位于兩磁極之間的、緊貼管壁的探頭檢測到，并產生相應

的感應信號，這些信號經過濾波、放大、模數轉換等處理后被記錄到

檢測器的海量存儲器中，檢測完成后，在通過專用軟件對數據進行回

放處理、識別判斷。

應用范圍

目前，磁漏檢測技術被廣泛地應用在長輸管道、油田集輸管網、煉

廠管網、城市管網和海底管線的檢測上。

管道檢測技術綜合使用情況

2°艮

為克服單一檢測技術的局限性，綜合幾種檢測方法對涂層缺陷進

行檢測，可以彌補各項技術的不足。

對于有陰極保護的管道，可先參考日常管理記錄中的（P/S）測試

值，然后利用QPS技術測量管道的管地電位，所測得的斷電電位可確

定陰極保護系統效果。

在判斷涂層可能有缺陷后，利用DCVG技術確定每一缺陷的陰極

和陽極特性，最后利用DCVG確定缺陷中心位置，用測