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管道防腐层缺陷检测方法的综合应用

文章来源: http://www.fangfucengjianceyi.com      2015-9-19 9:42:18          点击:
检测方法的综合应用2002年对有关输气管线段进行了综合检测,用Pearson法检测防腐层缺陷位置;用PCM法检测防腐层的整体质量;用DCVG法确定防腐层缺陷的大小,初步探测地电环境;用CIPS法测量管段全线的阴极保护开关电位。检测时首先进行pearson法和PCM法,Pearson法检测出防腐层缺陷,PCM法在防腐层缺陷的前后都采集数据,避免防腐层缺陷电流流失对PCM采集数据的影响。在防腐层缺陷的中心位置进行大梯度的DCVG检测,即将一个参比电极(CuΠ饱和CuSO4)放置在防腐层缺陷的中心位置,另一个参比电极(CuΠ饱和CuSO4)放置在垂直于管道一侧理论上无穷远的位置,测得的梯度与该处的正常保护电位相比之后,乘以100,得到防腐层缺陷的IR值,该值作为比较防腐层缺陷大小的依据。随后的密间隔电位检测,得到全线的开电位及极化电位,包括防腐层缺陷处的极化电位。
防腐层缺陷处的极化电位反映该缺陷处是否正在发生腐蚀。现以152—154号测试桩管段(长度2004m)所测数据为例,阐述综合应用的优越性。(1)Pearson法Pearson法检测防腐层时,使用SL-2098型埋地管道外防腐层状况检测仪,将发射机输出线接在阴极保护桩上,通过发射机向管道施加一个交变电流信号,该电流信号沿管道传播。检测人员在管线上行走,当管道的防腐层存在缺陷时,就会在破损点内周围形成一个交变电场,其中缺陷点处电场梯度最大。通过检测电场的存在和电场中心的位置,即可准确判断防腐层的缺陷点的位置。通过这种方法在该管段检测出防腐层缺陷5处,各防腐层缺陷的具体情况见表1。防腐层缺陷的分类为:IR=0%~15%为3类,IR=16%~35%为2类,IR>36%为1类。
(2)PCM检测现场检测时,先用发射机向被测管道施加一个电流信号,然后在地面上沿管道走向用接收机检测被测管道的不同点的电流值。当信号沿管道传播流动时,在管道周围将产生一定的磁场信号,接收机用电磁感应原理将磁场强度信号自动转换成电流信号,把电流信号输入到计算机对其进行处理分析,可得到每段管道绝缘电阻,从而判断管道防腐层的整体质量,结果见表2。表2中,1539—1804m管段的防腐层处“劣级”,造成防腐层质量低劣的原因除老化、机械性损伤等原因外,防腐层与管道之间失去粘接力(即剥离)也是其中的一个重要因素。防腐层剥离的危害是相当严重的。在防腐层剥离处,产生了阴极保护屏蔽[10]效应,防腐层失去了与钢管的粘接力,并且电解液渗透到防腐层与钢管的间隙中,防腐层将屏蔽阴极保护电流,该处形成没有保护的独立的腐蚀环境。本次检测的一处开挖点为管道铺设时损伤防腐层,进行补口处理时未达相应的标准要求,将后补防腐层清除,观察并进行管体测厚,管体基本未受腐蚀。而补口四周的防腐层已产生剥离,将剥离的防腐层清除,发现金属管体大面积腐蚀,并有大量的点蚀坑,最大蚀坑深度可达2mm。

Pearson法检测防腐层缺陷位置;用PCM法检测防腐层的整体质量;用DCVG法确定防腐层缺陷的大小,初步探测地电环境;用CIPS法测量管段全线的阴极保护开关电位。检测时首先进行Pearson法和PCM法,Pearson法检测出防腐层缺陷,PCM法在防腐层缺陷的前后都采集数据,避免防腐层缺陷电流流失对PCM采集数据的影响。在防腐层缺陷的中心位置进行大梯度的DCVG检测,即将一个参比电极(CuΠ饱和CuSO4)放置在防腐层缺陷的中心位置,另一个参比电极(CuΠ饱和CuSO4)放置在垂直于管道一侧理论上无穷远的位置,测得的梯度与该处的正常保护电位相比之后,乘以100,得到防腐层缺陷的IR值,该值作为比较防腐层缺陷大小的依据。随后的密间隔电位检测,得到全线的开电位及极化电位,包括防腐层缺陷处的极化电位。
防腐层缺陷处的极化电位反映该缺陷处是否正在发生腐蚀。现以152—154号测试桩管段(长度2004m)所测数据为例,阐述综合应用的优越性。(1)Pearson法Pearson法检测防腐层时,使用SL-2098型埋地管道外防腐层状况检测仪,将发射机输出线接在阴极保护桩上,通过发射机向管道施加一个交变电流信号,该电流信号沿管道传播。检测人员在管线上行走,当管道的防腐层存在缺陷时,就会在破损点内周围形成一个交变电场,其中缺陷点处电场梯度最大。通过检测电场的存在和电场中心的位置,即可准确判断防腐层的缺陷点的位置。通过这种方法在该管段检测出防腐层缺陷5处,各防腐层缺陷的具体情况见表1。防腐层缺陷的分类为:IR=0%~15%为3类,IR=16%~35%为2类,IR>36%为1类。表1Pearson法测得管段防腐层缺陷距离Πm位置描述IRΠ%类别修复期限0152测试桩处0.253类3年内修复508距小跨越18.8m玉米地中0.333类3年内修复1061小土屋斜对,稻田内0.363类3年内修复1739村级路一侧沟内1.023类3年内修复1750村级路另一侧,路边杨树旁0.353类3年内修复注:表中的距离是以152号桩为起点,向154号测试桩为距离增大的方向。(2)PCM检测现场检测时,先用发射机向被测管道施加一个电流信号,然后在地面上沿管道走向用接收机检测被测管道的不同点的电流值。当信号沿管道传播流动时,在管道周围将产生一定的磁场信号,接收机用电磁感应原理将磁场强度信号自动转换成电流信号,把电流信号输入到计算机对其进行处理分析,可得到每段管道绝缘电阻,从而判断管道防腐层的整体质量,结果见表2。表2中,1539—1804m管段的防腐层处“劣级”,造成防腐层质量低劣的原因除老化、机械性损伤等原因外,防腐层与管道之间失去粘接力(即剥离)也是其中的一个重要因素。防腐层剥离的危害是相当严重的。在防腐层剥离处,产生了阴极保护屏蔽[10]效应,防腐层失去了与钢管的粘接力,并且电解液渗透到防腐层与钢管的间隙中,防腐层将屏蔽阴极保护电流,该处形成没有保护的独立的腐蚀环境。本次检测的一处开挖点为管道铺设时损伤防腐层,进行补口处理时未达相应的标准要求,将后补防腐层清除,观察并进行管体测厚,管体基本未受腐蚀。而补口四周的防腐层已产生剥离,将剥离的防腐层清除,发现金属管体大面积腐蚀,并有大量的点蚀坑,最大蚀坑深度可达2mm。表2PCM测得管段防腐层整体质量细分距离Πm防腐层绝缘电阻ΠΩ等级距离Πm防腐层绝缘电阻ΠΩ等级0~108>20000优1061~11397620良108~308>20000优1139~13392026差308~508>20000优1339~1539>20000优508~713>20000优1539~1739799劣713~9132034差1739~1750164劣913~9874531可1750~1804670劣987~106110857优1804~20041062差注:该段的外防腐层为沥青玻璃纤维布防腐层(3)CIPS,DCVG检测CIPS仪器进行检测时,为了得到管道的瞬时关电位Voff(管地电位),需要在被测管道两端的阴极保护站各加一台电流中断器,中断器要以设置成不同的中断周期,但需与CIPS测量仪设置成相同的周期以达到同步。检测人员在被测管道上间隔1.5m连续测量,并自动存储,到工作结束时再转存到计算・75・第1期安慧斌等:管道防腐层缺陷检测方法的综合应用机进行系统的分析。CIPS检测得到该管段全线的开Π关电位。检测结果见图1,2。开关电位均位于标准的保护电位曲线之上,说明该管段全线均处于有效的阴极保护范围。图1管段DCVG和CIPS法实测结果平滑曲线图2管段DCVG和CIPS法实测结果交流干扰段放大在进行CIPS检测的同时,进行全线的横向DCVG检测,电极间距约为1.5m。这样进行的DCVG检测反映了管道沿线的基本的土壤地电环境。正常情况下,DCVG值在0电位附近上下波动。但在图1上,DCVG值均在0电位以上,且表现为较大的数值,表明该段管线所处的地电环境存在离散电流的影响。在图1上80~500m范围的开关电位曲线的相互交叉现象,正是离散电流(或称为杂散电流)影响的结果。该段有一条高压输电线路接近并与管线交叉,从而对该段管道的管地电位产生了较大的影响。这种干扰虽属于交流杂散电流,但对管道安全的影响却是不容忽视的。造成这种现象的原因与管道斜交的高压线有关。油气管道接近电力线或长距离与电力线平行时,高压电力线将在附近埋地管道上感应产生二次交流电,使管道产生很高的感应电压,管道与周围的土壤之间也产生可达几伏或几十伏的电位差。当这些电流叠加在腐蚀的电化学原电池上时,相当于去极化作用,从而减轻了阳极和阴极极化现象和电化学钝态。当这种干扰电压大于18V时,则会使氢的析出量增多,从而造成防腐层剥离