在用陰極保護(hù)管道檢測技術(shù)的研究應(yīng)用

陳 劍

（大慶油田有限責(zé)任公司質(zhì)量安全環(huán)保監(jiān)督評價(jià)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(hù)的聯(lián)合腐蝕控制措施，為提升陰極保護(hù)管道的全面檢驗(yàn)技術(shù)能力，通過優(yōu)化組合應(yīng)用直流電位梯度檢測技術(shù)（DCVG）和密間隔電位測量技術(shù)（CIPS），開發(fā)出陰極保護(hù)埋地管道檢測優(yōu)化技術(shù)，對在用管道的全面檢驗(yàn)起到技術(shù)支撐作用，提高了管道檢驗(yàn)檢測評價(jià)質(zhì)量。

1 檢測工藝

1.1 工藝原理

首先在埋地管道陰極保護(hù)回路中串接斷流器設(shè)置直流電信號檢測通路。然后連接管道電流測繪系統(tǒng)（PCM+/DM）進(jìn)行埋地管道路由探測，再通過組合應(yīng)用密間隔電位測量技術(shù)和直流電位梯度檢測技術(shù)進(jìn)行同步檢測，實(shí)現(xiàn)對陰極保護(hù)埋地管道的陰極保護(hù)有效電位、管體腐蝕活性狀態(tài)和管道防腐層破損點(diǎn)嚴(yán)重程度等項(xiàng)目檢測評價(jià)。

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(hù)管道檢測工藝流程圖

1.3 檢測工藝技術(shù)

1.3.1 檢驗(yàn)檢測準(zhǔn)備

準(zhǔn)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(bǔ)充探杖內(nèi)的飽和硫酸銅液體。將DCVG主機(jī)的指針調(diào)整至表盤中間。對DCVG的兩個(gè)探杖進(jìn)行調(diào)平設(shè)置。

1.3.2 設(shè)置直流電信號檢測通路

（1）在埋地管道的陰極保護(hù)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(hù)設(shè)施的陽極端，也可以連接到陰極保護(hù)設(shè)施的陰極端，但應(yīng)保證陰極保護(hù)的電流方向正確；

（2）在斷流器上連接通訊信號線，設(shè)置斷流器完成通訊信號同步。

1.3.3 設(shè)置管道路由檢測通路

連接好管道電流測繪系統(tǒng)（PCM+/DM）信號發(fā)射機(jī)的電源線、信號線和接地線。在目標(biāo)管道的兩側(cè)均勻?qū)ΨQ的設(shè)置多個(gè)接地極，用導(dǎo)線連接好接地極。再將發(fā)射機(jī)的接地線連接至接地極，發(fā)射機(jī)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(tǒng)的信號發(fā)射機(jī)和信號接收機(jī)，設(shè)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(jī)探測和定位埋地管道的路由位置，應(yīng)用RTK系統(tǒng)測量埋地管道路由測量采樣點(diǎn)的位置坐標(biāo)并做好標(biāo)記。

1.3.5 CIPS檢測陰極保護(hù)有效電位

連接設(shè)置CIPS檢測儀。將CIPS探杖、通訊信號線及背架連接至CIPS主機(jī)，尾線連接至管道測試樁。打開CIPS主機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，選擇和斷流器相同的“中斷周期”，再選用“CIPS測量模式”進(jìn)行埋地管道陰極保護(hù)有效電位的檢測。檢測人員應(yīng)用CIPS檢測設(shè)備沿管線路由進(jìn)行測量，在測量的過程中應(yīng)保證CIPS設(shè)備的左右探杖放置在管道路由的正上方，兩個(gè)探杖中至少有一個(gè)探杖與土壤充分接觸，CIPS主機(jī)自動采集和保存管道全線的陰極保護(hù)有效電位。完成陰極保護(hù)有效電位的檢測后，將CIPS設(shè)備主機(jī)的檢測數(shù)據(jù)導(dǎo)出到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析。

1.3.6 DCVG檢測管道防腐層破損點(diǎn)

檢驗(yàn)人員連接設(shè)置好DCVG檢測設(shè)備后，攜帶該設(shè)備手持兩個(gè)探杖沿著管道路由進(jìn)行檢測，檢測過程中兩個(gè)探杖應(yīng)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(jī)的指針只發(fā)生偏轉(zhuǎn)但沒有發(fā)生有規(guī)律的擺動則說明該位置附近管道防腐層完好，若設(shè)備指針發(fā)生有規(guī)律的擺動則說明該位置附近管道存在防腐層破損點(diǎn)。當(dāng)DCVG設(shè)備的兩個(gè)探杖位于破損點(diǎn)形成的同一地面等勢線上，DCVG主機(jī)的指針會居中并且不發(fā)生擺動偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這兩個(gè)探杖在地面上連線的中垂線通過防腐層破損點(diǎn)，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(diǎn)就是埋地管道防腐層破損點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。應(yīng)用RTK系統(tǒng)測量記錄該破損點(diǎn)的位置坐標(biāo)進(jìn)行地面標(biāo)記。

1.3.7 DCVG評價(jià)管道防腐層破損點(diǎn)

檢測定位陰極保護(hù)埋地管道的防腐層破損點(diǎn)后，采用DCVG技術(shù)測量地面的破損點(diǎn)中心點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)DCVG信號振幅值，測量破損點(diǎn)處管道到遠(yuǎn)地點(diǎn)的管地電位DCVG信號振幅值，將數(shù)據(jù)代入公式%IR=防腐層破損點(diǎn)對遠(yuǎn)地點(diǎn)DCVG信號振幅/管地電位DCVG信號振幅×100%計(jì)算，根據(jù)%IR值評價(jià)管道防腐層破損點(diǎn)的嚴(yán)重程度。

1.3.8 DCVG檢測管道腐蝕活性狀態(tài)

通過DCVG技術(shù)確定管道防腐層破損點(diǎn)的管體腐蝕活性，將DCVG設(shè)備的右手探杖放置在地面破損點(diǎn)中心點(diǎn)位置，左手探杖放置在距離管道1～2m的一側(cè)，觀察設(shè)備主機(jī)指針的擺動方向和位置，根據(jù)指針在表盤的C/A區(qū)位置確定防腐層破損點(diǎn)的管體腐蝕活性狀態(tài)。

2 結(jié)語

通過該檢測優(yōu)化技術(shù)提高了陰極保護(hù)埋地管道的全面檢驗(yàn)檢測評價(jià)質(zhì)量，對保障管道安全和提升管道腐蝕防控能力起到了技術(shù)支撐作用，推廣應(yīng)用前景廣闊。