长输管道外防腐层的检测与评价马强（中油辽河金马油田开发公司，辽宁盘锦 124010）摘要：防腐层和电保护体系是埋地管道系统完整性的重要组成部分。

为了让管道检测部门、运营部门掌握埋地长输管道外覆盖层安全质量状况和电保护的水平，同时为管道完整性管理提供数据支持，通过外防腐层直接评价方法，结合油气管道完整性和检测参量的相关性研究，提出一套外防腐层与电保护整体质量状况的检测与评价方案。

该方法能解决当前油气长输管道外防腐层和电保护检测与评价综合问题，已经在国内数条管线应用，效果显著。

关键词：长输管道；外防腐层；电保护；直接评价方法The testing and evaluation of long-distance pipeline anticorrosion layerMa Qiang（Exploration Company of Jinma Oilfield，Liaohe Oilfield，PetroChina，Panjin 124010）Abstract: the anticorrosion layer and protection system is an important part of the integrity of buried pipeline system. In order to let pipeline detection department, operation department master the safety quality status and level of protection of the buried pipelines outside layer. At the same time, providing data support for pipeline integrity management. Through direct evaluation method of anticorrosion layer, oil and gas pipeline integrity and correlation study of detection, puts forward a set of anticorrosion layer and the overall quality of the electrical protection`s testing and evaluation scheme. This method can solve comprehensive problem of the testing and evaluation of gas and oil long-distance pipeline anticorrosion layer. It has been applied for pipeline in China and the effect is remarkable.Keywords: long-distance pipelines, anticorrosion layer, electrical protection, direct evaluation method 中图分类号：文献标识码：文章编号：管道外防腐层由于埋地时间长久而出现老化、发脆、剥离和脱落，从而造成管道的腐蚀和穿孔，引起泄漏。

20世纪90年代末我国从国外引进DCVG(直流电位梯度法)、CIPS(密间隔电位测量法)、PCM(多频管中电流法)等多种检测技术来检测防腐层和电保护的缺陷[1]。

而油气长输管道外防腐层及电保护体系的检测与评价方法则是一个完整的检测和评价体系，该方法能有效地克服只强调某些方面而忽略另一些方面而带来的片面性，考虑了防腐层和电保护系统中的确定与不确定因素，从而实现定性与定量相结合的评价。

1 外防腐层直接评价方法外防腐层直接评价方法(External Corrosion Direct Assessment，ECDA)通过埋地管道外界因素、土壤腐蚀性、防腐层质量、电保护的水平和有效范围综合考虑，对防腐层腐蚀损伤程度和电保护水平全面评价，并按照不同评价指标确定相应管道等级，能有效评价埋地钢质管道外覆盖层的安全质量状况，并对破损点进行准确的定位，为管线安全运行提供理论依据，同时科学指导管道的维修计划和安全生产管理。

2 ECDA法的评价步骤ECDA法的基本步骤为： 1) 预评价，收集历史数据及当前数据；2) 间接测量，主要是地面检测，目的是确定涂层缺陷的严重程度、其他异常及管道上已经发生和可能发生腐蚀的区域；3) 直接检测，是根据间接检测结果的分析来选择开挖点位置和数量，并在开挖后对管道表面直接检查，直接检查得到的数据与以前所得数据结合可用来确定外部腐蚀对管道的影响；4) 后评价，再评价步骤是分析以上三步骤所得数据来验证直接评估方法的有效性并确定下一次评价的时间间隔[2]。

ECDA检测与评价方案流程见图1。

图 1 ECDA检测与评价方案流程图2.1 预评价预评价步骤要收集历史数据及当前数据，数据包括施工建设记录、运行和维修历史、调试记录、腐蚀测量记录、其他地面检测记录和过去完整性评价和维修工作的检测报告。

其目的是：确定直接评价是否可行、划分直接评价区和选择间接检测工具。

与管道本身有关的数据：管体材料、直径、壁厚、生产日期、焊缝类型、是否有裸管；与管道施工有关数据：安装日期、埋深、线路改变和变更、线路图、施工质量、阀门套管弯头位置、穿跨越部分；与土壤有关的数据：土壤性质、排水状况、土地使用、地形地貌、是否有冻土；与控制腐蚀有关的数据：阴保类型、杂散电流位置、阴保维修历史、涂层类型、涂层状态、阴保历史操作记录；与操作有关的数据有：管道运行温度、操作压力、监测计划、维修历史记录、泄漏/破裂纪录、水压试验记录、第三方破坏和记录。

2.2 间接测量防腐层和电保护是管道外腐蚀的两个影响因素，对外防腐层和电保护两项指标进行检测和评价即可以了解外腐蚀的状况[3-4]。

2.2.1 管道外防腐层状况检测埋地管道防腐层检测采用多频管中电流检测方法 (PCM 机+A 字架)，用来测地下管道的管中电流，并按照它的变化规律分析防腐层的状况，实现能准确测定管道外防腐层的破损位置和不正常搭接位置（图2）。

这是目前国内外应用比较成熟的一种检测方法，可长间距快速探测整条管线的防腐层状况，也可缩短间距对破损点进行定位，属于非接触地面测量，受地面环境影响较小。

管道外防腐层状况评价指标见表1。

[5-6]图2 PCM 检测示意图表1 管道外防腐层状况评价指标防腐层等级 一级（优）二级（良） 三级（一般）四级（差） 五级（劣）检测信号破损率/(db/km) < 2020~3030~4040~50> 50绝缘电阻/（2m k ⋅Ω） > 10 5~10 3~5 1~3 < 1 老化程度及表现基本无老化轻微无剥离和破坏老化较轻基本完整老化严重有较严重的吸水现象老化和剥离严重密间距电位测量法，主要用来评估管道沿线电保护状态与受杂散电流干扰情况，同时能发现涂层漏点[3]。

它由一个高灵敏的毫伏表和一个Cu/CuSO4半电池探杖以及一个尾线轮组成。

测量时，在电保护电源输出线上串接断流器，断流器以一定的周期断开或接通电保护电流，采集器能自动记录保护电位和自然电位。

通过CIPS 的检测结果可以很直观的判断电保护的有效性。

代表仪器是加拿大Cathodic Technology Company 生产的Hexcorder CIPS （图3）。

检测数据分析评价C1PS检测的数据为管地电保护沿管线的通/断电位，是将这些数据用2条曲线在图形上显示出来（图4），再根据设定的电保护有效保护电位分界值(-850 mV)确定出各段的保护效果。

图 3 密间隔电位测试仪器CIPS设备图 4 典型的CIPS测量结果曲线图管道电保护评价指标：可以连续的完整的评价电保护系统在管道上的保护效果。

评价电保护效果完全是用V oFF值来判断的。

如果V oFF低于最低保护下限-850 mV为欠保护，高于-1 250 mV为过保护。

2.2.3 DCVG/CIPS检测当直流信号加到管道上时，在管道防腐层破损裸漏点和土壤之间存在电压梯度，在接近破损漏点部位，电流密度增大，电压梯度增大。

一般地，电压梯度与裸漏面积成正比例关系。

直流电压梯度检测技术就是基于这个原理而建立的。

DCVG方法是使用一个高灵敏的毫伏表，以及2个Cu/CuSO4半电池探杖插入检测部位的地面进行电位梯度检测。

为了有利于对信号的观察和解释，在DCVG测量时，要在电保护输出上加一个断流器。

在测量过程中，操作员沿管线以2 m间隔用探杖在管顶上方进行测量。

该方法能准确地查出防腐层的破损位置，可估算缺陷大小，并通过IR％判定缺陷的严重程度。

代表仪器是加拿大Cathodic Technology Company生产的HexcorderDCVG（图5）。

其特点：1）全面检测外防腐层的现状防腐层老化情况、破损位置及破损大小状况，破损处管体的腐蚀电流的流向等，评价其完整性情况；2）全面掌握电保护系统的运行情况，对其保护水平（管道是否获得全面、合适的电保护，是否存在欠保护及过保护情况）给予测量评价；3）掌握杂散电流分布的情况，评价其对管道外腐蚀的影响。

图5 DCVG/CIPS 近间距管地电位/直流电压梯度测量仪器2.3 直接检验直接检验包括对土壤的理化分析和坑检维修两部分内容。

一般来说，在相同的条件下，土壤电阻率、土壤的含盐量、pH 值、土壤含水率对土壤的腐蚀性起主导作用，在评价过程中，优先考虑决定性因素[6-8]。

2.3.1 土壤理化检验土壤腐蚀性评价指标见表2。

表2 土壤腐蚀性评价指标强 中 弱电阻率/(m ⋅Ω)< 20 20 ~ 50 > 50 pH 值 < 4.0 4.0 ~ 6.1 > 6.1 含水量/% 12 ~ 25 7 ~ 12 < 7 含盐量/%> 0.50.5 ~ 0.05< 0.051就越大，土壤腐蚀性就越强。

2）土壤含水量 土壤中的水分对金属溶解的离子化过程及土壤电解质的离子化都是必要的。

土壤湿度对腐蚀作用机理包括两个方面：①在较低湿度，腐蚀活性随着湿度的增加而增加，当湿度达到临界值时，土壤中的可溶盐全部溶解，腐蚀活性达到最大；②当含水量高于20%时，容易出现均匀腐蚀，低于20%时常出现点蚀。

其评价指标见表2。

3）土壤电阻率 土壤电阻率与土壤空隙度、含水量、含盐量等许多因素有关，它能综合反映土壤腐蚀性。

一般来说随着含盐量、含水量的增大，土壤电阻率变小，土壤腐蚀性也愈强。