埋地管道外检测施工工法中油管道检测技术有限责任公司编写人：李杰洪险峰吴南勋张瑞鹏王世新1 前言随着国内输油气管道建设的大规模增长、国际油价与日攀升，保护输油气管道安全运行至关重要。

随着国家对油气管道生产运营安全的重视，管道的风险评价及完整性管理工作得到快速发展,而管道外检测技术就是其中一项关键的环节。

管道外检测技术主要包括管道防腐层质量评价和阴极保护技术评价。

防腐层是保护埋地管道免受外界腐蚀的第一道防线，其保护效果直接影响着电法保护的效率。

NACE1993年年会第17号论文指出：“正确涂敷的防腐层应为埋地构件提供99 %的保护需求，而余下的1%才由阴极保护提供”。

因此, 防腐层与电法保护（CP）的联合使用是最为经济有效的，因而广泛用于埋地管道腐蚀的控制。

为了让管道检测部门、运营部门了解埋地长输管道外防腐层质量状况和阴极保护的水平，为管道完整性管理提供数据支持，本工法通过外防护系统的预评价、间接检测、直接评价方法,提出一套管道外检测与评价方法。

2 工法特点2.1在对管道不开挖的情况下，在地面采用专用设备对管道防腐层进行间接检测，科学、准确的对防腐层质量进行评定。

2.2采用国内先进检测设备对防腐层缺陷大小进行检测，对防腐层缺陷等级及活性分类。

2.3采用国内外先进的检测仪器对管道的阴极保护系统的进行有效性评价。

2.4该检测方法对管道本身及周围环境无有害影响。

3 适用范围适用于钢质埋地长输管道，其它埋地具有铁磁性管道及构筑物可参照执行。

4工艺原理防腐层质量的评定现场采用多频管中电流法（RD-PCM）进行测量，其基本原理是在管道上施加一个近似直流的电流信号（4Hz），用接收机沿管道走向每隔一定的距离测量一次管道电流的大小。

当防腐层质量下降或存在缺陷时，电流就会加速衰减。

通过分析管道电流的衰减率变化可确定防腐层的优劣。

防腐层缺陷检测是现场采用直流地电位梯度法（DCVG）进行测量，其工艺原理是：在管道上施加非对称性的同步通/断的直流电流后，利用放臵在管道正上方和管道一侧的两根硫酸铜探杖，以1-3m间隔测量土壤中的直流电位梯度。

在接近破损点附近电位梯度会增大，远离破损点时，电位梯度会变小。

根据测量得到的电位梯度变化，可确定防腐层破损点位臵；依据破损点IR%定性判断破损点的大小及严重程度。

阴极保护系统测试现场采用密间隔电位测试方法（CIPS）进行测量，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，在阴极保护电源输出线上串接中断器，中断器以一定的周期断开或接通阴极保护电流，利用设备所具备的硫酸铜参比探棒来达到对管道沿线阴保电位的准确的测试。

5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1管道防腐层绝缘电阻率检测采用多频管中电流法，应用RD-PCM管道电流探测仪，进行非开挖检测管道防腐层绝缘电阻率。

一般情况(根据业主及现场条件测试点距离不同)，以50m为测量单位进行现场测试，并对采集数据进行综合分析，计算出管道防腐层绝缘电阻率，参照SY/T 5918-2004的规定对管道防腐层质量进行分级和评价，见工程流程图5.2.1-1，图5.2.1-1管道防腐层绝缘电阻率检测工程流程图施工中的具体要求有如下：1、对检测线路中有明显标记物的要做好记录，以便日后作为参考点。

2、对检测的数据要及时汇总处理，以便发现问题，及时进行纠正。

3、对管线穿跨越起始点及穿跨越长度要详细记录。

4、对数据的处理要以原始数据为基础，进行适当修正。

5、在检测前48h将管道上的阴极保护断开，结合管道上牺牲阳极安装位臵、测试桩位臵、管道附属设施及附近电力、通讯电缆分布情况，来进行数据分析，以消除这些因素对检测数据精度的影响。

5.2.2 防腐层漏点检测直流电位梯度（DCVG）检测，应用DCVG检测仪，进行全线非开挖防腐层检漏，采用DCVG检漏，间隔（约2-3m一个测点）快速准确查找出防腐层破损的位臵，并原位标示。

设备操作步骤如下：施工中的具体要求：1、通断器架设完毕后，在待检测区域检测看信号是否达到检测强度，要保证信号强度在150mv-1500mv之间。

2、测量时，对每个测试桩的信号强度及相邻测试桩的距离要记录准确，以保证防腐层破损程度计算准确。

3、如果指针有摆动，观察指针找出破损点存在的方向。

如果不能确定是否有变化，可以减低毫伏表的量程，这样表针的摆动会加大。

沿管线向前移动探杖，表针指向的探杖，是漏点存在的方向。

4、作为防腐层漏点定位的最终可靠性验证，可以进行如下操作：将检测仪的一个探杖臵于防腐层破损中心点上，在破损点周边的四个方向上以1.5米的间距放臵另一个探杖，此时的每个检测位臵上，表针的偏转都是要指向破损点中心的。

倘若没有这样的反应，则说明对破损点的定位有误，或是此处的防腐层破损点是一个很长裂口，而定位的破损点位臵，处于防腐层破损点的一端。

5、在此测量中，探杖手柄上的偏转旋钮需要进行适当的调节，以保证毫伏表的指针摆幅在有效的量程内。

6、对管道破损点中心要准确定位，然后采用等势法准确测量缺陷形状。

5.2.3管道阴极保护站参数测试按照GB21246-2007《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》中规定的方法，对阴极保护参数进行测量。

1、阴极保护效果-管地电位测试（管道沿线密间隔电位测量）采用断电法测保护电位，去除IR降的影响，获得真值。

本方法测得的断电电位是消除了由保护电流所引起IR降后的管道真实的保护电位。

密间隔电位测试—CIPS方法是在被测管道的测试桩上引一根细线用作参比信号。

测量时电极探头放臵在管线正上方，沿管道的走向，一般以每隔2m—3m测量一组电位。

根据电位的变化情况来评价管道阴极保护的状况。

该仪器自动记录测点电位，将存储在仪器内的测量数据传输到计算机中分析处理，操作流程如图5.2.3-1所示。

电压表及数据采集器测量方向图5.2.3-1 CIPS测量原理示意图2、辅助阳极地床接地电阻测试如测试接线示意图5.2.3-2所示。

在土壤电阻率较均匀的地区，d2取2L，d1取L；在土壤电阻率不均匀的地区，d2取3L，d1取1.7 L。

在测试过程中，电位极沿辅助阳极与电流极的连线移动三次，每次移动的距离为d2的5%左右，若三次测试值接近。

取其平均值作为辅助阳极接地电阻值；若测试值不接近，将电位极往电流极方向移动，直至测试值接近为止。

按图5.2.3-2布好电极后，转动接地电阻测试仪的手柄，使手摇发电机达到额定转速，调节平衡旋钮，直至电表指针停在黑线上，此时黑线指示的度盘值乘以倍率即为接地电阻值。

5.2.4交流干扰采用数字万用表、隔直电容（7.5μF ,250V ）、金属电极（1支）铜芯绝缘软线(截面积1.0mm 2)、电工工具（1套）、测量用锷鱼夹（2支）按照图5.2.4-1连接检测线路，对管道沿线进行交流干扰测试。

在测量区域内，如果有杂散电流干扰，在干扰区域内架设两台或两台以上静态数字记录仪，架设距离不大于2KM 。

操作要点如下：1、检测前对检测仪器进行检验，看是否完好，电池要保证充满电。

2、检测时，检测参数要设臵好。

图5.2.4-1 管道交流干扰电压测试接线示意图3、在检测过程中要保证电池电量充足，避免因电量耗尽导致数据采集过程半途而废，一般情况下要保证数据采集过程完全结束后，也就是当检测仪的状态显示待机时才可以关闭仪器。

4、在引线的时候要注意，引线的方向最好要和管道走向成90度，如果因为引线长度不够导致数据不准确可以适当延长引线的长度。

5、在检测过程中要经常查看数据的变化情况，如果有异常现象及时发现，避免浪费时间。

6、在数据采集过程中还要注意保护仪器，在太阳直晒或者阴雨天要对仪器采取遮阳和避雨措施。

5.2.5直流干扰测量管道直流干扰地电位梯度与电流方向时使用数字万用表、标准Cu/CuSO4电极（4支）、铜芯绝缘软线(截面积1.0mm2)、电工工具（1套）、测量用锷鱼夹（2支），按照图5.2.5-1进行连接测试线。

具体测试方法如下：1、沿着某一干扰段选点，按图5.2.5-1接线进行重复测试，通过测试点的电位梯度的大小和方向，判断杂散电流源的方位。

2、电压表读取的数值除以参比电极间距，即为电位梯度。

3、当单独测试地电位梯度时，参比电极的间距应小一些，在可能的情况下以1m为宜。

5.2.6绝缘法兰（接头）检测已安装到管道上的绝缘法兰（接头），可用电位法判断其绝缘性能。

如图5.2.6-1所示，在被保护管道通电之前，用数字万用表V测试绝缘法兰（接头）非保护侧a的管地电位Va1；调节阴极保护电源，使侧b点的管地电位Vb达到-0.85- -1.50之间，再测试a点的管地电位Va2。

若Va1和Va2基本相等，则认为绝缘法兰（接头）的绝缘性能良好；若│Va2│>│Va1│且Va2接近Vb值，则认为绝缘法兰（接头）的绝缘性能可疑。

若辅助阳极距绝缘法兰（接头）足够远，且判明与非保护侧相连接的管道没同保护侧的管线接近或交叉，则可判定为绝缘法兰（接头）的绝缘性能很差（严重漏电或短路）。

5.2.7开挖检测根据现场防腐层检测结果，选点开挖检测管道防腐层现状及钢管状况，并进行防腐层修复。

一般开挖坑尺寸要求为3m×1.5m，坑深为超出管底0.5m，土质为黄土时放坡比为1：0.2；砂壤土为1：0.5；砂土为1：1。

开挖坑内若有地下水时，坑长加长1m，在坑的一头底部开挖一个0.5m见方深坑、以利排水。

依据相应标准，对开挖处的管道进行检测，查看破损点位臵、大小，查看防腐层状态，管道是否发生腐蚀，对漏管处进行厚度测量等。

验证坑内检测工作完成后，管道防腐层应用同类材料修复,修复的防腐层检测合格后应尽快回填，恢复地形地貌。

5.2.8土壤腐蚀性测试1、土壤电阻率检测现场一般采用ZC-8接地电阻仪(四端)、米尺(5m)、金属接地极(4支)、铜芯塑料软线（1×1.5mm）对阳极区土壤电阻率及管道沿线典型地貌区土壤电阻率测量。

按照测试接线示意图5.2.8-1。

在阳极地床以及管道沿线典型地貌段，将四支金属接地极插入土壤中，使之与土壤接触良好。

在测试过程中，将4支电极依次与ZC-8的四个端子相连接，分别测试d=1m 、d=2m 的电阻值。

按图5.2.8-1布好电极后，转动接地电阻测试仪的手柄，使手摇发电机达到额定转速，调节平衡旋钮，直至电表指针停在黑线上，此时黑线指示的度盘值乘以倍率即为接地电阻值。

然后，采用规定公式计算该地段的土壤电阻率。

2、土样检测在开挖处及地形地貌有变化处，取得土样，然后送往实验室进行电流密度和腐蚀失重分析检测。

5.2.9再评价时间间隔的确定再评价时间间隔的确定是开展下一轮评价的最低时间要求，一般不宜超过此时间间隔的要求。

新建管道投产后两年内应开展一次预评价的相关资料的调查，作为管道投产初期的基础资料。