國內(nèi)外防腐檢測前沿技術(shù)綜述

摘 要

摘要：本文以皮爾遜檢測法(PS)、交流電流衰減法(PCM)為切入點(diǎn)，對目前國內(nèi)防腐層檢測的前沿技術(shù)，進(jìn)行了分析、研究，對3種國內(nèi)外最新的地下管道防腐層檢測技術(shù)：直流電位梯度檢測法(D
摘要：本文以皮爾遜檢測法(PS)、交流電流衰減法(PCM)為切入點(diǎn)，對目前國內(nèi)防腐層檢測的前沿技術(shù)，進(jìn)行了分析、研究，對3種國內(nèi)外最新的地下管道防腐層檢測技術(shù)：直流電位梯度檢測法(DCVG)、CIPS與DCVG聯(lián)合檢測方法、雜散電流測繪儀—SCM進(jìn)行了介紹，并對未來地下管道防腐層檢測技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：埋地管道；防腐層；檢測技術(shù)
Domestic and Foreign Forefront Technology of Detection on Coatings
Beijing YONGYISHI YKE Anti-corrsion Technology C0.LTD Han Hanqing Tong Dawei Li Jianping Gao Let
Abstract：In this paper，P/S detection and PCM deleclion are regarded as the point of contact，the forefront technology of detection on coatings has been studied，and three kinds of domestic and foreign newest underground anticorrosive coatings detection inchuling DCVG detection，CIPS & DCVG detection.SCM detection are been introduced.Based on these，the outlook of development of underground corrosion detection technology is put forward.
Keywords：Buried pipeline；coatings；detection technology
1 引言
    隨著城市燃?xì)獾陌l(fā)展，用于天然氣運(yùn)輸?shù)牡叵陆饘俟艿涝絹碓蕉唷＝?jīng)過多年的運(yùn)行，這些管道的防腐層會出現(xiàn)老化、剝離或破損等情況，使管體產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，造成管道漏氣事故的發(fā)生，給燃?xì)夤艿缼砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失和安全隱患。為此防腐層的定期檢測，是對安全隱患防范意識由被動變主動的一種科學(xué)的管理手段。我公司在對燃?xì)夤芫€定期檢測過程中，通過對檢測數(shù)據(jù)仔細(xì)分析，確定涂層破損點(diǎn)，對地打孔檢測使用嗅敏儀檢測漏點(diǎn)，從而減少了突發(fā)的漏氣安全事故，做到了由被動到主動安全管理運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)變。減少因防腐層損壞而帶來的事故和損失。
    目前，國內(nèi)外地下管道防腐層檢測方法有：管/地電位檢測技術(shù)、皮爾遜檢測法(PS)、交流電流衰減法(PCM)、管中電流-電位法、變頻-選頻法、直流電壓梯度測試技術(shù)(DCVG)、密間歇電位檢測(CIPS)。其中皮爾遜檢測法(PS)、交流電流衰減法(PCM)是目前常用檢測方法。
2 管道防腐層檢測方法
    目前，國內(nèi)最常用的防腐層檢測技術(shù)有：皮爾遜檢測法(PS)和交流電流衰減法(PCM)兩種。直流電位梯度檢測法(DCVG)、CIPS與DCVC聯(lián)合檢測方法、雜散電流測繪儀—SCM等3種技術(shù)是近年來發(fā)展起來的最新型的腐蝕檢測技術(shù)。
2.1 皮爾遜檢測法(PS)
    也稱電壓差法，在管道-大地之間施加的交變信號通過管道防腐層的破損點(diǎn)處時會流失到大地土壤中，因而電流密度隨著遠(yuǎn)離破損點(diǎn)的距離而減小，在破損點(diǎn)的上方地表面形成了一個交流電壓梯度。檢測時，兩名操作者攜帶探管和檢漏儀，手握探針，相距3m～6m，將各自拾取的電壓信號通過電纜送接收裝置，經(jīng)濾波放大后，由指示電路指示檢測結(jié)果。
    檢測儀器價格便宜，且在國內(nèi)有較成熟的使用經(jīng)驗(yàn)，檢測速度較快，同時，該法具有識別破損點(diǎn)大小的功能，微小漏點(diǎn)均能測到，在長輸管道的檢測與運(yùn)行維護(hù)中的使用效果較好。但需要沿全線步行檢測，不能凸顯缺陷的嚴(yán)重程度、CP效率和涂層剝離，易受外界電流的干擾，依賴操作者的技能，常給出不存在的缺陷信息，同時，勞動強(qiáng)度較大，對水泥或?yàn)r青地面產(chǎn)生了接地難的問題。
2.2 交流電流衰減法(PCM)
    又稱多頻管中電流法(又稱電流衰減法)。是采用等效電流原理，評價防腐層絕緣電阻。
    檢測時由發(fā)射機(jī)向管道發(fā)射某一頻率的信號電流，電流流經(jīng)管道時，在管道周圍產(chǎn)生相應(yīng)的磁場；當(dāng)管道外防腐層完好時，隨著管道的延伸，電流較平衡，無電流流失現(xiàn)象或流失較少，其在管道周同產(chǎn)生的磁場比較穩(wěn)定；當(dāng)管道外防腐涂層破損或老化時，在破損處就會有電流流失現(xiàn)象，隨著管道的延伸，其在管道周圍磁場的強(qiáng)度就會減弱。
    這是目前國內(nèi)外應(yīng)用比較成熟的一種檢測方法，可長間距快速探測整條管線的防腐層狀況，也可縮短間距對破損點(diǎn)進(jìn)行定位，屬于非接觸地面測量，受地面環(huán)境影響較小。但測量結(jié)果不直觀，不能指示CP效率，不能指示涂層剝離，易受外界電流的干擾，且需預(yù)先獲得一些物理量，如管體的電阻、內(nèi)電感、外電感以及防腐層的電容率等。
2.3 目前3種最新的檢測技術(shù)
2.3.1直流電位梯度檢測法(DCVG)
    能準(zhǔn)確地查出防腐層的破損位置，可估算缺陷大小，并通過IR%判定缺陷的嚴(yán)重程度。測試過程中不受交流電干擾，不需拖拉電纜，受地貌影響小，操作簡單，準(zhǔn)確度高。根據(jù)檢測結(jié)果可給用戶提供合理的維護(hù)和改造建議。但該方法不能指示管線陰極保護(hù)效果，不能指示涂層剝離，需沿線步行檢測；雜散電流、地表土壤的電阻率等環(huán)境因素會引起一定的測量誤差。
2.3.2 CIPS與DCVG聯(lián)合檢測方法
    DCVG技術(shù)可以通過結(jié)合“密間隔電位測試”(CIPS)技術(shù)以提高其檢測結(jié)果的準(zhǔn)性。CIPS技術(shù)可真實(shí)地記錄管道沿線的管地電位，可對管道防腐層和陰極保護(hù)效果進(jìn)行總體評價。具體操作上，首先使用CIPS技術(shù)對管線進(jìn)行總體檢測，根據(jù)CIPS的檢測結(jié)果對管線的保護(hù)狀況進(jìn)行初步評價，根據(jù)這個評價結(jié)果，對存在缺陷的管段再使用DCVG技術(shù)進(jìn)行精確定位，缺陷嚴(yán)重程度用IR%來評價分級，可得到更為準(zhǔn)確的埋地管道防腐蝕系統(tǒng)狀況的綜合評價結(jié)果，為管道維護(hù)和大修提供更為準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)依據(jù)。
2.3.3雜散電流測繪儀SCM檢測系統(tǒng)
    是評定埋地管線受雜散電流電性干擾的即安全又經(jīng)濟(jì)的檢測手段。SCM能夠檢測管道中雜散電流分布狀況，精確定位干擾電流的流入/流出點(diǎn)，評定干擾的危害和部位。特別是檢測城市軌道交通的直流供電系統(tǒng)電流泄露對周邊管道的動態(tài)干擾極為有效，可以方便快捷地查找干擾源。數(shù)據(jù)記錄功能可連續(xù)48h記錄數(shù)據(jù)，配合號業(yè)中義軟件可同時瀏覽分析多達(dá)16個檢測曲線。
3 國內(nèi)檢測技術(shù)存在的問題及今后發(fā)展方向
3.1 國內(nèi)檢測技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的技術(shù)問題
    每一種檢測技術(shù)都有它的優(yōu)點(diǎn)和局限性，以上介紹的5種檢測方法都存在著信號源抗干擾能力差，易受外界電流的干擾，影響檢測的精度。從用戶角度希望提高儀器信號源抗干擾性。儀器在操作和使用的過程中依賴操作者的技能，每個人操作的熟練程度不同，會產(chǎn)生檢測數(shù)據(jù)的偏差，造成檢測數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。需要專業(yè)、有資質(zhì)的檢測公司進(jìn)行檢測，以提高檢測數(shù)據(jù)的精度。
3.2 國內(nèi)外檢測技術(shù)特點(diǎn)對比分析
    我公司在檢測工作中，主要使用皮爾遜檢測方法，在過去的6年過程中，使用該方法對北京市燃?xì)夤芫€檢測3000km。其中對奧運(yùn)場館周邊管線530km的檢測，發(fā)現(xiàn)86處涂層破損點(diǎn)。國慶60周年閱兵式用地檢測110km，發(fā)現(xiàn)114處涂層破損點(diǎn)。為國家重大國事活動安保工作做出了貢獻(xiàn)。我公司在老山小區(qū)1Okm管線檢測中應(yīng)用PCM檢測法，共發(fā)現(xiàn)23處涂層破損點(diǎn)。
表1 國內(nèi)外檢測技術(shù)特點(diǎn)對比
序號
檢測技術(shù)名稱
儀器技術(shù)普及率
檢測精度
抗干擾性
操作復(fù)雜性
1
皮爾遜檢測法(PS)
一般
一般
一般
復(fù)雜
2
交流電流衰減法(PCM)
較高
高
差
易
3
直流電位梯度檢測法(DCVG)
低
一般
高
一般
4
CIPS與DCVG聯(lián)合檢測方法
低
高
高
一般
3.3 國內(nèi)檢測技術(shù)的展望
    帶動燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行的變革。從未來發(fā)展的角度看防腐層檢測儀器。將檢測管道防腐層破損、腐蝕、漏氣結(jié)合起來，提高儀器的檢測性能，方便用戶使用。
    通過儀器的分析軟件對檢測出的防腐層破損點(diǎn)、老化程度加以分析、判斷得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，為管線的更新改造與維護(hù)提供信息。
    根據(jù)未來的發(fā)展需求，未來的技術(shù)肯定是綜合性的測量，以后是數(shù)字化管理模式，通過人員操作儀器進(jìn)行實(shí)地檢測，經(jīng)過數(shù)字終端產(chǎn)生分析結(jié)果，并由專業(yè)人員加以分析，得出管理評估，有針對性管理建議，可以把檢測和管網(wǎng)運(yùn)行結(jié)合起來，最終達(dá)到管理上一個層次。
4 結(jié)論
    (1) 皮爾遜檢測法(PS)與交流電流衰減法(PCM)兩種檢測技術(shù)在國內(nèi)比較常用，技術(shù)性能和實(shí)際應(yīng)用效果比較好。
    (2) 直流電位梯度檢測法(DCVG)、CIPS與DCVG聯(lián)合檢測方法、雜散電流測繪儀—SCM的研究和應(yīng)用都處在實(shí)驗(yàn)階段，遠(yuǎn)期的前景比較樂觀。
    (3) 目前，我國在這一領(lǐng)域基本上處于設(shè)備引進(jìn)和應(yīng)用階段。引進(jìn)、消化和自主創(chuàng)新是趕超困外先進(jìn)水平的必由之路，為此我們期待著在自主研發(fā)具有國際水平的檢測設(shè)備和開發(fā)具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的埋地管網(wǎng)腐蝕評價軟件這兩個方面與業(yè)內(nèi)同仁進(jìn)行合作創(chuàng)新。
 
(本文作者：韓漢清 佟大為 李建平 高磊 北京永逸舒克防腐蝕技術(shù)有限公司 100029)