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      埋地管道外防腐层破损点检测影响因素分析与控制
      http://www.tabiuchi.com 2015-11-25 14:32:45 中国管材管件网

      1、引言

        管道外防腐层是油田埋地管道的主要防腐措施之一,外防腐层由于埋地时间长久且受地下土壤、水分、

        温度影响容易出现老化、发脆、剥离、脱落等现象,进而造成金属管道的腐蚀、穿孔,引起介质泄漏,妨碍油田安全生产,造成经济损失和环境污染[1]。因此,在非开挖的情况下,对管道及防腐层进行腐蚀检测,确定管道防腐层破损点,加强管道防腐层的维护,是防止能源泄漏,避免环境污染,从而保证油田安全生产的重要手段,具有重要的经济效益和社会效益。

        目前国内外常用的检测仪器是英国雷迪公司的RD-PCM,配合A字架来检测防腐层破损点,该套仪器在埋地管道防腐层破损点检测方面具有独到的优势,检测准确率比较高,下面的介绍就以RD-PCM为例简要阐述。

        2、破损点检测的基本原理

        RD-PCM系统分为发射机、接收机两部分,可向管道施加LT、ELF(4Hz、128Hz)几种单频和混合频率

        的电流,对施加在管道上的电流进行追踪。电流在管道走向传送过程中,在管道周围形成电磁场,电流的衰减变化与管道的外防腐层损坏状况有关。

        衰减变化关系式:I=I0e-aX

        式中:I—管道任一点电流值;

        I0—发射供电点电流值;

        x—测量点离供电点距离;

        a—衰减系数(与防腐层、管道材质有关)。

        电流强度的对数与距离构成电流衰减曲线,管道防腐层均匀,电流下降较小,电流强度的对数与距离成线性关系,其斜率取决于防腐层的电阻率和单位距离的衰减率。当管道防腐层整体防腐状况较差时,电流衰减较大;当管道上存在泄漏点时,该处的电流向管外传播,电流强度陡降。通过连续测量,根据相应解释处理软件分析电流衰减变化规律,对管道防腐层进行评估,结合“A”字架可确定破损点的位置。对于管线外防腐层破损点检测,需要积累一定的经验来进行判断,一般来说,当PCM128Hz电流值发生突降,通常是遇到了防腐层破损点。

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        3、影响防腐层破损点检测的主要因素与控制

        结合实际检测情况,我们找出了影响管道防腐层破损点检测的6个主要因素:

        3.1 管道埋深

        在管道直径与其中心埋深相比不可忽视的情况下,管道中心埋深不同,在电位和电位差曲线上的分布形状就会不同。对比图3(管道中心埋深为1m)与图4(管道中心埋深为1.5m)即可发现,其中埋深较小的曲线相对尖锐且异常幅度较大,反映在实际工作中破损点较容易检出.

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        3.2 土壤影响

        电位分布与电位梯度法基于“点电流源”的电位分布理论,因此,无论采用交流信号或直流信号进行检测,其电位分布都与介质的均匀程度密切相关。当管道周围土壤介质均匀且观测点距足够小时,可以观测到光滑的电位和电场分布曲线。如果管道周围土壤电阻率发生变化,特别是管沟回填土不均匀最容易造成假异常。实际检测工作中,应当注意管道周围土壤不均匀现象,避免出现误判。

        3.3地形地貌影响

        电位、电场的分布受地貌、地形的影响也是比较大的。当破损缺陷点的埋深、测量电极之间距离的尺寸大小与地貌、地形的变化幅度相当时,电位、电场的分布状态和数值都会受到畸变,影响破损点的识别和准确定位。

        3.4 地面电磁干扰的影响

        由于趋肤效应,大地表面总是有各种频率成分的电磁干扰信号,对破损点检测结果造成影响。当前使用的管道检测仪器大多都采用谐波信号和选频锁相技术,频率较高的电磁干扰可以得到一定的抑制;相对而言,低频随机干扰较难控制,我们只能采用加大发射功率和信号强度的办法来提高信噪比,降低干扰。在现场检测中我们采用大功率的便携式发射机来提供发射信号,基本可以把地面电磁干扰降到最低程度。

        3.5 阴极?;は哂跋?/p>

        检测过程中偶尔会遇到破损点偏离管道正常走向较为严重的情况,通常为阴极?;は呔植柯短斐闪?/p>

        破损点的“偏移”,而非管道实际破损点的位置,此时要依据检测人员的经验和现场实际情况进行综合判断。(见图5).

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        图5:管道阴极?;は呤疽馔?/p>

        3.6 相邻破损点的影响

        在现场检测中经常遇到管道的两个破损点距离很近,稍不注意就会造成其中一个“漏检”,而由于两个相邻的破损点的间距一般小于2倍埋深,其异常响应 “混为一体”,区分与定位异常困难。因此我们把间距小于2倍埋深的两个破损点当作一处破损来检测就具有重要的实际意义。比较图6与图7,可以看到:当破损点间距略大于其2倍埋深时,异常响应曲线呈现出的细部特征已经显现出来,给有经验的检测人员提供了区分它们的可能条件。在现场检测中如果在埋深2倍的距离内如果发现仪器信号持续显示有破损点,则把此点定为特殊破损点,在开挖时应把开挖尺寸增加到埋深的2倍左右.

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        4、结束语

        利用电位分布与电位梯度法检测埋地管道外防腐层破损点技术,在中石化油气长输管道检测领域中得到了广泛应用,破损点的正确检出率达到了95%以上。利用该技术可在不影响生产的前提下,及时准确地发现管道外防腐层运行隐患,为指导埋地管道外防腐层的维护、维修与更换提供科学依据,确保安全生产,具有非常好的推广应用前景。 

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