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油气管道的腐蚀与检测
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油气管道内腐蚀检测技术的现状与发展趋势
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3秒自动关闭窗口ECDA埋地管道外腐蚀直接性检测与评价
ECDA管道外腐蚀完整性直接检测与评价
RP-中埋地管道外腐蚀直接评价法ECDA，从事埋地管道外防腐完整性检测评价项目的技术工程、咨询与监理服务。推荐采用以下检测方法：CIPS和DCVG组合测量、极性测量、杂散电流与大地电流测量。
ECDA埋地管道外防腐完整性直接检测评价技术
管道的安全性正在日益受到人们的重视，但由于钢管的腐蚀和本身制造缺陷，以及第三方和人为破坏等原因。使管道事故频繁发生，严重影响管道的正常运行、人民的生命财产和周围的自然环境，管道的安全以及可靠性问题日益突出。为达到安全、经济运行的目的，埋地管道外防腐完整性直接检测在管道运行中已经成为一个重要的组成部分。
外防腐层和阴极保护的联合作为公认的最佳保护方法，已经广泛用于埋地管道的腐蚀控制。埋地管道的外防腐完整性直接检测评价就是对外防腐层与阴极保护系统的联合作用进行同时检测评介。目前，很多业主只对埋地管道的外防腐层漏电点过行定位，对防腐层的总体质量状况进行粗略的评价，这样就无法给业主提供合理、科学、经济的管道维护、维修及监控措施、评价结果只能是片面的甚至错误的，根据检测评价结果进行维护管理往往会对埋地管道造成更大的伤害。所以对埋地管道外防腐完整进行直接检测与评价，就必须同时对外防腐层与阴极保护系统进行综合检测与评价，这样才能得出较为全面、合理的管道维护、维修与监控措施。
随着埋地管道外腐蚀检测技术的发展和完善，以及和国际上埋地管道外防腐完整性检测评价规范的全面接轨，依据NACE
RP-中埋地管道外腐蚀直接评价法ECDA，从事埋地管道外防腐完整性检测评价项目的技术工程、咨询与监理服务。
1.&埋地管道外防腐完整性直接检测评价的主要内容
（1）全面检测外防腐层的现状，包括：防腐层老化情况、破损位置及破损程度，破损处管体的腐蚀特性等，评价其完整性情况；
（2）全面评价阴极保护系统的运行情况，对其保护水平（管道是否获得全面、合适的阴极保护，是否存在欠保护及过保护情况）给予评价；
（3）测量杂散电流分布的情况，评价其对管道外腐蚀的影响；
（4）开挖验证和直接无损检测，包括管道壁厚测量、管道涂层测量；
（5）建立ECDA检测数据库；
（6）评价其管道的完整性，提出外腐蚀控制的改进建议。
2.&目前，国内外应用成熟的外检测方法有：1、密间隔电位法CIPS，2、直流电压梯度法DCVG，3、管中电流测量法PCM，4、皮尔逊法。其中，CIPS/DCVG测量技术是进行埋地管道防腐层和阴极保护双重保护效果直接检测评价的主要方法，其中对阴极保护效果检测评价也是其他方法无法替代的，能够对缺陷点的破损程度进行定量分析与分类，确定缺陷修复优先级，能够给业主提供全面、合理、科学的维护管理方案。而管中电流测量法PCM、皮尔逊法只能对管道防腐层缺陷点进行定位测量，无法完成对阴极保护系统的阴极保护效果进行测量与评价，也无法确定缺陷点的破损程度和修复优先级，只是在无法适用CIPS和DCVG测量技术时的一种补充。
CIPS和DCVG测量、PCM检测、皮尔逊法检测，三种检测方法的特点如下：
CIPS/DCVG测量
用于评价阴极保性能，确定阴极保护不足或过保护的管段，确定阴极保护系统的保护度。
防腐层状况
用于防腐层质量总体评价。
间接用于防腐层质量总体评价。
定位缺陷，判断缺陷处管体腐蚀电流的流向，确定缺陷处管体的腐蚀状态，评估缺陷点的大小，确定缺陷修复的优先级。
用于定位防腐层缺陷点，但不能区分其大小和腐蚀状态。
用于定位防腐层缺陷点，但不能区分其大小和腐蚀状态。
判定杂散电流的干扰区域，确定杂散电流的流出点、流入点，评估杂散电流的干扰强度。在杂散电流或大地电流干扰的区域，经过对数据的处理与分析，可获得真实的阴极保护电位。
绝缘法兰状况
可以测量和评价绝缘法兰的绝缘特性。
可经测量和评价绝缘法兰的绝缘特性。
可经测量和评价绝缘法兰的绝缘特性。
用于埋地管道外防腐完整性直接检测评价，给业主提供全面、合理、科学的维护、维修管理方案
只能用于缺陷定位。
只能用于缺陷定位。
CIPS和DCVG测量、PCM检测、皮尔逊法三种检测方法对比表
3.&埋地管道外防腐完整性直接检测评价方法
根据NACE RP中ECDA标准，推荐采用以下检测方法。
3.1、CIPS/DCVG组合测量技术
CIPS密间隔电位法测量技术原理：在管道上测量埋地管道的管地电位沿管道的变化，在有阴极保护的管道上，测量时能得到两种管地电位，一是阴极保护系统电源开时的管地电位（Von电位），另一个是阴极保护电源瞬时关时的管地电位（Voff电位）。在杂散电流干扰区，必须对密间隔测量数据进行校正，才能获得真实的阴极保护电位，并对其真正的保护效果进行评价。
DCVG直流电压梯度法测量技术原理：加载到管道一个直流信号如阴极保护信号之后，当管道的防腐层存在破损时，电流通过管道破损点向土壤中流去，由于土壤的电阻存在，在破损点周围的土壤中电位梯度就随着形成，在接近破损点的部位电位梯度增大，电流密度也随之增大。通常用于管道防腐层状况的评价，同时可以判断防腐层缺陷面积大小以及破损点处的管体是否发生腐蚀，为管道防腐层的维修提供提供准确、可靠的科学依据。
通过CIPS/DCVG组合测量，能获得相当多的信息：
⑴管段外防腐层状况评价，准确定位涂层破损点，按涂层缺陷严重程度分类，确定涂层缺陷的修复优先级别，评价其完整性情况；
⑵评价阴极保护系统的运行情况，对其保护水平（管道是否获得全面、合适的阴极保护，是否存在欠保护及过保护情况）给予评价。
⑶初步评价杂散电流分布干扰的情况，预评价其对管道外腐蚀的影响，提供进一步详细调查的区域范围；
⑷测试站场、阀室绝缘接头绝缘性能及阀门防腐层完好性，查明管道保端与非保端搭接短路情况；
⑸判断局部保护电位异常原因；
⑹提出问题整改建议及管道防腐涂层维修及监控管理方案。
3.2、极性测量技术
通过极性测量，就可判断两测量电极间电流的流向，确定该区域内是处于阴极状态还是阳极状态，从面判断该区是否处于腐蚀状态。
3.3、杂散电流与大地电流测量
通过管地电位的分析，可评价杂散电流或大地电流干扰的情况，判定杂散电流的干扰区域，确定杂散电流的流出点，流入点，评估杂散电流的干扰强度。在杂散电流或大地电流干扰的区域，通过对数据的处理与分析，可获得真实的阴极保护电位。
4、检测评价
⑴埋地管道外防腐层完整性报告，包括：防腐层老化情况，破损位置及破损状况，确定缺陷的大小，按缺陷严重程度分类表，破损处管体的腐蚀电流的流向，确定缺陷的修复优先级别等，评价其完整性情况。
⑵阴极保护系统的完整性报告，对其保护水平（管道是否获得全面、合适的阴极保护，是否存在欠保护及过保护情况）给予全面评价。
⑶杂散电流干扰影响报告，全面评价其对管道外腐蚀的影响，提供排流建议方案。
⑷数据库建立。
⑸给业主提供全面、合理、科学的维护、维修管理方案，确保外防腐完整性。
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。管道内腐蚀检测技术及发展趋势
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& &管道内腐蚀检测技术及发展趋势
&&1&内检测的作用如果能够对管道实施内检测，就能够准确地把握管道内部状况，并根据适当的优选原则，对一些严重缺陷或潜在问题进行及时维修，就可以避免管道事故发生，同时也能够大大延长管道寿命。
&&&&&管道内检测技术是通过装有无损检测设备及数据采集、处理和存储系统的智能清管器在管道中运行，完成对管体的逐级扫描，达到对缺陷大小、位置的检测目的。
&&&&&管道内检测技术可以在保证管道正常运行的状态下，定量检测出管道存在的缺陷。该技术的应用为管道事故的预防和合理维护提供了科学依据，对保证管道尤其是长输管道安全运行具有重要作用。使用管道内检测技术有较多的优点：一是有计划地进行管道内检测，不仅能识别潜在的管道缺陷，而且能够分辨出缺陷的大小和类型以便能早期维护，使其在达到危险点之前就被找到，进行维修，减少了大量损失以及对环境的污染。二是运用管道内检测技术，可以为管道维修提供科学的依据，变抢修为计划检修，有计划地更换个别管段，可大大减少管道维修费用，避免了管道维修的盲目性。三是对管道的承载能力心中有数，适时决定是否增压或减压。四是对管道的管径缺陷情况提供了永久的状况记录，为研发管道和施工提供有益的参考。
&&&&2&内检测技术
&&&&&管道中可以被检测到的缺陷可以分为3个主要类型：①几何形状异常(凹陷、椭圆变形、位移等)；②金属损失(腐蚀、划伤等)；③裂纹(疲劳裂纹、应力腐蚀开裂等)。针对上述3种缺陷类型，世界上各大检测专业公司都根据市场和用户的需要研发了多种检测器，并不断更新换代。内检测器按其功能可分为用于检测管道几何形状异常的变形检测器，用于检测管道金属损失的金属检测器，用于裂纹、应力腐蚀开裂检测的裂纹检测器。
&&&&2.1&检测管道几何形状异常的变形检测器
&&&&&管道几何形状的异常多因受到外部机械力或焊接残余应力等原因造成，通过使用适当的检测装置可以检测出各种原因造成的、影响管道有效内径的几何异常现象并确定其程度和位置。
&&&&&测径器是用于检测、定位和测量管壁几何形状异常的。常用的测径器使用一定排列的机械抓手或有机械抓手的辐射架。机械抓手压着管道内壁并会因横断面的任何变化引起偏移，这些偏移可能是由于一个凹陷、偏圈、褶皱或附着在管壁上的碎屑引起的。捕捉到的偏移信号被转换为电子信号存储到机载的存储器上，将一次运行后的数据取出并使用合适的软件加以分析和显示，从而确定那些可影响到管道完整性的异常点。目前市场上的测径器提供的被测管径范围从100～1500&mm不等，其灵敏度通常为管段直径的0.2％～1％，精度大约为0.1％～2％。
&&&&2.2&金属损失检测技术
&&&&&漏磁(MFL)技术可检测出腐蚀或擦伤造成的管道金属损失缺陷，甚至能够测量到那些不足以威胁管道结构完整性的小缺陷(硬斑点、毛刺、结疤、夹杂物和各种其他异常和缺陷)，偶尔也可检测到裂纹缺陷、凹痕和起皱。漏磁技术应用相对较为简单，对检测环境的要求不高，具有很高的可信度，而且可兼用于输油和输气管道。
&&&&&对于浅、长且窄的金属损失缺陷，MFL信号就难以检测出来。检测精度也受多种因素影响。常规MFL检测器的磁铁方向是沿管道的主轴方向，缺陷产生的磁通扰动较小，因此在探测轴向缺陷方向的精度较差，通过把磁铁方向或磁力线方向调整为绕管道轴向，增大缺陷对磁通的切面积，可增加对轴向缺陷的检测精度。在对管道进行检测时，要求管壁达到完全磁性饱和，因此测试精度与管壁厚度有关，厚度越大，精度越低，其使用的壁厚范围通常在12&mm以下。
&&&&2.3&裂纹检测技术
&&&&&裂纹可能由管材的缺陷、材料空隙、夹杂物或凹陷、局部脆性区域及应力、疲劳、腐蚀等造成。裂纹类缺陷是管道中存在的最为严重的缺陷，对管道的威胁极大。
&&&&&最适于检测裂纹的技术是超声波方法。经过管壁的超声波受到来自管壁的各种不同情况的影响．从而可以测量并描绘出管道的现有状况。超声波检测器的主要优点是能够提供对管壁的定量检测。其提供的内检测数据精度高和置信度高，缺点是需要耦合剂。
&&&&&一种最新的超声波检测技术即电磁声波传感检测技术(EMAT)正在研发中。该技术的最大优点就是可借助电子声波传感器，使超声波能在一种弹性导电介质中得到激励，而不需要机械接触或液体耦合。该技术利用电磁原理，以新的传感器替代了超声波检测技术中传统的压电传感器。当电磁传感器在管壁上激发出超声波时，波的传播采用以管壁内、外表面作为“波导”的方式进行，当管壁是均匀的，波沿管壁传播只会受到衰减作用，当管壁上有异常出现时，在异常边界处的声阻抗的突变产生波的反射、折射和漫反射，接收到的波形就会发生明显的改变。由于基于电磁声波传感器的超声波检测最重要的特征是不需要液体耦合剂来确保其工作性能，因此该技术可应用于输气管道，是替代漏磁通检测的有效方法。然而，这种检测技术也同样存在着不足，检测器需距被检物体表面1&mm，传递超声波能力相对较低。正是由于这个原因，在许多情况下是通过电磁声来确定其动态范围，且不能使用高频。
&&&&3&内检测技术在国内的应用
&&&&&我国从20世纪80年代开始管道检测技术与设备的研究和应用，先后从国外引进了不同规格的管道腐蚀检测设备。比如中国石油天然气管道局先后从德国、美国等国家进口了几种规格的管道腐蚀检测器，并用从德国进口的D720型超声波管道腐蚀检测器和D720型管道通径检测器，并在管道局所属的一些输油管线进行了现场检测。经过十几年的引进、消化吸收和国产化研制，国内现有管道腐蚀检测器已能满足273～720&mm各种口径管道的检测需求，其中自行研制的377&mm腐蚀内检测器，1998年研制成功并投入使用，目前已获国家专利，截止目前，已对20多条共计6612&km的油气管道进行了内检测。内检测技术的不断推广应用，降低了管道事故的抢修频率，并逐步转为有计划的检修，大大提高了管道的运行可靠程度。
&&&&&目前我国铺设的输油和输气管道已达30×105km，而且目前正在以&km／a的速度铺设新管线。现有管道中多数管道服务都已有20多年，已到了事故的高发期，必须大力应用和发展内检测技术，为我国管道事业的发展提供良好的保障。
&&&&4&内检测技术存在的问题及其发展趋势
&&&&4.1&目前内检测技术存在的问题
&&&&&尽管内检测在管道的施工阶段和使用阶段都得到了较为广泛的应用，但是仍然存在着一些的问题。比如：①目前阶段的所有的内检测对于缺陷的探测、描述、定位、及确定大小的可靠性仍不稳定，不精确，需要改进的余地还很大；②检测工具对工作环境的要求极为苛刻(高压、低／高温)，检测器在运行中不可避免地会由于运行速率、杂质等引起检测结果偏差或设备损坏；③现有分析检测结果的方法不一致。现有的可用来证明结果的概念、检测工具的测量原理以及操作的可靠性没有达到用户所要求的程度；④完成检测是一个多步骤的过程，取决于计算机算法与最终作决策人的经验，这个时候计算机算法和人的经验就对结果起着绝对性的作用；⑤目前还没有如何诊断、分析、识别缺陷三维大小的推荐做法。每个在线监测机具供应商为了各自的商业利益，都是在自己的公司内部采取保密的方法对检测结果进行解释和评价。现在还没有任何一种被公认的方式对人为因素所产生的解释错误进行评价，这种资源上的不共享在一定程度上也阻碍了内检测技术的进一步发展。
&&&&4.2&内检测技术的发展趋势
&&&&&用三维图像直观显示管壁缺陷是当今国际管道内检测技术的发展趋势。用超声波技术实现直观显示管壁缺陷，比较容易实现。用漏磁技术实现直观显示管壁缺陷则比较困难，这是由漏磁检测技术原理决定的。漏磁检测器的发展方向主要在两个方面：一是提高检测器探头的质量并增加探头的数量，这样就提高了采集数据的质量和数量，从而为数据分析提供更全面、更准确的基础数据；二是提高数据分析的准确性和自动化水平，使之能够形象直观地描绘出管道真实状况。其中最重要的是需要在漏磁与缺陷的对应关系数学模型的研究上不断做出努力。
&&&&&尽管漏磁和其他检测技术在定量和定性地测量管道腐蚀和金属减薄量方面已经很成熟，但是检测管道的初期裂纹仍是一个研究重点和发展趋势。已有检测仪投入商业使用，能够测出裂纹或像裂纹的30&mm长、1mm深的缺陷。北美公司正在研发横向场测量技术和弹性波在线裂纹检测仪器。据知，法国一家管道TRAPIL公司正在试验一种横向漏磁检测仪用来检测应力腐蚀裂纹。
&&&&&漏磁通法与超声波法相结合是发展的方向之一，伴随着新技术、新工艺的不断涌现，管道内检测技术手段也日趋成熟和科学，管道内检测设备已由单纯的漏磁腐蚀检测器向高清晰度、GPS和GIS技术于一体的高智能检测器发展。
&&&&&为进一步降低操作成本，提高管道内检测效率和精度，应开发一种能够同时检测出腐蚀、应力腐蚀裂纹、裂纹和凹痕缺陷的多功能的检测仪。
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