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【摘 要】 随着社会的发展，天然气管道检测评价技术得到很大的发展，但是就目前的情况来看，天然气管道防腐层外检测评价技术还需要进一步加强研究，对此本文分析了天然气管道防腐层外检测评价技术的应用。
【关键词】 天然气管道；防腐层；外检测评价技术；应用
引言
目前，埋地天然气输气钢制管道的腐蚀控制主要采用防腐层与施加阴极保护联合保护的方法进行腐蚀控制，管道防腐层通过将金属管体与土壤等腐蚀性介质隔离的方式，以达到防腐的目的，因此，采用先进的管道及其附属设施外防腐层检测技术对天然管道的完好性进行检测和评价尤为重要。
1、防腐层检测技术在燃气管道中的作用
1.1、燃气管道简析
管道在压力非常大的情况下依然可以保持正常的运行状态。由于企业通常使用的管道材质强度很大所以此管道能够在恶劣的环境下如强酸、强碱型土壤中布设。在施工前期施工人员会认真比对每段管道的地理位置，以建立完善的管道网。与其他工程相同燃气管道需要进行定期修复，检修人员还会提取相应的管道样本，对其防腐层进行检测和评估，如果发现安全隐患、检修人员应及时阻断该路段的燃气管道，进行紧急抢修。
1.2、防腐层检验技术
防腐层检验技术通常会采用多频管中电流法对燃气管道的腐蚀程度进行测验这种新型检测技术不仅有效的解决了传统检验方法受环境限制的问题还能够准确的找到燃气管道防腐层出现破损的位置。
1.2.1、技术原理
工作人员通过发射信号可以检测到管道中燃气流量所反映的电流信息，出现腐蚀性破损的管道其信号的频率与正常管道的信号频率具有本质差别，如果地面上的电流发生了改变，受周围磁场变化的影响，导线中的电流会结合发射台搜集的信号频率进行等效电流换算。防腐层完好的燃气管道，其等效电流相对平缓，因为其电流流失幅度小。
1.2.2、判断依据
正常情况下，信号电流会随着管道防腐层的破损情况发生变化接收器在接收到区段内等效电流强度数值之后会自动跳转规律性模式并自动分析管道外防腐层的完好程度。与此同时涅套软件还会按照等效电流的变化情况对燃气管道的衰变情况进行预测。
1.2.3、管道防腐层外检测技术
1）埋地管道防腐层缺陷直流电压梯度检测技术（DCVG）
使用直流电位梯度仪器DCVG技术，对施加了阴极保护的管道防腐层进行检测，当防腐层出现破损，在破损点周围形成一个电压梯度场，DCVG检测主要通过检测地面的电位梯度的变化和集中情况来确定管道防腐层的缺陷。
2）阴极保护有效性检测技术（CIPS）
使用密间隔电位测量仪器CIPS技术，对施加了阴极保护的管道进行密间隔（1～5米间隔检测一个点）检测，通过阴极保护系统电源按照一定周期的通、断来进行检测，通电位的变化来分析判断防腐层的完好状况，断电位变化来分析判断阴极保护是否有效。
3）防腐层RD-PCM电流测绘技术
使用RD-PCM仪器的发射机，给具有防腐层的管道上施加一个交变电流信号，沿管道使用便携式接收机采集电流信号，经过输入微机绘出管道各处的电流强度状态图，来分析管道沿线防腐层的完好情况。
4）埋地管道防腐层缺陷交流电压梯度检测技术（ACVG）
使用RD-PCM仪器的A字架是用来测量两固定金属地针之间的电位差，检测时向管道中施加特定频率交流信号，在管道上方地面将A字架电极插入地表（泥土中），依据接收機显示的箭头方向和dB值（或电流值）的大小来判断破损点的确切位置和大小。
5）变频选频法
变频选频法是国内技术人员提出的一种通过测量计算管道防腐层绝缘电阻率来评价防腐层质量的地面检测方法，其主要基于经典交频信号传输理论。管道防腐层电阻率定义为单位面积涂层与远方大地之间的电阻，其值越大外防腐层质量越好。使用变频选频法实施检测时，需要测量发送电流信号频率、信号衰减量等参数，同时结合管道外防腐层材料介电常数、管道几何数据、土壤电阻率等计算信号在管道中的传播系数间接得到外防腐层绝缘电阻。
6）电化学检测法
目前如何检测防腐层剥离是一个热点问题，国内外都开展了广泛研究，主要的研究手段是电化学阻抗谱（EIS）。电化学阻抗谱技术是通过测量不同频率交流信号下外防腐层的阻抗值和电容值，利用电容值计算防腐层吸水深度，通过电阻值判定防腐层的绝缘性能，进一步由管体金属的电化学腐蚀电荷传递电阻估计腐蚀速度来判别防腐层缺陷的情况。EIS技术操作简单，可检测出涂层的剥离，是一种很有发展前景的检测技术。
7）电流-电位法
电流-电位法基于对埋地管道外防腐层的电阻率进行测量计算，进而通过其平均绝缘性能来评价防腐层优劣。其测量接线有两种方式，分别是利用阴极保护电流法测试接线和临时外加电流法测试接线。对于牺牲阳极保护管段和两保护站电流交汇点1km内的管段，采用临时外加电流法测量。测量原理是：用直流电位差计测量管道的电位差，利用欧姆定律原理计算该处电流值，再计算出管道两点间的电流漏失值，根据管道两点间的电压差，计算出管道防腐层的绝缘电阻值。
2、外腐蚀检测应用及存在的问题
目前虽然有多种可以现场实施的管道外防腐层检测技术，但都有其不足之处，特别是没有一种技术能现场检测防腐层剥离。同时尽管目前的管道外检测技术具有较高的普适性，但对一些特定场合的管道由于存在各种制约因素仍然难以实施外腐蚀检测或实施效果不佳，如水平定向钻穿越管段，由于地理因素和技术条件限制，无法实施外腐蚀检测，同时也无法开挖直接检查和补强修护。对存在直（交）流干扰管段，对目前各类基于电磁技术的间接检测方法均有较强的干扰，降低了检测精度，更严重者甚至无法实施检测。此外对防腐层剥离管段，由于存在防腐层剥离屏蔽效应，大部分间接检测手段都无法实施。随着外腐蚀检测技术的不断发展，这些外检测技术应用中出现的特殊问题需要给予重点解决。
3、天然气管道防腐层的外检测应用
目前，天然气管道的外防腐层完整性的检测与评价大部分采用管道外腐蚀直接评价方法（ECDA）。对于一般管道段采用管道外腐蚀直接评价方法（ECDA），对于存在较强干扰的管段则作为特殊ECDA管段采用上述方法进行技术处理检测。管道外腐蚀直接评价方法（ECDA），包括以下三个方面：
（1）管道防腐层外检测评价主要是管道外防腐层状况评价，准确定位防腐层破损点，按照防腐层缺陷严重程度分类，确定防腐层缺陷的修复优先级别，评价其完整性情况。
（2）测试天然气场站、阀室绝缘接头绝缘性能及保端埋地管线、阀门防腐层的完好性，查明管道保端与非保端搭接短路异常情况，判断局部保护电位异常原因，提出问题整改建议及管道防腐层维修及监控管理方案。
（3）防腐层破损处管体的腐蚀活性检验与评价，确定防腐层破损处管体的腐蚀活性，对其腐蚀程度给予评价。
在具体实际检测过程中，采用不同检测技术的组合，通过管道及其附属设施的管道沿线检测，结合相关资料的收集整合，优选采用如下方法：测试使用过程中，将DCVG技术和CIPS技术组合使用简称（DCVG+CIPS），用来测得管道阴极保护按照一定周期的通、断电位和直流电位梯度。将ACVG+PCM技术组合使用（简称ACVG+PCM），用来测得管道交流电流衰减情况并定位缺陷点的位置。使用ACVG+PCM组合检测，可以确定防腐层缺陷位置及缺陷的严重程度，并通过DCVG+CIPS对防腐层缺陷点测试判断其腐蚀活性，准确地确定管道防腐层的破损位置。
结束语
为有效避免管道腐蚀及各类事故的频繁发生，利用相关技术对燃气管道防腐层状态进行科学有效的检测，确保管道的安全运行，已成为管道相关部门普遍关注和急需解决的重大问题，所以加强对其的研究非常有必要。
参考文献：
[1]程浩.长输天然气管道外检测综合技术研究及工程应用[D].合肥工业大学，2014.
[2]王鸿.天然气管道防腐层外检测评价技术的应用[J].中国高新技术企业，2014，33：62-63.
[3]李明，王晓霖.埋地油气管道防腐层检测与评价[J].当代化工，2013，07：980-983.
【关键词】 天然气管道；防腐层；外检测评价技术；应用
引言
目前，埋地天然气输气钢制管道的腐蚀控制主要采用防腐层与施加阴极保护联合保护的方法进行腐蚀控制，管道防腐层通过将金属管体与土壤等腐蚀性介质隔离的方式，以达到防腐的目的，因此，采用先进的管道及其附属设施外防腐层检测技术对天然管道的完好性进行检测和评价尤为重要。
1、防腐层检测技术在燃气管道中的作用
1.1、燃气管道简析
管道在压力非常大的情况下依然可以保持正常的运行状态。由于企业通常使用的管道材质强度很大所以此管道能够在恶劣的环境下如强酸、强碱型土壤中布设。在施工前期施工人员会认真比对每段管道的地理位置，以建立完善的管道网。与其他工程相同燃气管道需要进行定期修复，检修人员还会提取相应的管道样本，对其防腐层进行检测和评估，如果发现安全隐患、检修人员应及时阻断该路段的燃气管道，进行紧急抢修。
1.2、防腐层检验技术
防腐层检验技术通常会采用多频管中电流法对燃气管道的腐蚀程度进行测验这种新型检测技术不仅有效的解决了传统检验方法受环境限制的问题还能够准确的找到燃气管道防腐层出现破损的位置。
1.2.1、技术原理
工作人员通过发射信号可以检测到管道中燃气流量所反映的电流信息，出现腐蚀性破损的管道其信号的频率与正常管道的信号频率具有本质差别，如果地面上的电流发生了改变，受周围磁场变化的影响，导线中的电流会结合发射台搜集的信号频率进行等效电流换算。防腐层完好的燃气管道，其等效电流相对平缓，因为其电流流失幅度小。
1.2.2、判断依据
正常情况下，信号电流会随着管道防腐层的破损情况发生变化接收器在接收到区段内等效电流强度数值之后会自动跳转规律性模式并自动分析管道外防腐层的完好程度。与此同时涅套软件还会按照等效电流的变化情况对燃气管道的衰变情况进行预测。
1.2.3、管道防腐层外检测技术
1）埋地管道防腐层缺陷直流电压梯度检测技术（DCVG）
使用直流电位梯度仪器DCVG技术，对施加了阴极保护的管道防腐层进行检测，当防腐层出现破损，在破损点周围形成一个电压梯度场，DCVG检测主要通过检测地面的电位梯度的变化和集中情况来确定管道防腐层的缺陷。
2）阴极保护有效性检测技术（CIPS）
使用密间隔电位测量仪器CIPS技术，对施加了阴极保护的管道进行密间隔（1～5米间隔检测一个点）检测，通过阴极保护系统电源按照一定周期的通、断来进行检测，通电位的变化来分析判断防腐层的完好状况，断电位变化来分析判断阴极保护是否有效。
3）防腐层RD-PCM电流测绘技术
使用RD-PCM仪器的发射机，给具有防腐层的管道上施加一个交变电流信号，沿管道使用便携式接收机采集电流信号，经过输入微机绘出管道各处的电流强度状态图，来分析管道沿线防腐层的完好情况。
4）埋地管道防腐层缺陷交流电压梯度检测技术（ACVG）
使用RD-PCM仪器的A字架是用来测量两固定金属地针之间的电位差，检测时向管道中施加特定频率交流信号，在管道上方地面将A字架电极插入地表（泥土中），依据接收機显示的箭头方向和dB值（或电流值）的大小来判断破损点的确切位置和大小。
5）变频选频法
变频选频法是国内技术人员提出的一种通过测量计算管道防腐层绝缘电阻率来评价防腐层质量的地面检测方法，其主要基于经典交频信号传输理论。管道防腐层电阻率定义为单位面积涂层与远方大地之间的电阻，其值越大外防腐层质量越好。使用变频选频法实施检测时，需要测量发送电流信号频率、信号衰减量等参数，同时结合管道外防腐层材料介电常数、管道几何数据、土壤电阻率等计算信号在管道中的传播系数间接得到外防腐层绝缘电阻。
6）电化学检测法
目前如何检测防腐层剥离是一个热点问题，国内外都开展了广泛研究，主要的研究手段是电化学阻抗谱（EIS）。电化学阻抗谱技术是通过测量不同频率交流信号下外防腐层的阻抗值和电容值，利用电容值计算防腐层吸水深度，通过电阻值判定防腐层的绝缘性能，进一步由管体金属的电化学腐蚀电荷传递电阻估计腐蚀速度来判别防腐层缺陷的情况。EIS技术操作简单，可检测出涂层的剥离，是一种很有发展前景的检测技术。
7）电流-电位法
电流-电位法基于对埋地管道外防腐层的电阻率进行测量计算，进而通过其平均绝缘性能来评价防腐层优劣。其测量接线有两种方式，分别是利用阴极保护电流法测试接线和临时外加电流法测试接线。对于牺牲阳极保护管段和两保护站电流交汇点1km内的管段，采用临时外加电流法测量。测量原理是：用直流电位差计测量管道的电位差，利用欧姆定律原理计算该处电流值，再计算出管道两点间的电流漏失值，根据管道两点间的电压差，计算出管道防腐层的绝缘电阻值。
2、外腐蚀检测应用及存在的问题
目前虽然有多种可以现场实施的管道外防腐层检测技术，但都有其不足之处，特别是没有一种技术能现场检测防腐层剥离。同时尽管目前的管道外检测技术具有较高的普适性，但对一些特定场合的管道由于存在各种制约因素仍然难以实施外腐蚀检测或实施效果不佳，如水平定向钻穿越管段，由于地理因素和技术条件限制，无法实施外腐蚀检测，同时也无法开挖直接检查和补强修护。对存在直（交）流干扰管段，对目前各类基于电磁技术的间接检测方法均有较强的干扰，降低了检测精度，更严重者甚至无法实施检测。此外对防腐层剥离管段，由于存在防腐层剥离屏蔽效应，大部分间接检测手段都无法实施。随着外腐蚀检测技术的不断发展，这些外检测技术应用中出现的特殊问题需要给予重点解决。
3、天然气管道防腐层的外检测应用
目前，天然气管道的外防腐层完整性的检测与评价大部分采用管道外腐蚀直接评价方法（ECDA）。对于一般管道段采用管道外腐蚀直接评价方法（ECDA），对于存在较强干扰的管段则作为特殊ECDA管段采用上述方法进行技术处理检测。管道外腐蚀直接评价方法（ECDA），包括以下三个方面：
（1）管道防腐层外检测评价主要是管道外防腐层状况评价，准确定位防腐层破损点，按照防腐层缺陷严重程度分类，确定防腐层缺陷的修复优先级别，评价其完整性情况。
（2）测试天然气场站、阀室绝缘接头绝缘性能及保端埋地管线、阀门防腐层的完好性，查明管道保端与非保端搭接短路异常情况，判断局部保护电位异常原因，提出问题整改建议及管道防腐层维修及监控管理方案。
（3）防腐层破损处管体的腐蚀活性检验与评价，确定防腐层破损处管体的腐蚀活性，对其腐蚀程度给予评价。
在具体实际检测过程中，采用不同检测技术的组合，通过管道及其附属设施的管道沿线检测，结合相关资料的收集整合，优选采用如下方法：测试使用过程中，将DCVG技术和CIPS技术组合使用简称（DCVG+CIPS），用来测得管道阴极保护按照一定周期的通、断电位和直流电位梯度。将ACVG+PCM技术组合使用（简称ACVG+PCM），用来测得管道交流电流衰减情况并定位缺陷点的位置。使用ACVG+PCM组合检测，可以确定防腐层缺陷位置及缺陷的严重程度，并通过DCVG+CIPS对防腐层缺陷点测试判断其腐蚀活性，准确地确定管道防腐层的破损位置。
结束语
为有效避免管道腐蚀及各类事故的频繁发生，利用相关技术对燃气管道防腐层状态进行科学有效的检测，确保管道的安全运行，已成为管道相关部门普遍关注和急需解决的重大问题，所以加强对其的研究非常有必要。
参考文献：
[1]程浩.长输天然气管道外检测综合技术研究及工程应用[D].合肥工业大学，2014.
[2]王鸿.天然气管道防腐层外检测评价技术的应用[J].中国高新技术企业，2014，33：62-63.
[3]李明，王晓霖.埋地油气管道防腐层检测与评价[J].当代化工，2013，07：980-983.