在用阴极保护管道检测技术的研究应用

陈 剑

（大庆油田有限责任公司质量安全环保监督评价中心，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

油田集输干线管道和外输管道常采用防腐层加阴极保护的联合腐蚀控制措施，为提升阴极保护管道的全面检验技术能力，通过优化组合应用直流电位梯度检测技术（DCVG）和密间隔电位测量技术（CIPS），开发出阴极保护埋地管道检测优化技术，对在用管道的全面检验起到技术支撑作用，提高了管道检验检测评价质量。

1 检测工艺

1.1 工艺原理

首先在埋地管道阴极保护回路中串接断流器设置直流电信号检测通路。然后连接管道电流测绘系统（PCM+/DM）进行埋地管道路由探测，再通过组合应用密间隔电位测量技术和直流电位梯度检测技术进行同步检测，实现对阴极保护埋地管道的阴极保护有效电位、管体腐蚀活性状态和管道防腐层破损点严重程度等项目检测评价。

1.2 工艺流程

检测工艺流程如图1所示。

图1 油田阴极保护管道检测工艺流程图

1.3 检测工艺技术

1.3.1 检验检测准备

准备直流电位梯度检测仪（DCVG）、密间隔电位检测仪（CIPS）及附件。检测前补充探杖内的饱和硫酸铜液体。将DCVG主机的指针调整至表盘中间。对DCVG的两个探杖进行调平设置。

1.3.2 设置直流电信号检测通路

（1）在埋地管道的阴极保护回路中串接密间隔电位测量仪和直流电位梯度检测仪的GPS同步断流器，断流器可以连接到阴极保护设施的阳极端，也可以连接到阴极保护设施的阴极端，但应保证阴极保护的电流方向正确；

（2）在断流器上连接通讯信号线，设置断流器完成通讯信号同步。

1.3.3 设置管道路由检测通路

连接好管道电流测绘系统（PCM+/DM）信号发射机的电源线、信号线和接地线。在目标管道的两侧均匀对称的设置多个接地极，用导线连接好接地极。再将发射机的接地线连接至接地极，发射机的信号线连接至管道。

1.3.4 探测埋地管道路由

打开管道电流测绘系统的信号发射机和信号接收机，设置合适的检测信号频率和输出电流。检测人员通过信号接收机探测和定位埋地管道的路由位置，应用RTK系统测量埋地管道路由测量采样点的位置坐标并做好标记。

1.3.5 CIPS检测阴极保护有效电位

连接设置CIPS检测仪。将CIPS探杖、通讯信号线及背架连接至CIPS主机，尾线连接至管道测试桩。打开CIPS主机进行系统设置，选择和断流器相同的“中断周期”，再选用“CIPS测量模式”进行埋地管道阴极保护有效电位的检测。检测人员应用CIPS检测设备沿管线路由进行测量，在测量的过程中应保证CIPS设备的左右探杖放置在管道路由的正上方，两个探杖中至少有一个探杖与土壤充分接触，CIPS主机自动采集和保存管道全线的阴极保护有效电位。完成阴极保护有效电位的检测后，将CIPS设备主机的检测数据导出到计算机中进行分析。

1.3.6 DCVG检测管道防腐层破损点

检验人员连接设置好DCVG检测设备后，携带该设备手持两个探杖沿着管道路由进行检测，检测过程中两个探杖应在管道路由上方一前一后相距1～2m并和土壤充分接触，若DCVG主机的指针只发生偏转但没有发生有规律的摆动则说明该位置附近管道防腐层完好，若设备指针发生有规律的摆动则说明该位置附近管道存在防腐层破损点。当DCVG设备的两个探杖位于破损点形成的同一地面等势线上，DCVG主机的指针会居中并且不发生摆动偏转现象，这两个探杖在地面上连线的中垂线通过防腐层破损点，再用相同的方法在垂直于管道的方向上定位一条中垂线，两条中垂线的交点就是埋地管道防腐层破损点的准确位置。应用RTK系统测量记录该破损点的位置坐标进行地面标记。

1.3.7 DCVG评价管道防腐层破损点

检测定位阴极保护埋地管道的防腐层破损点后，采用DCVG技术测量地面的破损点中心点到远地点DCVG信号振幅值，测量破损点处管道到远地点的管地电位DCVG信号振幅值，将数据代入公式%IR=防腐层破损点对远地点DCVG信号振幅/管地电位DCVG信号振幅×100%计算，根据%IR值评价管道防腐层破损点的严重程度。

1.3.8 DCVG检测管道腐蚀活性状态

通过DCVG技术确定管道防腐层破损点的管体腐蚀活性，将DCVG设备的右手探杖放置在地面破损点中心点位置，左手探杖放置在距离管道1～2m的一侧，观察设备主机指针的摆动方向和位置，根据指针在表盘的C/A区位置确定防腐层破损点的管体腐蚀活性状态。

2 结语

通过该检测优化技术提高了阴极保护埋地管道的全面检验检测评价质量，对保障管道安全和提升管道腐蚀防控能力起到了技术支撑作用，推广应用前景广阔。