埋地管道防腐层缺陷DCVG检测技术研究及应用

埋地管道防腐层缺陷DCVG检测技术研究及应用

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　　　　管道技术与设备

2001年

埋地管道防腐层缺陷DCVG检测技术研究及应用

周　琰　靳世久　孙墨杰　肖　昆

天津大学精密仪器及光电子工程学院　天津市　300072

3

　　【摘要】介绍了DCVG检测技术的工作原理,面积大小和腐蚀情况判定的准确性。同时,指出了DCVG关键词:埋地管道　腐蚀　电压梯度　检测中图分类号:TE98812

anditsApplicationtothe

CoatingDefectsonBuriedPipelines

ZhouYan　JinShijiu　SuuMojie　XiaoKun

TianjinUniversity,Tianjin　300072

　　Abstract:ThispaperintroducestheprincipleofthedetectiontechniqueofDCVG,andbyfieldexperimentationveri2

fiestheaccuracyofjudgementsofthesizeandcorrosionconditionofthecoatingdefectpoint.Meanwhile,itpointsouttheproblemsexistedinthistechnique.

KeyWords:Buriedpipeline,Corrosion,VoltageGradient,Detection.

1　前言

埋地管道防腐层缺陷电压梯度测试技术(DirectCurrentVoltageGradient)简称DCVG。该技术是目前世界比较先进的埋地管道防腐层缺陷测试技术,在所有使用的埋地管道防腐层缺陷测试技术中,DCVG测试技术是最准确的管道涂层缺陷定位技术之一。此技术在国外已得到广泛应用,而在我国埋地管道防腐层缺陷检测中的研究和应用还尚处在起步阶段。

该测试技术能够检测出较小的防腐层破损点,并可以精确定位,定位误差为±15cm,同时可以判断防腐层缺陷面积的大小以及破损点的管道是否发生腐蚀,可用于埋地管道防腐层状况的评价,为管道防腐层的维修提供准确、可靠的科学依据。

产生200～500mV的电压梯度,缺陷较小时,也会有50～200mV

。电压梯度主要在离电场中心较近的区域

1〕

(019～118m)〔。通常,随着防腐层破损面积越大和

越接近破损点,电压梯度会变的越大、越集中。

为了去除其他电源的干扰,DCVG检测技术采用不对称的直流间断电压信号加在管道上。其间断周期为1s,这个间断的电压信号可通过通断阴极保护电源的输出实现,其中“断”阴极保护的时间为2/3s“,通”阴极保护的时间为1/3s。

DCVG检测技术通过在管道地面上方的两个接地探极———Cu/CuSO4电极和与探极连接的中心零位的高灵敏度毫伏表来检测因管道防腐层破损而产生的电压梯度,从而判断管道破损点的位置和大小。在进行检测时,两根探极相距2m左右沿管线方向进行检测,当接近防腐层破损时毫伏表的指针会指向靠近破损点的探极,走过缺陷点时指针会指向检测后方的探极,当破损点在两探极中间时,毫伏表指针指示为中心零位。将两探极间的距离逐步减少到300mm,可进一步精确地确定埋地金属管道缺陷位置。其整个检测过程见图1。　　管道防腐层缺陷面积的大小可通过%IR的计算获得,%IR越大,阴极保护的程度越低,因而,管道防

2　DCVG工作原理及测试方法

在施加了阴极保护的埋地管线上,电流经过土壤介质流入管道防腐层破损而裸漏的钢管处,会在管道防腐层破损处的地面上形成一个电压梯度场。根据土壤电阻率的不同,电压梯度场的范围将在十几米到几十米的范围变化。对于较大的涂层缺陷,电流流动会

3高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(97005634)

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第5期 腐蚀与防护 　　　39

紧挨着插入土中,将毫伏表的指针调到中心零位,然后

一根探极放在破损点在地表中心点上,另一根探极放在远大地点,此时毫伏表的指针可能有4种指示情况,如图3所示。

图1　DCVG测试原理图

腐层破损面积越大,%IR的值越大。

在实际检测过程中,由于%IR值还与破损点的深度和土壤电阻率等因

素有关,。

,轮廓线的描述可通过在其上方的地面上画等压线的方法进行判定。电场轮廓线的典型例子如图2所示。

图3　缺陷处腐蚀情况仪表测试图

　　在图示的(3)和(4)两种情况下可能有腐蚀发生。

这4种情况可清楚地表明阴极保护的实际情况,所以埋地管道防腐层破损点是否有腐蚀发生与阴极保护有着密切的关系。在这4种情况中,最危险的情况为在有无阴极保护的条件下管道都呈阳极,这表明在此破损点没有阴极保护电流流入,对管道没有起到保护作用,在实际检测中一旦发现这种情况就应该对此破损点立即进行开挖、检查和维修。

3　现场试验及分析

图2　涂层缺陷上方典型的电场分布

1999年11月使用英国PIM公司的DCVG测试

　　在DCVG检测技术中,由于采用了不对称信号,

可以判断管道是否有电流流入或流出,因而可以判断管道在防腐层破损点是否有腐蚀发生。这是其他管道缺陷检测方法所不具备的特点。

在阴极保护正常工作条件下,使用DCVG确定破损位置后,在远离破损点的地方将DCVG的两根探极

序号

123456789

仪在秦皇岛输油公司丰润—迁安段大约20km的管线上进行了检测,其目的是对DCVG技术在准确确定破损点位置、评定破损等级以及预测破损点处管道的锈蚀情况等方面进行考察。在此次检测中,DCVG技术检测出了几十个缺陷点,仅对其中的9个具有代表的点进行了开挖验证,其检测结果如表1。

开挖检查结果

下面是管道拐弯的水泥固定墩,未将管道底部挖出无明显漏铁点,右侧有40×15(cm)的剥离有215cm2和2cm2两处破损,右侧有20×20(cm)的剥离

2

多处破损

,面积约为300cm,管体下部涂层全部剥离有一小漏点,直径015cm,周围涂层部分剥离有两处漏铁点,分别为10×50(cm)和20×10(cm)左上方有15×15(cm)破损,右侧下半边剥离管顶部有5cm2破损,此处为补口处,管体下部为剥离管顶部有10cm2破损,管体下部为剥离

表1　DCVG检测结果及开挖情况

位　置　

148#桩后183m148桩后150m148#桩前250m151#桩后23m152#桩后197m152#桩后210m156#桩前286m156#桩前355m#桩前230m

#

DCVG检测结果

缺陷面积较大地面电场呈带状缺陷面积较小缺陷面积很大缺陷面积较小缺陷面积很大缺陷面积较大缺陷面积较大缺陷面积较大

　　虽然只开挖了9个点,但从现场开挖的结果可以看出,DCVG技术在管道防腐层缺陷检测中的误检率极低,可检测出较小的破损点,且缺陷定位精度在十几厘米范围内。该方法预测的破损点等级与被开挖出的管线防腐层缺陷点的大小相符得很好。

在148#桩后150m处,DCVG检测出一缺陷点,%IR不大,但该处管道地表电场分布呈带状如图2(4)所示。因此判断此处可能为管道防腐层老化失效。开挖以后,发现此点虽无明显的漏铁点,但涂层已老化,用手敲击管体发现管体右侧有空响,剥开后有

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5　总结

2001年

40×15(cm)的剥离,管体未发现腐蚀,由此可以看出,DCVG检测技术通过地表电场的描述还可有效地区分

缺陷点的性质。

DCVG技术在该段管道防腐层缺陷处的腐蚀判定中,未发现管道腐蚀现象,与实际开挖点的情况基本相符。通过在秦皇岛输油公司所属管道进行的现场实验和开挖验证,对DCVG技术在准确确定破损点位置、评定破损等级以及预测破损点处管道的锈蚀情况等方面进行了考察。实践证明,DCVG技术是最准确地埋地管道涂层破损定位方法(±15cm)。这种方法使用,果、灌木丛等复杂地理,只需一个人单独进 …… 此处隐藏：3516字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……