管道防腐蚀检测技术

一、前言

        燃气管道的检测技术是的防燃气管道腐蚀的常用外处理手段，主要是用于燃气管道的防腐蚀检测的项目中。保证管道防腐蚀检测的质量是整个燃气管道项目管理的重要环节。下文将对燃气管道的防腐蚀检测技术进行分析。

        二、燃气管道的防腐蚀检测技术现状

        管道输送作为燃气输送的一种主要方式，其在我国的燃气输送中得到广泛的应用，据不完全统计，我国已建成的石油和天然气管道已超过2万km，拟建设的管道也有近万公里。如此众多的管道分布在极其广阔的地区，其环境也十分复杂，位置相对隐蔽，一旦管道失效将难以发现，造成巨大的经济损失，也会对人类安全和环境造成严重的破坏。很大一部分燃气管道泄漏事故是由管道腐蚀引起的，管道腐蚀主要包括管道内腐蚀和管道外腐蚀两种。其中，输气管道的外腐蚀是所有管道事故的最主要原因，输气管道的损坏也极其严重。

        三、燃气管道腐蚀原因分类

       金属腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学或物理相互作用而被破坏的现象。燃气管道的腐蚀种类主要有两种，分别是电腐蚀和自然腐蚀。电腐蚀是指电化学反应对金属和电解液的破坏，通常是由直流和电防腐设备的泄漏电流引起的。自然腐蚀是在自然状态下产生的腐蚀。

        （一）电腐蚀

        电腐蚀通常表现为缝隙腐蚀和点蚀。燃气管道通常通过螺栓、焊接等方式连接，并且窄间隙可能出现在这些连接器或焊接接头的缺陷中。接头的宽度(一般为0.025-0.1毫米)足以让电解液进入，使接头内的金属和接头外的金属形成一个短路原电池，接头内强的局部腐蚀点腐蚀意味着腐蚀集中在金属表面的局部区域，并深入到金属表面形成的孔隙腐蚀中，容易导致管道穿孔。

        （二）自然腐蚀

        自然腐蚀包括化学腐蚀、应力腐蚀、细菌腐蚀等。通常，管道会产生均匀的大面积锈斑和腐蚀坑。

        四、管道状态防腐蚀检测技术及装备

        一般来说，管道的安全维护方法可分为主动维护、被动维护和全面更换。主动维护是指定期和不定期的防腐检查，了解在线管道的损坏情况，进行寿命预测，并根据安全规范采取主动及时的维护措施；被动维护是指在发现泄漏或事故后，立即组织力量赶赴现场进行修复、更换和救援，以恢复管道的运行，防止事态扩大；全面更换意味着所有已经使用了几年的管道都要用新的管道进行更换，以避免发生事故。传统的管道在线检测采用外部取样防腐检测，即待测管道按一定的取样间隔开挖后，采用人工接触的方法进行逐点检测。这种方法耗时、成本高且耗时长。由于不能进行全面的防腐检测，很难保证缺陷不被遗漏，也不适合公路、铁路、海洋等区域下的管道检测。因此，用于管道防腐检测的机器人应运而生。

       管内防腐蚀检测机器人是一种机电一体化装置，能够在内限环境中平稳地运行，在操作者的远程控制下，同步携带各种检测设备，完成管道缺陷检测。目前开发的管道防腐检测机器人根据不同的特点可以分为多种类型。例如，根据功能，它可以是厚度测量机器人、直径测量机器人、焊接管道机器人等。；根据行走方式，可分为轮式、履带式、脚踏式、振动式和爬行式管道机器人等。根据检测手段，可分为漏磁、超声波、声发射、涡流和摄像检测机器人。根据驱动方式，可分为自主驱动机器人和中压差驱动机器人。其中，介质差压驱动机器人具有实用性好、行走距离长、所需动力源方便、结构紧凑等优点，特别适用于油气管道的检测。

        五、燃气管道防腐蚀检测方法

        （一）标准管/地电位法

        标准管/地电位法是利用数字万用表测试接地硫酸铜电极与管道上的CP电位，通过电位的分布，间接评定涂层的质量状况。该方法可以快速测量管道阴极保护装置，但其测试数据受多种因素的制约，经常会漏检和误判，而且它不能确定缺陷大小、位置以及防腐保温层的剥离。

        （二）密间歇电位法

        此法与标准管/地电位类似，可以说是标准管/地电位的加密测试。该法能测定CP系统的效果，间接反映防腐保温层状况，并能判断缺陷的严重性，自动采集数据。但此法的测试数据受许多因素的制约，不能确定缺陷大小、位置以及防腐保温层的剥离。

        （三）直流电压梯度法

       该方法在管道上加载直流信号，测量受损暴露点与土壤之间的电压梯度，判断腐蚀层的缺陷。该方法能准确地检测出防腐层的破损位置，亦可估算缺陷大小，并通过IR%判定缺陷的严重程度。但该方法在没有阴极保护的管道上不能使用，需要大量的原始數据，土壤含水量要求也很高，杂散电流、土壤电阻率等环境因素会造成测量误差。

        （四）电位梯度法

       在这种方法中，管道加载有交流信号。当交流信号通过管道防腐层的破损点时，会流失到土壤中，因此电流密度随着远离破损点而降低，在破损点上方形成交流电压梯度。防腐层的破损点可以通过电压梯度，即接收信号的强度来判断。该方法可以识别受损点的大小，也可以检测微小的泄漏点。然而，它不能指示缺陷的严重程度、阴极保护效率和防腐蚀涂层剥离，并且它容易受到外部电流的干扰，这要求操作者具有更高的技能，并且经常给出不存在的缺陷信息。同时，很难研磨水泥或沥青地面。

        （五）多频管中电流法

    在这种方法中，利用变送器向管道传输一定频率的信号电流，电流会在管道受损或老化的外防腐层处丢失，从而削弱管道周围的磁场。缺陷的存在可以通过磁场的强度来判断。该方法可以定位受地面环境影响较小的破损点。但测量结果不直观，不能测量阴极保护效率和防腐层剥离，易受外部电流干扰。一些参数，如管体的电阻和防腐层的介电常数，需要事先获得。

        六、结束语

        总之，在整个城市燃气管道防腐蚀检测的过程中，要重视防腐检测设计中的每一个环节，预防检测防腐过程的不彻底的发生，保证防腐检测设计的规范性，使整个防腐检测过程质量得到保证。

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