几种埋地管道防腐层破损检测技术的工作原理与应用
摘要：本文主要介绍了三种埋地管道防腐层破损检测技术的原理和检测仪器，以及在实际工作中的应用。
关键词：埋地管道；破损检测技术
1.埋地管道防腐层破损检测的重要性
1865年美国建成第一条输油管道至今，管道运输业已有近150年的历史了，世界上100%的天然气和85%以上的原油都通过管道进行运输。管道运输业与铁路、公路、水运、航空一起并列为世界五大运输业，它是国民经济的命脉，在经济建设与国防工业中发挥着重要作用。与先进国家相比，我国的管道运输业起步虽晚，但发展速度却是很快。仅以天然气管道为例，根据《天然气发展“十二五”规划》中所指出的，“十二五”期间我国将新建天然气管道超过4.4万公里，届时天然气管网规模相比目前存量管网规模接近翻倍，年均新建管道长度接近9000万公里。
但是，与锅炉、压力容器相比，我国压力管道的安全管理工作明显滞后，由于历史、技术及管理等方面等诸多因素，我国压力管道的安全管理水平是很低的。管道运输业的快速发展，随之而来的是管道管龄老化、人为破坏、施工缺陷、腐蚀等各种问题的发生。这些问题所导致的事故会严重污染了人类的生存环境，给人民的生命财产安全造成巨大的威胁。所以，埋地管道的维护管理、规范施工、防腐蚀等都已经成为了当前发展形势下极为重要的课题。
腐蚀是影响埋地管道使用寿命和可靠性的重要因素。外部土壤的腐蚀环境，外防腐层的破损，阴极保护的失效以及管道内介质对管道的腐蚀都是造成埋地管道腐蚀的成因。而其中外防腐层以及阴极保护（统称外检测技术）是可以得到有效控制的。能够及时掌握埋地管道防腐层破损情况并且加以监控和及时开挖修复，对于保障埋地管道的安全运行有着至关重要的意义。
2.几种常用的埋地管道防腐层破损检测技术的原理
近年来，随着计算机技术的快速发展，国内外埋地管道外检测技术也得到了迅速发展，下面介绍三种国内常用的埋地管道防腐层破损检测技术。
2.1.Pearson法（又称地电位梯度法、人体电容法）
该方法由美国人Pearson提出而得名，工作原理为管道和土地之间加载一个1KHz的交流信号，此信号会在管道防腐层破损点处流失到土地之中，因而在破损点的正上方地表形成一个交流电压梯度。实际操作时需有两个操作人员的人体代替两个电极，用人体对土地的耦合电容来检测电压梯度信号并由接受装置接受，经滤波放大由指示器指示检测结果。
此方法在我国运用广泛，其优点是应用经验丰富，配合管线仪一同使用工作效率较高，对于地表要求不大，在城市的柏油水泥路上也能进行。缺点是受外界电流干扰及其他因素影响大，并且极度依赖操作者的熟练度，会给出的不准确信息较多，故此方法在国外已基本淘汰。
2.2.电流衰减法
电流衰减法利用的是交变电流梯度法，通过在管道和土地间施加任一频率的正弦电压，给埋地管道发射检测信号，在地面上由管道自身电流产生交变电磁场的强度及变化规律。通过管道上方地面的磁场强度换算出管中电流的变化，据此判断管道的支线位置或破损缺陷等。管道的防腐层和大地之间存在着分布电容耦合效应，信号电流在管道外防腐层完好时的传播过程中呈指数衰减规律，当管道防腐层破损后，管中电流便由破损点流入大地，管中电流会明显衰减，引发地面磁场强度的急剧减小，由此对防腐层的破损进行定位。在得到检测电流的变化情况后，根据评价模型可推算出防腐层的性能参数值Rg。推算出防腐层的性能参数值Rg，而且可对管道路由精确定位描述，测量深度。配合A字架（ACVG）与GPS定位，可以精准定位埋地管道防腐层破损点。下图1为整套电流衰减法检测设备。
此方法的特点是实用性强，定位准确，在国外已经得到较多的应用，缺点是该方法对地表有所要求，尤其是在配合A字架一同使用时；并且受管道自身条件约束，对于设有绝缘法兰的管道，有支线的管道，此方法运用比较繁琐。
2.3.CIPS和DCVG综合检测技术
CIPS（密间隔电位测试），此方法在检测前，需在阴极保护电源上加载电流中断器，测试时按规定的周期循环断开整流器。读取通电电位和断电电位。DCVG （直流电压梯度技术）也是在阴极保护电源上加载一个中断器，利用阴极保护电源周期的中断而产生一个叠加周期直流脉冲信号，通过两根相距1～2米的探棒在地面上进行测量，根据毫伏表的摆动情况确定缺陷的位置，估算缺陷的尺寸。而所谓CIPS和DCVG综合检测技术是指先采用DCVG方法进行防腐层检测，再采用CIPS技术在缺陷位置测量开闭瞬时电位，确定出缺陷的大小、被腐蚀程度的大小及等级，减少了开挖量。
该方法优点是充分利用了二者的技术优点，能够评价管道的阴极保护效果，还能够进行缺陷定位和计算缺陷大小，测量的准确率较高。该方法的缺点是对地表要求很高，测量程序较为复杂，操作人员需进行专业培训。故此方法在国外已有广泛应用，而在我国还处于应用起步阶段。
3.结语
通过上面三种埋地管道防腐层破损检测技术的比较，不难发现，现有的各种埋地管道防腐层缺陷检测技术各有优缺点，没有一种技术是能够提供地下管道防
腐状况的全面信息的。所以研究现有的国内外各种检测技术，对引进和开发新的检测技术和检测方法具有十分重要的意义。而我们在实际工作中，会采用两种检测方法分别对埋地管道的防腐层破损情况进行检测，通过两种不同方法的检测结果，相互验证，从而可以适当避免检测过程中出现的不准确信息，减少不必要的开挖工作。确保城市燃气管道的安全运行。
