埋地鋼質(zhì)管道腐蝕檢測技術(shù)及方法PipelineDetectionTechnology埋地管道腐蝕與防護(hù)檢測評價(jià)技術(shù)PipelineDetectionTechnology1.埋地鋼質(zhì)管道檢測的各種技術(shù)及工程方法PipelineDetectionTechnology1.1埋地管道腐蝕防護(hù)基礎(chǔ)

及腐蝕檢測的技術(shù)范圍埋地鋼質(zhì)管道發(fā)生電化學(xué)腐蝕的基本形態(tài)腐蝕原電池示意圖O2+2H2O+4e-4OH-2H2O+2e-

H2+2OH-FeFe2++2e-金屬微觀腐蝕管道的宏觀腐蝕形態(tài)管道腐蝕宏電池示意圖埋地鋼質(zhì)管道的典型內(nèi)外腐蝕形態(tài)埋地鋼質(zhì)管道的陰極保護(hù)方法陽極電纜埋地鋼質(zhì)管道的陰極保護(hù)方法鋼質(zhì)管道的陰極保護(hù)原理0管線路由探測埋地鋼質(zhì)管道腐蝕與防護(hù)檢測的范圍1土壤腐蝕性評價(jià)3陰極保護(hù)有效性2防腐層漏點(diǎn)完好狀況4管體應(yīng)力腐蝕損傷5介質(zhì)腐蝕性/內(nèi)腐蝕1環(huán)境的電性干擾（1）埋地管道常見的檢測項(xiàng)目及方法地面路由檢測定位：管線儀檢測、探地雷達(dá)、GPS、全站儀等測繪設(shè)備土壤腐蝕性檢測、管道雜散電流檢測埋地管道腐蝕防護(hù)檢測--防腐層及陰保效果埋地管道管體腐蝕檢測和缺陷檢測

傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)、缺陷檢測的新技術(shù)埋地管道的內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)

變形檢測、漏磁、超聲、電磁超聲（2）管體腐蝕缺陷和焊接缺陷檢測

傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)：

◆射線檢測（照相）技術(shù)—X射線、γ射線、中子射線

◆超聲檢測技術(shù)◆磁粉檢測技術(shù)

◆滲透檢測技術(shù)

◆渦流檢測（導(dǎo)電材料）

◆聲發(fā)射檢測

缺陷檢測（監(jiān)測）新技術(shù)：◆磁力層析（磁記憶，MTM，MST）技術(shù)◆CMOS缺陷成像技術(shù)

◆超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)

管道變形檢測技術(shù)漏磁檢測—強(qiáng)磁場通過導(dǎo)磁介質(zhì)使管壁磁化飽和管壁四周形成一個(gè)磁回路，有缺陷時(shí)產(chǎn)生漏磁。

超聲檢測—利用超聲波的脈沖反射、穿透、共振等探測原理，A、B、C掃描方式，探測缺陷并指示尺寸。（3）

管道內(nèi)檢測技術(shù)PipelineDetectionTechnology1.2

埋地鋼質(zhì)管道腐蝕與防護(hù)檢測的技術(shù)及設(shè)備管道腐蝕PCM檢測：防腐層完好狀況和破損點(diǎn)管道腐蝕DCVG檢測：防腐層破損點(diǎn)和腐蝕傾向管道保護(hù)的CIPS檢測：陰極保護(hù)效果檢測及評價(jià)管道腐蝕環(huán)境檢測：土壤腐蝕性及輸送介質(zhì)管道腐蝕檢測：常用方法、配合使用皮爾遜/人體電容法雜散電流干擾檢測PipelineDetectionTechnology1.3

埋地鋼質(zhì)管道腐蝕檢

測及管理技術(shù)的發(fā)展管道管理新技術(shù)：完整性管理

完整性管理(IntegrityManagement,IM)技術(shù)面向管道全生命期，覆蓋設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行等三個(gè)階段。IM是指:管道運(yùn)行單位對管道的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素不斷地進(jìn)行識別和評價(jià)，并依據(jù)評價(jià)結(jié)果采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制和減緩對策，將風(fēng)險(xiǎn)始終控制在一個(gè)合理和可以接受的水平。從實(shí)用的角度，完整性管理所采用的關(guān)鍵技術(shù)包括失效分析及失效案例庫的建立、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)、管道檢測技術(shù)、適用性評價(jià)技術(shù)、機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)、地質(zhì)災(zāi)害評估技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）的建立等。管道完整性管理的平衡關(guān)系管道腐蝕評價(jià)技術(shù)的熱點(diǎn)：ECDA

外部腐蝕直接評價(jià)（ECDA）--

PipelineExternalCorrosionDirectAssessment

國際標(biāo)準(zhǔn)：NACESP0502-2008

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：SY/T0087.1-2006鋼制管道及儲罐腐

蝕評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)--

埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評價(jià)ECDA實(shí)施過程包括:預(yù)評價(jià)（Pre-Assessment）間接檢測（IndirectInspection）直接檢查（DirectExamination）后評價(jià)（Post-Assessment）管道腐蝕與防護(hù)管理的特點(diǎn)

管理過程的持續(xù)性和周期性

檢測手段的不完備性

評價(jià)結(jié)果的不確定性

管理過程的工程特點(diǎn)--目標(biāo)性--艱巨性--經(jīng)濟(jì)型--計(jì)劃性多種技術(shù)的配合管道腐蝕與防護(hù)管理的考慮因素

2.

埋地管道檢測的技術(shù)、儀器與方法PipelineDetectionTechnology2.1埋地管道檢測方法

和技術(shù)的分類PipelineDetectionTechnology探測儀器的分類

隨著電子技術(shù)、傳感技術(shù)及檢測方法的發(fā)展，近些年來埋地管道檢測儀器有了長足的進(jìn)步。當(dāng)前應(yīng)用的儀器基本屬于無損探測（NDT）的技術(shù)范疇?？梢詫Ξ?dāng)前主要的檢測方法和儀器進(jìn)行如下方法的分類：檢測技術(shù)原理檢測項(xiàng)目檢測任務(wù)、目標(biāo)使用方式1.電磁法：管線儀、探地雷達(dá)、PCM、C-SCAN2.

地面電場法：DCVG、ACVG、人體電容（皮爾遜）法3.管地電位法：CIPS密間距、變頻-選頻防腐層測量儀4.聲波法：超聲波管體測厚(爬行器)、導(dǎo)波技術(shù)、聲發(fā)射5.電法：電火花、渦流/金屬蝕失量6.磁法：SCM雜散電流測繪儀、金屬探測儀、防腐層測厚儀、漏磁在線檢測(智能豬)、磁力層析(MTM)技術(shù)7.射線法：X-Ray探傷儀、γ-Ray探傷儀8.電化學(xué)法：線性極化腐蝕速率測試儀9.直觀法：電視測量(CCTV內(nèi)窺檢測系統(tǒng))儀器工作原理分類路由探測：管線定位儀、探地雷達(dá)管體檢測：渦流檢測儀、Ray探傷儀、超聲波測厚儀、聲發(fā)射/導(dǎo)波金屬損傷檢測系統(tǒng)、磁力層析(MTM)防護(hù)層檢測：防腐層檢測儀器是當(dāng)前最為常用的檢測方法，又可分為：施工質(zhì)量：電火花檢漏儀、管線定位儀（測埋深）、

X-Ray探傷儀、γ-Ray探傷儀；漏點(diǎn)檢測：人體電容法(檢漏儀)、直流電位梯度(DCVG)、交流電位梯度(GDFFW軟件、A字架)

完好性：PCM儀(GDFFW軟件)、變頻-選頻儀、C-SCAN陰極保護(hù)：PCM電流測繪儀、CIPS密間距檢測儀；內(nèi)腐蝕檢測：漏磁/超聲缺陷檢測(ILI)、內(nèi)窺檢測系統(tǒng)腐蝕速率：線性極化腐蝕速率測試儀

儀器檢測項(xiàng)目分類儀器檢測任務(wù)分類開挖/接觸：電火花檢漏儀、Ray探傷儀、防腐層(涂層)測厚儀、超聲波測厚儀(管體測厚)非開挖/非接觸：管線定位儀(測埋深)、

皮爾遜法(檢漏儀)、

DCVG/CIPS

檢測儀、ACVG檢測儀

PCM/C-SCAN（GDFFW軟件）導(dǎo)波金屬損傷檢測系統(tǒng)

磁力層析(MTM)技術(shù)

漏磁/超聲檢測（智能豬，ILI）

在線監(jiān)測儀器：腐蝕速率測試儀儀器使用方式分類

儀器選擇選自NACESP0502《管道外部腐蝕的直接評價(jià)方法》2.2埋地管道外腐蝕檢測內(nèi)容及檢測方法

PipelineDetectionTechnology（1）腐蝕環(huán)境的檢測與評價(jià)（土壤）①土壤電性指標(biāo)調(diào)查–電阻率、管地電位②土壤成分特性調(diào)查–含鹽量等成分指標(biāo)③土壤形態(tài)特性調(diào)查–pH值、含水率等指標(biāo)④土壤微生物（MIC）調(diào)查⑤雜散電流調(diào)查和監(jiān)測等–電性干擾

管-地電位的測量密間距測量法（CIPS，CIS）交變電流梯度法（PCM、PDM）管道掛（試）片實(shí)驗(yàn)犧牲陽極開路電位犧牲陽極輸出電流等

（3）陰極保護(hù)的檢測與評價(jià)

（5）管道腐蝕檢測評價(jià)流程（ECDA）

2.3埋地管道檢測設(shè)備的基本原理與方法PipelineDetectionTechnology2.3.1管線定位原理--激勵(lì)電磁場通過給管道施加檢測電流是管道帶有交變的磁場2.3.1工作原理--激勵(lì)電磁場雙水平天線垂直天線水平磁場分布垂直磁場分布水平磁場的垂向梯度工作原理--磁場的分布及探測峰值響應(yīng)488659B水平磁場的垂直梯度測量管道埋深管道埋深與等效電流概念式中：VT、VB為線圈的感應(yīng)電動勢S為兩線圈間的距離

D為下一線圈距管道中心距離kI為管道的等效電流利用磁力儀測量低頻電流強(qiáng)度弱輸入信號磁芯不飽和強(qiáng)輸入信號磁芯飽和輸出信號+/-=0強(qiáng)磁性的鐵芯利用磁力儀測量低頻電流強(qiáng)度

檢測的外部磁場強(qiáng)磁性的鐵芯檢測信號的正負(fù)向的和不為零磁場的極性影響了輸出信號的平衡2.3.2工作原理–交變電流梯度法Y曲線IdB曲線2.3.2工作原理–交變電流梯度法970～994m異常管段1586～1683m異常管段2.3.2工作原理–交變電流梯度法84年竣工的管線74年竣工的管線Rg=4k?m2Rg=0.5k?m22.3.3工作原理–地面電場法2.3.3地面電場法--ACVG2.3.3地面電場法--DCVG接近漏點(diǎn)漏點(diǎn)上方走過漏點(diǎn)2.3.3DCVG

估算防腐層破損面積管頂對遠(yuǎn)極點(diǎn)電位OL/RE(測量）管體對遠(yuǎn)地點(diǎn)電位P/RE(計(jì)算）2.3.3DCVG

估算防腐層破損面積S1、S2的測量方法2.3.4工作原理–聲發(fā)射法

材料中局域源快速釋放能量產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射(AE)，聲發(fā)射是一種常見的物理現(xiàn)象，大多數(shù)材料變形和斷裂時(shí)有聲發(fā)射發(fā)生，但聲發(fā)射信號強(qiáng)度很弱，人耳不能直接聽見，需要借助靈敏的電子儀器才能檢測出來，用儀器探測、記錄、分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱為聲發(fā)射技術(shù)。2.3.4工作原理–聲發(fā)射法2.3.4聲發(fā)射法–應(yīng)用實(shí)例儲罐底板2.3.5工作原理–導(dǎo)波技術(shù)LRUT

長距離超聲波是目前可用的掃描檢測工具，提供與局部厚度測量不同的檢測方案。作為快速掃描方法提供粗略檢測結(jié)果指示進(jìn)一步檢測區(qū)域。LRUT不提供對管道壁厚直接測量，但能提供金屬腐蝕的深度和環(huán)向范圍的綜合靈敏度，也就是上軸向長度會附加到檢測結(jié)果中。由于環(huán)向波沿著管道壁傳播，在環(huán)向截面的每一點(diǎn)都相互影響，該技術(shù)對于截面的減少是敏感的。

導(dǎo)波技術(shù)2.3.6原理基礎(chǔ)–鐵磁材料的磁彈性效應(yīng)

鐵磁性材料在磁場的作用下會產(chǎn)生一定方向上的體積伸縮，這種效應(yīng)稱之為焦耳效應(yīng)。它的逆效應(yīng)是指材料上的應(yīng)力會導(dǎo)致材料上的磁場變化，稱之為維拉里（Villari）效應(yīng)，也成為“壓磁效應(yīng)”。ll+δl2.3.6工作原理–磁力層析MTM技術(shù)

磁力層析技術(shù)（MagneticTomographyMethod）的工作原理是：承受載荷的管道存在腐蝕缺陷時(shí)，會導(dǎo)致應(yīng)力集中，使得該區(qū)域的磁場方向和強(qiáng)度發(fā)生變化；使用檢測儀在地面對磁場變化進(jìn)行檢測和記錄并對缺陷處的應(yīng)力分布進(jìn)行分析，從而得出缺陷處的管壁應(yīng)力水平，進(jìn)而計(jì)算管體的最大操作壓力、估計(jì)缺陷類型和尺寸。磁力層析技術(shù)磁力層析技術(shù)磁力層析技術(shù)磁力層析技術(shù)應(yīng)用磁力儀沿管道正上方采集磁場異常數(shù)據(jù)。管體出現(xiàn)磁異常即為應(yīng)力集中區(qū)，對應(yīng)管體腐蝕缺陷。磁力層析技術(shù)（MTM）

參數(shù)和特點(diǎn)：檢測速度：3米/秒檢測深度：20倍管徑檢測精度：5％壁厚管徑范圍：56-1420mm以外檢方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)檢效果無需任何管道額外準(zhǔn)備不受防腐層影響通過應(yīng)力評估管道腐蝕缺陷

評估管道承壓能力MST-MetallurgicalStressTechnology3.埋地管道常用檢測儀器的介紹PipelineDetectionTechnology3.1RD4000等

管線定位儀

探測埋地管線路由及測深PipelineDetectionTechnologyRD4000埋地管線探測儀RD4000接收機(jī)RD4000發(fā)射機(jī)RD-400系列管線探測儀LD6000接收機(jī)LD6000發(fā)射機(jī)3.2瑞典瑪拉管線探測雷達(dá)

復(fù)雜環(huán)境探測埋地金屬/非金屬管線PipelineDetectionTechnology瑞典瑪拉探測雷達(dá)易捷管線定位儀與電磁法管線探測儀相比

能夠探測非金屬管線

無須直接接觸管線

能夠探測空洞和障礙物

非破壞性方法

直接讀取管線深度

以步行速度快速完成場地掃描探測雷達(dá)的原理圖—反射法

大多數(shù)的GPR探測采用偶極子反射法GPR原理上類似于艦船所用的聲納定位設(shè)備

發(fā)射天線向地下介質(zhì)發(fā)射連續(xù)的高頻電磁脈沖信號地下介質(zhì)發(fā)生電性變化時(shí)產(chǎn)生反射（亦稱散射）接收天線采集反射回來的電磁脈沖信號，記錄并顯示在終端屏幕上給水管排水管電纜管溝邊緣的折射波給水管排水管電纜管溝邊緣的折射波探測雷達(dá)的檢測工作圖瑞典瑪拉探測雷達(dá)的檢測圖3.3RD-PCM（DM）檢測儀

檢測防腐層性能與破損點(diǎn)PipelineDetectionTechnologyRD-PCM發(fā)射機(jī)和接收機(jī)與一般管線探測儀相比：

a、較大的發(fā)射機(jī)輸出功率

b、采用恒流源發(fā)射檢測信號

c、多頻率疊加輸出模式

d、增加了磁力計(jì)（磁靴）

e、應(yīng)用超低頻信號RD-PCM與GPS配合使用管線路由及故障點(diǎn)定位：

a、用GPS定點(diǎn)

b、路由定點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲

c、PCM數(shù)據(jù)存儲

d、GPS定點(diǎn)精度達(dá)CMe、使用美國TRIMBLE設(shè)備

f、一個(gè)人獨(dú)立操作

g、數(shù)據(jù)一次轉(zhuǎn)存、處理RD-PCM管道電流測繪儀的主要用途a、直接應(yīng)用：測量管線的位置和埋深；檢測防腐（保溫）層破損點(diǎn)；查明電纜故障（低阻型）位置。b、擴(kuò)展應(yīng)用：評價(jià)防腐（保溫）層的電氣性能；查找犧牲陽極埋設(shè)位置；陰極保護(hù)系統(tǒng)故障檢測；3.4C-SCAN2000防腐層破損點(diǎn)檢測系統(tǒng)PipelineDetectionTechnologyC-SCAN2000防腐層破損點(diǎn)檢測系統(tǒng)C-SCAN2000防腐層破損點(diǎn)檢測系統(tǒng)C-SCAN2000防腐層破損點(diǎn)檢測系統(tǒng)管線方向GPS位置增益/頻率管道埋深C-SCAN2000防腐層破損點(diǎn)檢測系統(tǒng)防腐層破損段3.1km500m1000m3.5RD-SCM檢測儀測量管道中的雜散電流檢測管體金屬腐蝕部位PipelineDetectionTechnology雜散電流從鋼管流出所造成的蝕孔雜散電流是造成管體腐蝕穿孔的重要因素之一動態(tài)雜散電流及其對管道的干擾靜態(tài)雜散電流及其對管道的干擾整流器SI智能中斷器電流匯集流入點(diǎn)電流匯集流入點(diǎn)電流流出放電點(diǎn)注意：使用者用感應(yīng)器和筆記本電腦在A到D各點(diǎn)測繪電流識別管道中雜散電流的來源RD-SCM的主要用途a、直接測量應(yīng)用：管道雜散電流大小方向；判別雜散電流的來源；確定管道陽極傾向點(diǎn)位置；測量管線的位置和埋深。b、擴(kuò)展應(yīng)用：評價(jià)電保護(hù)和排流效果；檢測管體局部腐蝕部位；評價(jià)防腐(保溫)層性能；檢驗(yàn)維修效果。

SCM系統(tǒng)組成---智能傳感器SCM系統(tǒng)組成---智能信號發(fā)生器（SI）

智能信號發(fā)生器是SCM的附件提供SCM檢測信號。將信號發(fā)生器SI與陰保整流器串聯(lián)，SI中斷陰保電流以向管道加載一個(gè)可被感應(yīng)器識別的特殊信號。

SCM系統(tǒng)可同時(shí)使用四個(gè)SI發(fā)送不同特征的信號以供電流檢測.SI還具有普通中斷器的功能高溫穩(wěn)定性、100伏特時(shí)可提供高達(dá)100安培的電流。磁力計(jì)安置在桿中構(gòu)成智能探內(nèi)，“插進(jìn)”靠近管道土壤里使智能探針靠近管道以便增大采集信號的信噪比增強(qiáng)型設(shè)計(jì)可以自動將管位信號轉(zhuǎn)換為電流值SCM系統(tǒng)組成---智能探針RD-SCM系統(tǒng)現(xiàn)場工作圖多元傳感板筆記本電腦控制及檢測智能中斷器的連接方式軟件應(yīng)用--確定管線位置和埋深SCM與PCM的關(guān)系（1）PCM是檢測防腐（保溫）層的專用儀器；（2）SCM是測量雜散電流的專用儀器；（3）盡管SCM和PCM的功能和擴(kuò)展應(yīng)用范圍有相同的地方，但兩者不宜互相取代；（4）SCM和PCM配合使用，可獲得更佳效果。PipelineDetectionTechnology3.6管道腐蝕與防護(hù)檢測儀

DCVG測量管道外防腐層的漏點(diǎn)

CIPS檢測管道陰極保護(hù)電位PipelineDetectionTechnology陰極保護(hù)電位的測量誤差-IR降陰保電源陰極保護(hù)電位的測量誤差陰極保護(hù)電位的測量定時(shí)DCVG檢測儀CIPS檢測儀DCVG檢測儀檢測過程CIPS檢測儀檢測過程DCVG/CIPS中斷器的使用DCVG/CIPS應(yīng)用實(shí)例DCVG+CIPS+GPS配合應(yīng)用DCVG/CIPS應(yīng)用實(shí)例3.7變頻-選頻法

防腐層絕緣電阻測量儀PipelineDetectionTechnology

埋地管道防腐層絕緣電阻測量儀

測量埋地壓力管道防腐層絕緣電阻Rg，評價(jià)管道防腐層質(zhì)量狀況。

1.判斷管道防腐層完好或損壞程度，確定更換、修補(bǔ)或大修的確切管段；

2.指導(dǎo)加強(qiáng)陰極保護(hù)措施；

3.陰極保護(hù)設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)計(jì)精度；

4.新施工的管道，可以確保施工質(zhì)量。AY508H型管道防腐層絕緣電阻測量儀

變頻-選頻

工作原理3.8皮爾遜(Pearson)法

外防腐層漏點(diǎn)測量儀PipelineDetectionTechnology皮爾遜（人體電容）法人體電容法3.9渦流法

金屬蝕失量不開挖測量管體壁厚PipelineDete