常见埋地管道外检测技术原理及应用范围

管道是大量输送石油、气体等能源的的主要方式，在化工中应用十分

广泛。像所有的工程设备一样，管道也可能发生故障。在管道的制造、

敷设及运行等各个阶段都可能产生缺陷，及时检测管道缺陷可以降低

管道的维护成本。

（一）密间隔电位法（CIPS）

密间隔电位法（CIPS）用于检测埋地钢制管线阴极保护有效水平。

CIPS检测系统由以下部件组成：数据记录仪、卫星同步

中断器、探杖。

、小•.化工707

CIPS检测系统

工作原理

该技术使用CIPS密间隔电位检测系统，沿管线以小间隔测量管一

地电位，这样可测出管道上任意点的保护电位，进而得到整个管线上

的保护电位分布图，分析管线的阴极保护效果。

CIPS法沿管道以间隔1-1.5m采集数据，绘制连续的开/关管地电

位曲线图，反映管道全线阴极保护电位情况，当防腐层某处存在缺陷

时，该处电流密度增大，使保护电位正向偏移，当这种偏移达到一定

数量，在地表就可检测到，当VOFF低于-850mV（铜/硫酸铜参比电

极）时，管道就会发生腐蚀。

特点及功能

可以测量管线任意一点真实保护电位消除IR降后的保护电位），

配合专业静态数据记录仪可以完成管道电位的静态测量，长时间记录

电位波动情况；

采用卫星同步断流装置，测试管线各点的通电电位和断电电位；

生成管道距离一电位缺陷，分析管道阴极保护薄弱区域，为管道阴

极保护系统的处理方案提供数据支持；

矫正时间次序和消除时间的漂移，可以精确记录下时间和GPS坐

标；

卫星同步断流装置具有不同的时间通断顺序，既可以满足密间隔

管地电位检测仪的检查，也可以满足直流电压梯度检测系统的检测；

密间隔管地电位检测仪测量主机屏幕上可以显示监测到脉冲的形

状，可以看到阴极和阳极的波峰、AC干扰、以及断流器的开/关引起

的小脉冲；

密间隔管地电位检测仪测量主机可以存储管线检测中的特征（例

如穿路、穿河、测试桩等），便于数据的分析；

密间隔管地电位检测仪测量主机具有直流电压梯度检测系统电子

测量功能，可以测量直流电压梯度检测系统的通电电位和断电电位。

该方法也有局限性，其准确率较低，依赖于操作者经验，易受外界

干扰有的读数误差达

，200~300mVe

（二）电位梯度法

电位梯度法根据信号的不同分为直流电位梯度（DCVG）和交流电

位梯度（ACVG）。

1直流电位梯度法（DCVG）

化工707

DCVG原理图

该技术使用DCVG直流电压梯度检测系统，沿管线测量阴极保护

直流电压梯度，进而得到整个管线上的电压梯度分布图，找出防腐层

破损点。

工作原理

将直流信号施加于管道上，然后通过一对相距10m的参比电

极来测试管道沿线的电位梯度，数据要沿整条管道测取。

当管道的防腐层有破损点时，信号电流就会从该点流出，在管

道周围的土壤中形成以破损点为中心的电场，两极电位差有明显差

别（直流电位梯度曲线出现陡坡），以此推断破损点的位置，根据

电位降的百分比来计算涂层缺陷的大小。

c/c阴极/阴极：阴保系统“通”是呈阴性（受到保护）»

阴保系统“新”或停止运行时，漏点保持极化效应。未发生腐蚀.

C/N阴极/中性：阴保系统通时受到保护，但阴保系统中断时恢复自然状态。

潮点消耗CP电漉，阴保系统长期停用可能发生腐蚀。

C/A阴极/阳极：阴保系统开通时受到保护；中断时呈现阳极状态；

甚至在阴保正常运行时可能发生腐蚀，消耗着阴蟹流。

A/A阳极/阳极：》点无论阴保“通”与“断”，均未受到保护。逸晔》他）7

不消耗阴保电流。

应用范围

直流地电位梯度法（DCVG）测量技术适用于埋地管道外防腐层破

损点的查找和准确定位；对破损点腐蚀状态进行识别；结合密间隔管

地电位测量（CIPS）技术可对外防腐层破损点的大小及严重程度进行

定性分类。

对套管内破损点未被电解质淹没的管道不适用，另外下列情况会

使本方法测量结果的准确性受到影响或应用困难：

剥离防腐层下或绝缘物造成电屏蔽的位置，如破损点处外包覆或

衬垫绝缘物的管道；

测量不可到达的区域，如河流穿越；

外防腐层导电性很差的管段，如铺砌路面、冻土、沥青路面、含有

大量岩石回填物。

2交流电位梯度法（ACVG）

交流地电位梯度法（ACVG）可采用PCM与交流地电位差测量仪

（A字架），通过测量土壤中交流地电位梯度的变化，查找和定位管

道防腐层破损点。

A字架探测破损点的原理

®®®ffi

应用范围

本方法不适用于未与电解质（土壤、水）接触破损点的查找，另外

下列情况会使本方法应用困难或测量结果的准确性受到影响：

A字架距离发射机较近剥离防腐层或绝缘物造成电屏蔽的位置；

测量不可到达的区域，如河流穿越；管段处覆盖层导电性很差，如铺

砌路面、冻土、沥青路面、含有大量岩石回填物。

（三）交流电流衰减法（PCM）

电流衰减法是通过在管道和大地之间施加某一频率的激励信号，

给管道发射检测信号，检测电流在管道中传输的衰减速率，定量地对

管道外覆盖层质量进行综合评价。

若电流衰减异常，说明该段外覆盖层有破损点，外覆盖层绝缘性能

的下降使电流信号从破损部位泄漏，出现电流的异常衰减段。

对于同一条管道，电流衰减率越小，外覆盖层的绝缘性能就越好，

反之，外覆盖层绝缘性能就差。以电流衰减率为原理开发的仪器主要

有RD400-PCM和C-SCAN系列仪器。

....I如管道防腐层状况良好，电流读数•股都跌落很小

'-'…如管道防腐已全面老化，电流读数会有急剧衰减

——管道的防腐层好坏并存，则老化段检测电流会急剧卜降

,hT7.\管道与其它金属结构有搭接的情况

——*一管道上的套管防腐层较差，与管道有搭接

在管道的埋设路由上，有T燥或沙石匕段:乃阚/

腐层•状况良好，对检测电流的流失行阻碣效果

（四）超声波检测法

工作原理

超声波检测技术是利用超声波匀速传播且可在金属表面发生部分

反射的特性，进行管道探伤检测的。检测器在管内运行时由检测器探

头发射的超声波分别在管道内外表面反射后被检测器探头接收。

检测器的数据处理单元便可通过计算探头接收到的两组反射波的

时间差乘以超声波传播的速度，得出管道的实际壁厚。

应用范围

由于超声波的传导必须依靠液体介质，且容易被蜡吸收，所以超声

波检测器不适合在气管线和含蜡很高的油管线进行检测，具有一定的

局限性。

（五）漏磁检测法

工作原理

漏磁式管道腐蚀检测的工作原理是利用设备自身携带的磁铁，在

管壁全圆周上产生一个纵向磁回路场。

如果管壁没有缺陷，则磁力线囿于管壁之内，均匀分布。如果管内

壁或外壁有缺陷，则磁通路变窄，磁力线发生变形，部分磁力线还将

穿出管壁之外而产生所谓漏磁。

漏磁场被位于两磁极之间的、紧贴管壁的探头检测到，并产生相应

的感应信号，这些信号经过滤波、放大、模数转换等处理后被记录到

检测器的海量存储器中，检测完成后，在通过专用软件对数据进行回

放处理、识别判断。

应用范围

目前，磁漏检测技术被广泛地应用在长输管道、油田集输管网、炼

厂管网、城市管网和海底管线的检测上。

管道检测技术综合使用情况

2°艮

为克服单一检测技术的局限性，综合几种检测方法对涂层缺陷进

行检测，可以弥补各项技术的不足。

对于有阴极保护的管道，可先参考日常管理记录中的（P/S）测试

值，然后利用QPS技术测量管道的管地电位，所测得的断电电位可确

定阴极保护系统效果。

在判断涂层可能有缺陷后，利用DCVG技术确定每一缺陷的阴极

和阳极特性，最后利用DCVG确定缺陷中心位置，用测