引言

埋地鋼質管道發生外腐蝕事故，是由于外防腐層缺陷（漏點、剝落區）處裸露金屬在電解質（土壤、水）中產生電化學反應，特征是腐蝕電流從管道裸露表面流向土壤（電流從陽極區流出）。因此管道外防腐層缺陷部位的下列狀況是關注的焦點。·外防腐層缺陷的位置、分布及嚴重程度·其中那些是腐蝕活性點·陰極保護系統的運行狀況及有效性下面就現場通過測試查明這些問題的方法做一些技術交流1、電位測試1.1管地電位測試接線與極性

數字萬用表管地電位測量接線圖指針式電壓表管地電位測量接線圖1.2測試項目1.2.1自然電位1）測試條件（未施加陰極保護電流）2）基準電位（實際埋設環境腐蝕電位、極化電位偏移、直流干擾程度判斷）1.2.2通電電位（Von）1）測試條件陰極保護正常運行，管道已充分極化。管道防腐層質量不同，所需極化的時間差異較大。2）IR降誤差管地通電電位是極化電位與IR降之和，它包括來自強制電流、犧牲陽極和大地等電流源的電流，通過電解質和防腐層時所產生的電壓降。3）日常常規管理的監測測量

當IR降影響程度已考慮，在沒有較大的環境、構筑物、防腐層完整性及陰極保護參數改變的情況下，可用于日常常規管理的監測測量。1.2.3斷電電位（Voff）1）測試與記錄條件（同步通/斷循環狀態）通常采用在所有電流能流入測試區間的陰極保護電源處安裝電流中斷設備（CI-50型GPS衛星同步斷流器），并設置在通/斷循環狀態下同步運行。合理的通/斷循環周期和斷電時間設置原則是：斷電時間應盡可能的短，以避免管道過大的去極化，但應有足夠長的時間保證測試采集及在消除電壓尖脈沖影響后讀數，典型的通/斷周期設置為：通電12s，斷電3s；讀數應在0.5s之后進行。

2）消除IR降有害誤差后的極化電位電化學的極化電位和土壤中的歐姆電壓降具有不同的時間常數，因此，保護電流所引起的電壓降可通過瞬時斷開保護電流來予以消除。1.2.4密間隔電位測試法（CIPS）1）測試條件（同步通/斷循環狀態）2）適用性適用于對管道陰極保護系統的有效性進行全面評價的測試。硫酸銅電極安放處的斷電電位代表該處的管道保護電位，密間隔管地電位測試法是以密間隔（1～3m）移動硫酸銅電極進行通/斷管地電位的測量，所以不僅可以測量測試樁處的保護電位，沿線各處的保護電位都可以測得，通過對全線

管地電位的數據處理與變化趨勢分析，可對全線的保護狀況（管道是否獲得全面、有效的陰極保護，是否存在欠保護或過保護情況）給予評價。對管道保護電流不能同步中斷（多組犧牲陽極或其與管道直接相接，或存在不能被中斷的外部強制電流設備），以及套管內的破損點未被電解質淹沒的管道本方法不適用。另外下列情況會使本方法應用困難或測量結果的準確性受到影響：

a）覆蓋層導電性很差的管段，如鋪砌路面、凍土、鋼筋混凝土、含有大量巖石回填物；

b）剝離防腐層下或絕緣物造成電屏蔽的位置，如破損點處外包覆或襯墊絕緣物的管道。3）主要設備、儀器組成可采用管地電位檢測儀或數字式萬用表兩種方式測量。快周期（通電800ms，斷電200ms）

管地電位檢測儀系統是由：CIPS/DCVG測量主機、探杖式硫酸銅參比電極、GPS衛星同步電流中斷器（若干個）、線軸和探管儀組成。CIPS/DCVG測量主機是具有高輸入阻抗，能濾除交流干擾的直流毫伏表微功耗數據采集器設備，可測量距離（與線軸配合）、管地電位和電壓梯度、GPS坐標，并可儲存、顯示這些數據及與計算機連接輸出數據。慢周期（通電12s，斷電3s）。

采用數字式萬用表4）測試、記錄與數據處理1.2.5加強測量技術1）平衡電流影響2）無IR降管地電位（（VIR-free）測試與計算1.2.6犧牲陽極開路電位2、電流測試2.1管內陰極保護電流1）電壓降法a)管長與電位差b)計算2)標定法a)斷開開關K，測量并記錄c、d的電位差V0，單位為mVb)合上開關K，調節變阻器，使電流表的讀數I1約為10A，并同時記錄毫伏表測量的c、d電位差 V1。再調節變阻器，使電流表讀數I2約為5A，并同時記錄毫伏表測量的c、d電位差V2，單位為mV，計算2.2犧牲陽極輸出電流

3、電阻3.1土壤電阻率的測試3.2管道防腐層電阻率測試

1）基本概念防腐層電阻率是防腐層電阻和面積的乘積。防腐層電阻是管道和電解質（土壤）之間的電阻，取決于土壤電阻率、破損點的數量和面積，是管道防腐層材料性能和施工質量的綜合體現，因此，它是衡量管道實際運行狀況中防腐層質量的標準指標。在管道實際運行中，聚乙烯防腐層的電阻率大于105Ω·m2。2）方法介紹采用利用沿線電流測試樁把管道分成5km左右一段，然后測試該段的電流漏失量，同時測試本段始末點通電與斷電電位之差，取其平均值作為ΔV，由此計算該段的防腐層電阻。3）測試舉例a）計算公式b)

電阻率測量基本參數記錄表測試位置里程 （km+m)管地電位（V）K管內電流（A）VONVOFFΔVIONIOFFΔIA1.7-1.400-1.000-0.41.141.400.693.01.41.6B3.0-1.350-1.000-0.352.91.41.5C5.2-1.200-0.950-0.252.81.30.5D6.8-1.400-1.040-0.361.651.200.45測量段平均防腐層電阻率數據表測量管段管段長度（m）平均通/斷電位差ΔV1(V)電流漏失量ΔI(A)防腐層電阻R(Ω)管段表面積（m2）平均電阻率(Ω.m2)113000.3750.13.759311211698222000.3001.00.30052671580316000.3050.056.0983830233553.3絕緣接頭（法蘭）絕緣性能測試3.3.1電位法3.3.2接地電阻測量法4、管道腐蝕活性點及外防腐層漏點的地面檢測4.1交流電流衰減法（PCM）交流電流衰減法（PCM）適用于遠離高壓交流輸電線地區，處于鋼套管、鋼絲網加強的混凝土配重層（套管）外，任何交變磁場能穿透的覆蓋層下的管道外防腐層質量檢測。對埋地管道的埋深、位置、分支、外部金屬構筑物、大的防腐層破損，能給出準確的信息；根據電流衰減的斜率，可以定性確定各段管道防腐層質量的差異，為更準確的防腐層破損點詳查提供基礎。管道問題區的確定4.2交流地電位梯度法（ACVG）

交流地電位梯度法（ACVG）采用埋地管道電流測繪系統（PCM）與交流地電位差測量儀（A字架）配合使用，通過測量土壤中交流地電位梯度的變化，用于埋地管道防腐層破損點的查找和準確定位。對處于套管內破損點未被電解質淹沒的管道本方法不適用，另外下列情況會使本方法應用困難或測量結果的準確性受到影響：

a）A字架距離發射機較近；

b）測試不可到達的區域，如河流穿越；

c）覆蓋層導電性很差的管段，如鋪砌路面、凍土、瀝青路面、含有大量巖石回填物。無問題段問題區無問題區無問題段無問題段破損點4.3直流電位梯度法（DCVG）1）適用性 直流電位梯度法（DCVG）測量技術適用于確定埋地管道外防腐層破損點位置；對破損點腐蝕狀態進行識別；結合密間隔管地電位測量（CIPS）技術可對外防腐層破損點的大小及嚴重程度進行定性分類。對套管內破損點未被電解質淹沒的管道不適用，另外下列情況會使本方法測量結果的準確性受到影響或應用困難：

a）剝離防腐層下或絕緣物造成電屏蔽的位置，如破損點處外包覆或襯墊絕緣物的管道；

b）測試不可到達的區域，如河流穿越；

c）覆蓋層導電性很差的管段，如鋪砌路面、凍土、瀝青路面、含有大量巖石回填物。2）方法介紹采用周期性同步通/斷的陰極保護直流電流施加在管道上后，利用兩根硫酸銅參比電極探杖，以密間隔測量管道上方土壤中的直流地電位梯度，在接近破損點附近電位梯度會增大，破損面積越大，電位梯度也越大，根據測量的電位梯度變化，可確定防腐層破損點位置；通過檢測破損點處土壤中電流的方向，可識別破損點的腐蝕活性；依據破損點IR%定性判斷破損點的大小及嚴重程度。3）腐蝕活性點的檢測方法及評估

評估破損點的腐蝕類型分為以下四類：

a)陰極的/陰極的（C/C）。這種類型表示當陰極保護系統接通時，防腐層破損部位管道是受陰極保護的，當陰極保護中斷或斷開時，破損處管道仍然保持極化。它們僅消耗陰極保護電流，但不發生腐蝕。

b)陰極的/中性的（C/N）。這種類型是指當陰極保護系統接通時，防腐層破損部位管道是受陰極保護的，但是當陰極保護中斷或斷開時，破損處管道極化狀況接近或達到保護要求。這些缺陷不僅消耗陰極保護電流，而且當陰極保護系統受到干擾時，可能發生腐蝕。

c)陰極的/陽極的（C/A）。這種類型表示當陰極保護系統接通時，防腐層破損處管道好象是受保護的，當陰極保護中斷或斷開時，破損處管道呈陽極。它們不但消耗陰極保護電流，甚至當陰極保護系統正常運行時，這些缺陷處管道也可能發生腐蝕。

d)陽極的/陽極的（A/A）。這種類型指的是不管陰極保護系統是否接通，防腐層破損處管道都沒有受到保護。它們可能消耗也可能不消耗陰極保護電流，同時可能正在發生腐蝕。4）IR%的計算及定性分析

評估破損點大小及嚴重程度定性分類有以下四種： 種類Ⅰ：1%至15%IR。在該類中的防腐層破損通常被認為不需要修復。合適的陰極保護系統能夠對防腐層破損部位的管道提供有效的長期保護。 種類Ⅱ：16%至35%IR根據與埋地試片或者鄰近已開挖的防腐層破損情況相比較，對該類中的防腐層破損可能會建議修復。通常認為，這些破損沒有嚴重的危害，合適的陰極保護系統很可能會起到充分的保護作用。但這類破損需要被記錄下來，精確定位（GPS）并進行監測，以便當防腐層質量變差或陰極保護發生變化時能夠及時得到修復。 種類Ⅲ：36%至60%IR。這類中的防腐層破損被認為應該進行修復。這樣的缺陷通常是陰極保護電流主要的漏失點，以及可能存在嚴重的防腐層損傷。根據與埋地試片或者鄰近已開挖的防腐層缺陷情況相比較，建議對這些缺陷有計劃的

進行修復。這類缺陷同樣需要被記錄下來，精確定位（GPS）并進行監測，以便當防腐層質量變差或陰極保護發生變化時能夠及時得到修復。 種類Ⅳ：61%至100%IR。對這類防腐層破損應立即進行修復。這樣的缺陷不但是陰極保護電流主要的漏失點，同時防腐層還可能存在非常嚴重的問題，并對管道的總體完整性造成危害。4.4音頻信號檢漏法

音頻信號檢漏法適用于一般地段的埋地管道防腐層檢漏；不適用于露空管道、覆蓋層導電性很差的管道、水下管道、套管內的管道的防腐層地面檢漏；水田或沼澤地、高壓交流電力線附近的埋地管道，使用本方法進行防腐層檢漏比較困難。5、小結1）測試的目的間接檢測與評價的目的是地面檢測、識別和確定防腐層缺陷和其他異常點的嚴重程度、及已經發生或可能正在發生腐蝕的區域2）檢測方法和設備選擇 埋地管道間接檢測方法選擇表

測試方法環境密間隔電位測量法（CIPS）直流電壓梯度法或交流電壓梯（DCVG，ACVG）音頻信號檢漏法（pearson）交流電流衰減法（PCM）帶防腐層漏點的管段21.21.22裸管的陽極區管段2333接近河流或水下穿越管段2332無套管穿越的管段21.221.2帶套管的管段3333短套管2222鋪砌路面下的管段3331.2凍土區的管段3331.2相鄰金屬構筑物的管段21.231.2相鄰平行管段21.23