对管道外防腐层PCM检测方法改进的研究

摘要：根据油田管道腐蚀破损严重的现状，提出了利用电磁无损PCM检测的方法，该方法可以在不开挖的情况下，检测出埋地金属管道的外防腐层的工作状况，定位漏点的范围及深度，但检测程序复杂，检测效率低，不能对管道腐蚀程度进行现场评估。因此本文通过分析PCM检测原理，提出了现场评估漏点腐蚀程度的快捷方法，可为管线检测提供参考。

关键词：PCM；埋地金属管道；电流；外防腐层

【分类号】：TP274

1、引言

工区中有油井173口，水井103口，集输及注水管线共计363条。其中，1998年和2003年投产的管线分别占总数的44.4%和31%，绝大部分油气管道进入高龄阶段。受到高腐蚀性流体，异常压力、生物活动等因素的影响，工区内的管道进入事故的高发期。管道外防腐破坏情况严重，直接导致暴露的金属管道与高矿化度地下水接触形成原电池，造成管道穿孔。为了掌握工区内管道外防腐层状况，保证油田生产，文章研究了PCM电磁检测管道的机理，对工区内的管线外防腐层进行初步检测，利用测得的数据，分析工区内管道外防腐的损坏程度，并在此基础上提出PCM检测方法的改进。

2、PCM系统检测原理

2.1 管线走向检测

PCM系统由超大功率发射机、手持式接收机、A型架三部分组成。根据法拉第电磁感应现象，接收机内置的闭合回路线圈会产生感应电流，由于线圈配置方向不同，管线定位原理被分为峰值法和零值法，如图1，图2。

2.2 外防腐层漏点的确定

发射机提供的交变电流从在外的金属管道的某点供入后，信号电流的大小沿着金属管道规律的变化。由于传输距离有限，管道长度远大于传输距离，因此电流信号满足如下传播规律：

在管道外防腐层完好的情况下，电流i与管道检测距离x呈指数关系。当外防腐层破损时，防腐层电阻 减小，管道电流外泄，检测到的电流会出现骤降。利用该现象确定管道外腐蚀点。

2.3 外防腐层腐蚀程度的确定

2.4 改进的检测方法

从上述检测流程来看，不仅进行现场管道电流检测，还需要将检测的电流记录进行室内处理。工作量大，耗时长，检测效率低。因此，在获取待检测管道的纵向电阻、防腐层分布电容、防腐层电感等基础数据后，将上述公式进行逆推倒，求取管道检测的现场评估标准。

3、PCM检测实例

实验共检测管线25条，以一条管线检测记录进行分析。检测距离间距为5m。管道规格φ60×3.5，长度130m，输送介质为含油污水，泡沫黄夹克防腐层，1998年投产。检测记录：

从图3、4找到三处突变点。将相邻电流比值异常点与表2对比，漏点均属于老化和剥离严重，轻剥即掉。

分析第一个异常点，该点位于计量间附近，属于计量间管线到井口管线的分散处，容易受到同沟管线产生的磁场影响，导致电流异变。因此，检测管线时要远离计量间，远离管线密集的位置。

分析第二个异常点，该点附近没有高压线、计量间建筑物等外界磁场影响，因此，认定是管道外防腐层破损严重造成的电流异常。

分析第三个异常点，发现该点处于管线的拐点。从电流随距离变化的趋势图中，可以看到电流在经过拐点后，又回升到原来的水平，因此认为该点电流的突降是由于拐点发射的电磁场与接收机接受线圈不垂直造成的。

对第二个异常点开挖验证。改进的防腐层检测方法能够准确地确定破损点的位置，并且快捷地评估管线外防腐层的腐蚀程度，提高了工作效率。

4、结论

结合工作环境，对25条管线的检测和分析，获得以下4点认识：

（1）检测管线之前，尽量收集测区内管线的走向图，掌握测量管线近期的运行状况、分支点以及阴极保护等相关信息，这样可以及时有效地去处外部干扰，准确定位漏点。

（2）测量点间距的选择要考虑管道的整体情况，测量时电流的变化情况。电流变化平稳时，可以采用30-50m的间距测量，电流变化较大时，应该采用小于30m的测距。若测到异常点，则需要进行加密检测，间距5m左右。

（3）改进的检测方法是在原检测原理的基础上反推获得的计算方法，在实际操作中，能够很好地缩短施工时间，现场获得防腐层损坏程度评估结果。

（4）在使用PCM检测仪器时，对同一根管线进行多频率发射电流检测，并结合峰值检测方法与零值检测方法，综合确定露点成功率较高。