埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測與評估方法研究

1、重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要管道燃氣在人們生活中作為主要消耗能源的比重越來越大。麗燃氣管道作為管道燃氣的傳輸載體，已經(jīng)成為了城市的根底設(shè)旌之一。同時，由于各種原因的考慮，現(xiàn)有的燃氣管道尤其是主干管道根本上都是埋地鍘質(zhì)管道。由于長期埋在地下，隨著時間的推移，在施工、土壤腐蝕、地形沉降等因素影響下，管道會發(fā)生腐蝕、穿孔、泄露，給燃氣公司和人民群眾帶來嚴重的損失。為了增加埋地鋼質(zhì)管網(wǎng)的平安性，減少潛在的不平安隱患，對新建和在線運行的燃氣管道定期實施腐蝕狀況檢測，為管網(wǎng)的維護和管理提供科學(xué)依據(jù)。這對于燃氣管網(wǎng)的運行有著至關(guān)重要的作用和意義。國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)布和應(yīng)用的埋地鋼質(zhì)管道腐蝕檢測方法與技術(shù)有數(shù)十

2、種之多，它們有其各自的優(yōu)勢和缺乏，對檢測條件的要求以及適用范圍也不盡相同。迄今為：，尚未出現(xiàn)可以全面解決城市埋地燃氣管道腐蝕檢測問題的方法或者技術(shù)方案。本論文較為系統(tǒng)地對現(xiàn)有的各種方法的技術(shù)原理和應(yīng)用條件進行分析研究，初步確定了一個科學(xué)、合理、經(jīng)濟的城市埋地鋼質(zhì)燃氣管道檢測工作流程。并利用深圳市龍崗區(qū)路的實地測量數(shù)據(jù)作為實例，對本文的研究內(nèi)容進行了實例應(yīng)用。為保證埋地鋼質(zhì)燃氣管道的運行維護管理需要，我們可將管道質(zhì)量：狀況評價等級分為、五等。級為最高等級，級為最差等級。由于影響管道質(zhì)量的因素很多，且相互之間關(guān)系復(fù)雜，每一個影響因素就是一個評價指標(biāo)。要想對管道進行客觀的綜合評價就必須建立有效的的指

3、標(biāo)體系。在建立評價指標(biāo)體系時，應(yīng)遵守的馭那么是：系統(tǒng)性、科學(xué)性、可比性、可測取性、獨立性。在遵循上述原那么的根底上，確定管道質(zhì)量評價的主要因子為：埋地時間、漏點線密度、防腐層種類、土壤腐蝕性、運行年限、管段壁厚、防腐層絕緣電阻、電位等作為埋地鋼質(zhì)燃氣管道質(zhì)量狀況評價的指標(biāo)。在以卜檢測工作和埋地鋼質(zhì)燃氣管道管道質(zhì)量狀況評價指標(biāo)體系建立的根底上，我們還可以進行包括數(shù)據(jù)錄入與轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、地圖與工程管理子系統(tǒng)、管嘲管道質(zhì)最狀況評價子系統(tǒng)、可視化屬性查淘子系統(tǒng)、管網(wǎng)實時檢測子系統(tǒng)、客戶效勞子系統(tǒng)、統(tǒng)計與輸出子系統(tǒng)等的埋地鋼質(zhì)燃氣管道運行管理系統(tǒng)的開發(fā)。關(guān)鍵詞：燃氣管道，防腐層，腐蝕檢測，管道質(zhì)最狀況評價

4、重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要，、，：，曲：，：，知識水壩pologoogle為您整理重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論，問題的提出及意義二十一世紀以來，隨著經(jīng)濟的快速開展和人民生活水平的提高，以及環(huán)保意識的逐漸增強，各種管道燃氣在人們生活中作為主要消耗能源的比重越來越大。而燃氣管道作為管道燃氣的傳輸載體，已經(jīng)成為了城市的根底設(shè)施之一。同時，由于各種原因的考慮，現(xiàn)有的燃氣管道尤其是主干管道都是埋地鋼質(zhì)管道。由于長期埋在地下，隨著時間的推移，在施工、土壤腐蝕、地形沉降等因素影響，管道會發(fā)生腐蝕、穿孔、泄露，給燃氣公司和人民群眾帶來嚴重的損失。引起埋地鍘質(zhì)燃氣管道發(fā)生腐蝕的因素有很多，大致包括以下幾局部：管道

5、所輸送的燃氣介質(zhì)具腐蝕性是管內(nèi)壁發(fā)生腐蝕厚度減薄且不均勻的根本原因：原始補曰質(zhì)量、防腐層與回填工藝等缺陷是管道外部腐蝕的誘發(fā)因素；天然震動和頻繁的周期性人文振動如道路交叉口使應(yīng)力刁均勻的管件結(jié)合部位疲勞損傷，繼而產(chǎn)生電偶腐蝕：防腐層自然老化，陰極犧牲陽極保護能力減弱、排流條件發(fā)生變化而未及時調(diào)整，都會導(dǎo)致腐蝕速率趨高：復(fù)雜分布而又方向多交的雜散電流以及化工廢液滲漏等人文因素的影響；其它行業(yè)埋設(shè)地構(gòu)、建筑物時難以防止的開挖影響等。而埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕狀況地面檢測的主要任務(wù)大致包括以下三個方面：評價管體及其配設(shè)管件的金屬腐蝕或疲勞損傷狀況定性與程度定量；探碴防護措施涂敷層、外包覆層、陰極保護或犧

6、牲陽極保護等是否老化、失效或者遭破壞；確定管道平安運行故障和隱患的空間位置，包括：管體及其配設(shè)管件腐蝕或疲勞損傷段點：防腐層剝離、老化、破損以及陰極或犧牲陽極保護失效部位；應(yīng)力變型與堵塞、折斷、泄漏等運行故障點：瑕疵、裂紋、蝕孔等管道缺陷。為了增加埋地鋼質(zhì)管網(wǎng)的平安性，減少潛在的不平安隱患，對新建和在線運行的燃氣管道定期實施防護狀況檢測，即防腐層和陰極保護狀況檢測。通過檢測，可以向燃氣公司提供埋地鋼質(zhì)燃氣管剛的破損點的準確位置、防腐層總體狀況、陰極保護系統(tǒng)的總體狀況，為管嘲的維護和管理提供科學(xué)依據(jù)。這對于燃氣管網(wǎng)的平安運行有著至關(guān)重要的作用和意義。知識水壩pologoogle為您整理重慶大學(xué)碩

7、士學(xué)位論文緒論國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)布和應(yīng)用的埋地鋼質(zhì)管道腐蝕檢測方法與技術(shù)有數(shù)十種之多，它們有其各自的優(yōu)勢和缺乏，對檢測條件的要求以及適用范圍也不盡相同。迄今為止，尚未出現(xiàn)可以全面解決城市埋地燃氣管道腐蝕檢測問題的方法或者技術(shù)方案。所以對現(xiàn)有的各種方法的優(yōu)勢和應(yīng)用條件進行研究，根據(jù)檢測對象的實際情況選擇適用的檢測方法或者方法組合，繼而通過試驗來確定一個科學(xué)、合理、經(jīng)濟的檢測工作流程。在調(diào)查裸露管體、管件以及其他附屬設(shè)施的腐蝕狀況，搜集有關(guān)的信息，采集有關(guān)的數(shù)據(jù)，以對管道腐蝕狀況作出準確、完整的評價就具有很重要的現(xiàn)實意義。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在自然界金屬腐蝕造成的經(jīng)濟損失和環(huán)境污染十分驚人。而使用鋼質(zhì)管道作為

8、材料的埋地燃氣管道受到腐蝕及其造成的損失和嚴重后果也是及其明顯的。同時，隨著燃氣技術(shù)的進步和城市建設(shè)開展，埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測技術(shù)水平與日俱增并越來越受到人們的極大關(guān)注。時至今日，針對埋地管道腐蝕狀況的檢測、評價方法和手段已經(jīng)很多。根據(jù)檢測目的和評價內(nèi)容大體可以分作三類。針對管道埋設(shè)環(huán)境腐蝕性檢測與評價針對管道埋設(shè)環(huán)境腐蝕性檢測主要包括土壤電阻率檢測、土壤地化特性檢測、土壤包氣帶特性檢測等方面。由于土壤作為宏腐蝕電池的“溶液介質(zhì)，其導(dǎo)電性能對埋地管道的腐蝕進程影響極大。在其他條件相同下，管道周圍土介質(zhì)的電阻率越低那么管體遭受腐蝕的程度越高，因此，土壤電阻率調(diào)查是管道埋設(shè)環(huán)境腐蝕性檢測的重要

9、組成局部。而鋼質(zhì)管道在酸性土壤環(huán)境中比其在堿性土壤環(huán)境中更易發(fā)生腐蝕，而且管體穿越值差異較大的土介質(zhì)時往往形成宏腐蝕場，因此測定氧化復(fù)原電位和酸堿度也是是土壤地化特性調(diào)查的主要內(nèi)容。另一方面，埋地鍘質(zhì)管道腐蝕進程與水、氧氣、細菌等關(guān)系密切，因此土壤的溫度、透氣性孔隙度、臺水性飽和度、靜壓力以及地下水位上下等也是管道埋設(shè)環(huán)境腐蝕性檢測的內(nèi)容。對管體腐蝕程度、腐蝕速率的檢測與評價針對管體腐蝕程度、腐蝕速率的檢測與評價那么主要包括掛片模擬、管道開挖檢測和物理探測等方法。掛片模擬分為室內(nèi)掛片和現(xiàn)場掛片兩種，室內(nèi)掛片是采用鹽浴槽模擬腐蝕環(huán)境，埋設(shè)與管道材質(zhì)相同的小管段或者掛片，按一定時間間隔檢查管體或掛

10、片的腐蝕狀況單位面積的蝕斑比率、蝕孔深度、金屬蝕失量等，計算管道的年腐蝕速率。由于不能準確模擬管道的實際埋設(shè)環(huán)境和其他可能發(fā)生的腐蝕致因如雜散電流等，評價結(jié)論可靠性相對較差?，F(xiàn)場掛片模擬直接在現(xiàn)場埋設(shè)試驗短管或重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論者掛片并定期檢測其腐蝕狀況。由于試驗短管并接在運行管道上且其中通過相同的被輸送介質(zhì)，因此比室內(nèi)掛片法能更準確地反映被監(jiān)測管道的腐蝕狀況，本錢相應(yīng)的也要高一些。同時，可能還會受到條件的限制。開挖檢測是最直接的檢測手段，可在監(jiān)測管道腐蝕狀況的同時檢測包覆層的防護性能。缺點開挖本錢較高，尤其是在構(gòu)、建筑物密集地段難以實施。物理探測包括：管體電位測量、管地電位測量、超聲波

11、檢測、漏磁測量等？管體電位測量是指直接測量管體上的腐蝕電位，根據(jù)管體上腐蝕電位的分布特征判斷腐蝕陽極部位。一方面由于測量電極直接與埋地管體保持良好的電性接觸存在著實際上的困難，也不可能做到“連續(xù)觀測，因而對于由厭氧菌或微觀電偶造成的“均勻面狀腐蝕檢出率下降；另一方面，管體上的各種干擾電位往往大于腐蝕電位，使該方法的應(yīng)用范圍受到局限，特別是在人文活動程度較高的地區(qū)更加難以實施。管地電位測量通常測量管地之間的直流電位和縱、橫向電位梯度，也可以測量交流電位和電位梯度。在沒有包覆層例如鑄鐵管道的情況下，可以通過管地電位測量來查明管體上的腐蝕陽極區(qū)段；在有包覆層的情況下管地電位測量更多地用于檢測陰極犧牲

12、陽極保護作用和計算管一地之間的取降值，除了作為調(diào)整陰極保護電流大小的依據(jù)以外，還可以定性地分析管道防腐層的絕緣性能好壞。超聲波測量將超聲波探測器置于待測管道內(nèi)并向前推進，超聲波發(fā)生源向管壁發(fā)射波長極短的聲波，檢波元件拾取管壁兩個側(cè)面的反射信號，經(jīng)處理后給出管壁疵點展開圖，從中可以辯識管體內(nèi)、外壁腐蝕位置、腐蝕面積、蝕坑深度等，是一種較直觀的檢測手段。缺點在于檢測速度慢，不僅需要對在線管路事先做清管處理，而且要求管路平直，難以做到“不終止管道正常運行作業(yè)檢測本錢很高。、漏磁測量是利用漏磁原理檢測管體對電磁波的“吸收程度，繼而分析管體導(dǎo)電、導(dǎo)磁特性的變異及其分布并作出腐蝕狀況評價。不同于超聲波測量

13、的是漏磁測量只能確定管體腐蝕位置而不能區(qū)分腐蝕發(fā)生在管體內(nèi)壁還是外壁。與超聲波測量一樣，漏磁測量也存在檢測條件局限、檢測速度慢、檢測本錢高的問題。對管體防腐層絕緣性能、破損程度的檢測與評價針對管體防腐層絕緣性能、破損程度的檢測與評價包括開挖檢測、物理探測。開挖檢測定期抽樣開挖檢查，通常布置在易發(fā)生腐蝕部位或者疑心發(fā)生腐蝕的部位，檢查有無氣泡、蝕坑、破損、裂紋、剝離、吸水等現(xiàn)象，量測防腐絕緣層厚度并計算電火花檢漏儀輸出電壓，繼而用電火花儀檢測漏電分布情況，必要時現(xiàn)場取樣送實驗室按規(guī)定要求進行分析。開挖后，包覆層絕緣性能檢查與管體腐蝕狀況調(diào)查同時進行。缺點在于本錢隨抽樣率增高，評價難于全面。重慶大

14、學(xué)碩士學(xué)位論文緒論物理探測又分為防腐層缺陷點檢測和防腐層絕緣性能檢測兩種。而防腐層缺陷點的檢測方法有法，等方法；檢測防腐層絕緣電阻的有變頻一選頻法、電流衰減法、掃描等方法。本文研究的目的和內(nèi)容本論文主要對深圳市燃氣集團公司埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測與質(zhì)量狀況評價工程所用的局部檢測和質(zhì)量狀況評價方法進行研究。以期總結(jié)出在埋地鋼質(zhì)管道腐蝕檢測與質(zhì)量狀況評價領(lǐng)域切實可行的方法，使管網(wǎng)的檢測和維護工作更加有充分的科學(xué)依據(jù)，并提高效率。在文中，重點對鋼質(zhì)管道防腐層缺陷檢測、防腐層絕緣電阻測量的幾種方法進行了分析、比擬和研究。提出了埋地鋼質(zhì)燃氣管道質(zhì)景狀況評價的方法，最后利用深圳市龍崗區(qū)路的實地測量數(shù)據(jù)作為

15、實例，對本文的研究內(nèi)容進行實例應(yīng)用。本章小結(jié)本章主要對論文課題提出的背景和意義進行了闡述，簡要介紹了國內(nèi)外對埋地鋼質(zhì)燃氣管道進行腐蝕性檢測與平安評價所采用的方法和技術(shù)現(xiàn)狀進行了概括。最后，介紹了本文研究的目的和內(nèi)容。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析引言在埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測與質(zhì)量狀況評價方面，有很多方法都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。本章將對在本項中所使用的檢測和質(zhì)量狀況評價方法作詳細的分析和研究。管道環(huán)境腐蝕性檢測?埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護工程檢驗?規(guī)定，從埋地鋼質(zhì)管道防護的角度，埋地鋼質(zhì)管道沿線的環(huán)境調(diào)查應(yīng)包括土壤腐蝕性和雜散電流干擾兩方面，以下

16、就管道環(huán)境腐蝕性檢測的內(nèi)容和方法介紹如下。土壤腐蝕性檢測對于管道環(huán)境腐蝕性檢測工作主要使用對管道周圍土壤進行值測量，土壤腐蝕速率測量和土壤電阻率測量等。土壤腐蝕性檢測與質(zhì)量狀況評價主要通過土壤電阻率、土壤腐蝕電流密度、年腐蝕速率、土壤值的檢測綜合起來判斷土壤的腐蝕性強度。土壤電阻率檢測土壤電阻率在?埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護工程檢驗?中的定義：單位長度上管道周圍土壤的電阻，是表征土壤到點性能的指標(biāo)。土壤作為宏腐蝕電池的“溶液介質(zhì)，其導(dǎo)電性能對埋地管道的腐蝕進程影響極大。在其他條件相同下，管道圍土介質(zhì)的電阻率越低那么管體遭受腐蝕的程度越高，因此，土壤電阻率調(diào)查是管道防腐設(shè)計和腐蝕檢測的主要工作工程。檢

17、測原理：當(dāng)檢測儀器與大地構(gòu)成回路時，兩個電流極在土壤中形成電流場，在兩個電位極之間形成電位差，這個電位差與電流極入土的電流量以及電位極之間、電流極之間的土壤電阻率構(gòu)成一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，當(dāng)電流極的入土深度小于相鄰電極距的時，可以看成為球形電極，然后按盤尺其中為土壤電阻率，為相鄰電極距，尺為接地電阻儀示值就可計算出土壤電阻率值，在外進行實測作業(yè)時，可使用一型接地電阻測量儀進行用四極等距法來測量從地表至深度為的平均土壤電阻率，四根電極布置在管道上方，且在一條直線上，電極入土深度應(yīng)小于。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析我們知道，土壤電阻率愈小，說明其導(dǎo)電性愈好，那么土壤腐蝕性愈強。按

18、照質(zhì)量狀況評價標(biāo)準的要求，質(zhì)量狀況評價標(biāo)準見表。表土壤電阻率評價標(biāo)準，等級強中輕土壤電阻率。土壤值檢測土壤值檢測技術(shù)原理為：因為土壤是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三相物質(zhì)所組成的混合物，由土壤顆粒組成的固體骨架中充滿著空氣、水和不同的鹽類。土壤中有水分和能進行電離的鹽類存在，使土壤具有電解質(zhì)溶液的特征，所以埋地鋼質(zhì)管道在土壤中將發(fā)生電化學(xué)腐蝕，那么通過對土壤的值檢測，就可以判定土壤的酸堿性，從而確定管道受周圍土壤環(huán)境腐蝕的程度。由于管體查籃性土壤環(huán)境中些基壟亟絲圭堡巫撞主要墨壟竺腐蝕：墮星笪堡窒墊望叢墮差墨墮盔盟國企廈肚，一毽堡受盛量這笪塹三一因此酸堿瘼堪量上星圭堡些些量竺塑奎墼圭噩避。具體丁作方法是根據(jù)

19、需要在在管道周圍取假設(shè)干土樣，用便攜式計進行測量。土壤值質(zhì)量狀況評價標(biāo)準：土壤的酸性越強其腐蝕性也越強，土壤值與腐蝕等級分類見表。表土壤值評價標(biāo)準等級強中弱土壤值土壤腐蝕電流密度與年腐蝕速率檢測土壤腐蝕電流密度與年腐蝕速率檢測技術(shù)原理：通過測量極化電阻心，然后用公式求出土壤的腐蝕電流密度及年腐蝕速率。一。其中：厶。為腐蝕土壤腐蝕電流密度，是比例系數(shù)，其最小值為，最大值為。如為測量得弱化極化電阻利用原位極化法，使用便攜式智能土壤腐蝕性測量儀進行土壤腐蝕電流密度檢測時，具體作法為現(xiàn)場在管道周圍的土壤中將儀器探頭埋入土中，檢測探頭可以測量金屬材料在工業(yè)水等連續(xù)介質(zhì)或潮濕環(huán)境下非連續(xù)介質(zhì)以及土重慶大學(xué)

20、碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析壤等介質(zhì)中的瞬時腐蝕速度，并利用相應(yīng)的計算機軟件得到腐蝕速度平均值，測量時每隔一分鐘測一組數(shù)據(jù)，每個測點取三次數(shù)據(jù)，取兩次接近的數(shù)據(jù)的平均值做為該點的測值。土壤腐蝕電流密度與年腐蝕速率質(zhì)量狀況評價標(biāo)準：年腐蝕速率與腐蝕電流密度越大，那么腐蝕性越強，按中的要求，詳細質(zhì)量狀況評價等級情況見表。表土壤腐蝕電流密度與年腐蝕速率質(zhì)量狀況評價標(biāo)準等級指標(biāo)極輕較輕輕由強年腐蝕速率電流密度雜散電流檢測交直流雜散電流的干擾是造成埋地鋼質(zhì)管道發(fā)生腐蝕的另一項重要原因，通過對其強度的測定，可判定出對埋地管道的影響程度。雜散電流包括地電流、交流雜散電流和直流雜散電流三種。雜

21、散電流干擾腐蝕原理主要是電解作用，處于腐蝕電池陽極區(qū)的金屬體被腐蝕。干擾源主要為直流電解設(shè)備、電焊機、直流輸電線路及直流電氣化鐵路等。雜散電流檢測方法是利用大地電位梯度的大小來判斷環(huán)境被干擾的程度，并大致判別地中雜散電流的流向，以分析干擾源的位置等。檢測時電極用飽和。參比電極。使用的儀器包括數(shù)字萬用表、飽和銅硫酸銅參比電極。管道交直流干擾通常主要是采用近參比及遠參比法進行判定，特殊地段也可采用地電位梯度法進行輔助測定。測量前應(yīng)對所使用的毫伏表及參比電極進行校驗。對管道出露點應(yīng)進行處理以確保良好的電接觸，參比電極接觸地面點應(yīng)進行濕潤處理。直流干擾：埋地鋼質(zhì)管道的直流干擾，可用管道上任意點上的管地

22、電位較自然電位的偏移或管道附近土壤外表電位梯度進行測量和評價。但電位偏移或土壤外表電位梯度時，可確認有直流干擾。一般采用土壤外表地電位梯度來評價干擾程度，具體直流雜散電流干擾程度指標(biāo)見表：表直流雜散電流質(zhì)量狀況評價標(biāo)準重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析雜散電流強度小中大地電位梯度直流干擾的判定方法：當(dāng)在管道任意點上管地電位較自然電位正向偏移或管道附近土壤中的電位梯度大于時，確定為有直流電干擾；當(dāng)在管道任意點上管地電位較自然電位正向偏移或管道附近土壤中的電位梯度大于時，管道應(yīng)采用支流排流保護或其他防護措施；交流干擾：埋地鋼質(zhì)管道的交流干擾，可用管道交流干擾電壓來進行測量和評價。

23、根據(jù)管道所處的土壤類別，當(dāng)管道交流干擾電壓分別大于堿性土壤、中性土壤、酸性土壤時，需采用交流排流保護或相應(yīng)的防護措施。具體雜散交流電流于擾程度指標(biāo)見表】：表直流雜散電流質(zhì)量狀況評價標(biāo)準期嚴重性程度蝴淤弱中強堿性土壤中性土壤酸性土壤雜散交流電流干擾程度判定方法：當(dāng)管道任意點上管地電位持續(xù)以上時，確定為有交流電干擾；當(dāng)中性土壤中的管道任意點上管地交流電位持續(xù)高于，堿性土壤中高于或酸性土壤中高于時，管道應(yīng)采取交流排流保護或其他防護措施。根據(jù)標(biāo)準規(guī)定，當(dāng)在管道任意點上管地電位較自然電位正向偏移或管道附近土壤中的電位梯度大于時，確定為有直流干擾；當(dāng)在管道任意點上管地電位較自然電位正向偏移或管道附近土壤中

24、的電位梯度大于，時，管道應(yīng)采取直流排流保護或其他防護措施。在以上土壤狀況測量中，根據(jù)以上“土壤電阻率、“土壤類型、“土壤酸堿性“土壤腐蝕速率、“雜散電流等所有土壤狀況測量數(shù)據(jù)，通過計算歸納得到“土壤腐蝕性一個關(guān)于土壤情況的綜合因子，作為埋地鋼質(zhì)燃氣管道質(zhì)量狀況評價指標(biāo)體系的一個評價因子。管地電位和土壤外表電位梯度檢測埋地鋼質(zhì)燃氣管道的管道自然電位、犧牲陽極開路電位、管道保護電位等參重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析數(shù)都是管道質(zhì)量狀況評價的重要指標(biāo)，而這些指標(biāo)均可以采用地表參比法進行測量獲得。而土壤外表電位梯度那么是反響直流干擾的重要因素，以下就這兩種檢測方法進行介紹。地表參比

25、法適用范圍：括管道自然電位、犧牲陽極開路電位、管道保護電位等參數(shù)的檢測，所的儀器包括：數(shù)字萬用表：要求內(nèi)阻不小于，準確度不低于級；參比電極：應(yīng)采用銅一硫酸銅電極，代號為，并應(yīng)滿足通過硫酸銅電極的允許電流密度不大于：電位漂移不能超過的要求。管地電位檢測接線示意圖見圖所示：瓜，薩土啪刁栩了，畦三塹圖管地電位檢測接線示意圖其中：管道被測體；犧牲陽極；檢測樁：數(shù)字萬用表；參比電極。檢測步驟如下：將參比電極放在管道頂部上方范圍的地表潮濕土壤上，應(yīng)保證參比電極與土壤接觸良好：將數(shù)字萬用表調(diào)至適宜的量程上，讀取數(shù)據(jù)，作好記錄，注明該電位值的名稱。直流干擾引起的理地鋼質(zhì)燃氣管道側(cè)的管地電位檢測重慶大學(xué)碩士學(xué)位

26、論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析使用儀器：數(shù)字萬用表：要求內(nèi)阻不小于，準確度不低于級：便攜式自動平衡記錄儀：內(nèi)阻，精度級，量程，檔，零點可調(diào)，走紙速度可調(diào)；參比電極：應(yīng)采用銅一硫酸銅電極，代號為，并應(yīng)滿足通過硫酸銅電極的允許電流密度不大于：電位漂移不能超過的要求。管地電位檢測接線示意圖見圖示：圖直流干擾引起的管地電位檢測其中：管道被測體；檢測導(dǎo)線多股銅芯絕緣軟線：在有電磁干擾的地區(qū)采用屏蔽導(dǎo)線；電壓表；參比電極；檢測樁。檢測步驟如下：檢測點的選擇和分布宜符合以下原那么：預(yù)備性檢測：利用現(xiàn)有的檢測樁點；排流工程檢測：宜根據(jù)預(yù)備性檢測結(jié)果布設(shè)在干擾較嚴重的管段上，檢測點間距以為宜，不應(yīng)大于；排

27、流工程效果檢測：在排流工程各實施點中選定檢測點。排流工程檢測及排流工程效果檢測符合以下原那么：各檢測點的檢測工作同時開始和結(jié)束：各檢測點以相同的讀數(shù)間隔記錄數(shù)據(jù)：重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析干擾源和干擾管道兩方面同步檢測。按圈接好檢測線路，記錄檢測值。檢測時間段為，對運行頻繁的直流電氣化鐵路附近可??；檢測時間段應(yīng)分別選擇具有代表性的負荷變化時間段上。一般選擇在干擾源的高峰、低峰和一般負荷三個時間段上。讀數(shù)時間間隔一般為，電位交變劇烈時，不應(yīng)大于。對擬定的排流點、實際排流點，排流效果評定點及其他代表性的點，進行小時連續(xù)檢測。所有檢測的次數(shù)不宜少于三次，每次的起止時間、檢測

28、時間段、讀數(shù)時間間隔、測定點均應(yīng)相同。數(shù)據(jù)處理從已記錄的檢測值中直接選擇最大值和最小值。然后利用式所示的公式計算出正負管地電位的平均值即可。上一式中：規(guī)定的檢測時間段內(nèi)正、負管地電位的平均值，單位為伏特；分別計算的正、負電位各次讀數(shù)的總和，單位為伏特。規(guī)定時間段內(nèi)讀數(shù)的總次數(shù)。土壤外表電位梯度所用儀器：同直流干擾引起的埋地鋼質(zhì)燃氣管道側(cè)的管地電位檢測。檢測接線圖如圖所示：圖土壤外表電位梯度檢測接線圖重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析其中：、四只銅一飽和硫酸銅參比電極；與的距離相等。且垂直對稱布設(shè)，其中或應(yīng)與管道平行，電極間距為】。當(dāng)受到環(huán)境跟剖時可適當(dāng)縮短，但應(yīng)使電壓表有明顯

29、的指示；檢測導(dǎo)線多股銅芯絕緣軟線；在有電磁干擾的地區(qū)采用屏蔽導(dǎo)線；、兩只電壓表。檢測步驟如下：檢測點的選擇和分布宜符合以下原那么：預(yù)備性檢測：利用現(xiàn)有的檢測樁點；排流工程檢測：宜根據(jù)預(yù)備性檢測結(jié)果布設(shè)在干擾較嚴重的管段上，檢測點間距以為宜，不應(yīng)大于：排流工程效果檢測：在排流工程各實施點中選定檢測點。排流工程檢測及排流工程效果檢測符合以下原那么：各檢測點的檢測工作同時開始和結(jié)束；各檢測點以相同的讀數(shù)間隔記錄數(shù)據(jù)；干擾源和于擾管道兩方面同步檢測。按圖接好檢測線路，記錄檢測值。檢測時間段為，對運行頻繁的直流電氣化鐵路附近可?。粰z測時間段應(yīng)分別選擇具有代表性的負荷變化時間段上。一般選擇在干擾源的高峰、

30、低峰和一般負荷三個時間段上。讀數(shù)時間間隔一般為，電位交變劇烈時，不應(yīng)大于。對擬定的排流點、實際排流點，排流效果評定點及其他代表性的點，進行小時連續(xù)檢測。所有檢測的次數(shù)不宜少于三次，每次的起止時間、檢測時間段、讀數(shù)時間間隔、測定點均應(yīng)相同。同時，讀取電壓表、的值，并將讀數(shù)分成，【一】，“一一】，四種讀數(shù)組合，按式所示計算出組合中的，一平均值。然后，建立直角坐標(biāo)系，使其縱、橫兩軸分別與圖的、對應(yīng)，將計算出的四種讀數(shù)的平均值分別記入坐標(biāo)中，然后利用矢量合成法分別求出各自的矢量和。沿著某一干擾段選取幾個地點，重復(fù)進行上述的檢測及數(shù)據(jù)處理，通過幾個檢測點的電位梯度大小和方向判斷雜散電流源的方位。上述測得

31、的數(shù)值或經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的測景值，分別除以對應(yīng)的參比電極間距以米為單位，即為電位梯度。注：單獨檢測電表電位梯度時，參比電極的間距以為宜。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析管道外防腐層檢測技術(shù)為保證埋地鋼質(zhì)燃氣管道的平安運行，延長管道的使用壽命，目前國內(nèi)外對埋地鋼管的防腐都有如下規(guī)定：埋地鋼管都必需要有緊密包裹的防腐層。從埋地鋼質(zhì)燃氣管道夕防腐層的構(gòu)成來看，一般都是由具有與金屬有良好的粘結(jié)性，電絕緣性能好，防水及化學(xué)穩(wěn)定性好，有足夠的機械強度和韌性，耐熱和抗低溫脆性，耐陰極剝離性能好，抗微生物腐蝕，破損后易修復(fù)，價格低廉便于旌工的材料如石油瀝青，煤焦油瓷漆，熔結(jié)環(huán)氧粉末，聚烯烴膠

32、粘帶，擠出聚乙烯，三層結(jié)構(gòu)，雙環(huán)氧熔結(jié)粉末等組成。但是很多管道從竣工投產(chǎn)及其后的日常運行，由于埋地鋼質(zhì)燃氣管道經(jīng)常是處在防腐層有破損的狀態(tài)下，以致嚴重縮短了管道的使用年限，并帶來很多平安問題。由此可見，對防腐層狀況進行檢測很有必要。防腐層狀況檢測與質(zhì)量狀況評價主要時通過絕緣電阻和缺陷密度來衡量管道防腐層的質(zhì)量狀況。防腐層絕緣電阻是反響防腐層材料的分解老化、應(yīng)力剝離、損傷、及其它缺陷的一個綜合性參數(shù)，可以判斷管道防腐層損壞程度或防腐層的防護效果。防腐層缺陷密度是每公里管道的防腐層缺陷數(shù)量，可直接地反響管道的運行現(xiàn)狀或施工質(zhì)量。管線外防腐層狀況的檢測技術(shù)既可以是接地技術(shù)比方：和也可以是電磁技術(shù)比方

33、：檢測，和。接地技術(shù)測量的是由陰極保趁壁星！望墮重型縫堪妻璺竺堡壁：皇壁墊查型望型莖篁堡圭墅竺莖鎏笪呈盟一衰減量和距離的函數(shù)關(guān)系。孺磊弱西褥積霸百二堡優(yōu)點使得它可以檢測鋪設(shè)在路面下的管道。另外，這些技術(shù)優(yōu)點一般適用快速測量長距離的管線。以下就防腐層缺陷的檢測方法進行分析和研究。防腐層缺陷檢測防腐層缺陷是埋地管道防腐層發(fā)生損壞從而導(dǎo)致管體直接受到腐蝕環(huán)境侵蝕的最直接的反映，通過此項檢測可以準確的找出防腐層現(xiàn)已發(fā)生劣化的點段并可以為后續(xù)的開挖驗證提供準確依據(jù)。對于包敷有防腐層并旖加了陰極保護的埋地管線，防腐層破損的檢測方法主要有交流和直流兩類，有諸如人體電容法法、刪等。在長期的應(yīng)用實踐中，人們對這

34、些儀器和方法有了更深一步的認識，體會到了他們各自的特點、優(yōu)點，同時也發(fā)現(xiàn)了他們各自的局限性。在這里對幾種常見方法的原理和技術(shù)特點以及應(yīng)用條件進行分析。人體電容法法檢測根本原理：當(dāng)一個交流信號加在金屬管道上時，在防腐層破損點便會有電流泄漏入土壤中，這樣在管道破損裸露點和土壤之間就會重慶大學(xué)碩士學(xué)位埝文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析形成電壓差，且在接近破損點的部位電壓差最大，用儀器在埋設(shè)管道的地面上檢測到這種電位異常，即可發(fā)現(xiàn)管道防腐層破損點，以該原理為根底的儀器目前國內(nèi)外均有生產(chǎn)，最具有代表性的是江蘇海安無線電儀器廠生產(chǎn)的系列埋地鋼質(zhì)管道防腐層探測檢漏儀，它用“人體電容法來拾取信號。，是國內(nèi)常

35、用的檢測儀器，是長輸管道運營單位常備的儀器之一。所謂人體電容法就是用人體作檢漏儀的感應(yīng)元件，發(fā)射機向管道施加某一特定的交流信號，探測檢漏人員手持接收機，用步彳亍速度檢測，當(dāng)走到漏點正上方時，喇叭中的聲音及顯示數(shù)值最大，從而可確定防腐層破損點。用接收信號的強弱判定涂層的破損點。目前國內(nèi)仍較普遍的使用，檢測速度較快，但對操作者的技能要求較高。該方法特點在于用人體代替兩只電極，將其對地的耦合電容作為檢漏儀的感應(yīng)元件，當(dāng)操作員走到缺陷點附近時，檢漏儀開始有反映，當(dāng)走到缺陷點正上方時，喇叭中的聲調(diào)最高，儀器面板顯示最大，從而準確找到缺陷點。工作時，為防止遺漏較小的缺陷點及防止周圍環(huán)境的干擾，操作員應(yīng)采用

36、如平行站位等多種方式進行確認。大量的實踐說明：在城市環(huán)境中用交流電位梯度法人體電容法或稱法就可以快速、準確地探測出防腐層缺陷點的位置。這種方法是切實可行的。的原理和應(yīng)用：在埋地管道的陰極保護系統(tǒng)中，被保護的管道每間隔一定的距離例如一公里有一個管地電位檢測樁或叫檢查頭，是用導(dǎo)線與管道體金屬聯(lián)接，然后引到地面上，并做好與地的絕緣。陰極保護站的工作人員定期用毫伏表沿管線逐個在樁上測量該點的管對地電位，從陰極保護站的加電點開始觀察所旌加的電壓沿管道的衰減情況，用以解保護的范圍和異常衰減的區(qū)段。但是這種測量的結(jié)果是很粗糙的，只能對陰極保護狀況做個大致的觀察。由于降的存在，在每個樁上所測得的管對地電位并不

37、是直接加在破損點管道金屬外表與土壤接觸界麗之間的電位，并不能準確判斷對管道保護的效果。在消除降的諸多方法之巾，斷流法被普遍采用。就是在中斷陰極保護電流后的一瞬間，測量管體與土壤界面之間極化電位。這個電位才是陰極保護系統(tǒng)對破損處金屬所施加的起保護作用的電位。通常我們把斷流前所測的電位叫做電位，斷流后所測的電位叫做電位。的含義是近間距管對地電位測量，它由一個靈敏的毫伏表和一個半電池探仗以及一個尾線輪組成。測量時，在陰極保護電源輸出線上串接斷流器斷流器以一定的周期斷開或接通陰極保護電流。例如在一秒周期中三分之二秒斷開，三分之一秒接通。測量從一個陰極保護檢測樁開始，將尾線接在樁上，與管道連通，操作員手

38、持探仗，沿管頂每間隔三米測量一個點，記錄下每個點的和電位。這樣就可以得到沿管道的管對地電位的兩條鹽線。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析如前所述，電位值是代表實際對金屬外表施加的真實保護電位，看它相對毫伏的變化，可知某處陰極保護的實際效果。美國腐蝕工程師協(xié)會對結(jié)果曲線有相應(yīng)的解釋標(biāo)準。的應(yīng)用在對管道陰極保護的有效性評價及發(fā)現(xiàn)防腐層失效范圍方面比以前進了一大步。首先，它的電位曲線是根本消除了瓜降的結(jié)果，更真實地描述了管道陰極保護的有效性。其次，它可以反映出防腐層失效范圍。給出管道上陰極保護和防腐效果的具體的詳細的描述。因此系統(tǒng)一經(jīng)問世，便被各管道公司廣泛采用。方法的局限：對于一

39、個有防腐層的管線，最重要的管駐地電位是囝儡電流流向破損點處的鋼管外表的電位，這個位置的電位是最小的保護電位，最能說酉瓣覆禾躉磊磊磊菘菊霰而磊面；贏藕贏髓確瓤而麗點足夠遠時，所測量的電位最接近這一破損點的真實管對地電位。在地面上，破損點中心表現(xiàn)為破損點電壓梯度場的中心。因此，只有取在破損點梯度場中心處的、電位，才是判斷該破損點陰保有效性的準確數(shù)據(jù)。而典型的方法在沿管線的測量中，所取得的結(jié)果只能是多個破損點漏電流的綜合結(jié)果。所以，其一，在沿管道任何點上讀取的電位值，除恰巧取在某一破損點的中心以外，總是指示出偏好的保護效果，其二，當(dāng)事先沒有管線儀定位管線位置，而口測量線路偏離管道時，也會指示出偏好的

40、保護效果，且會喪失有較嚴重破損點的區(qū)段。對于距離相近的幾個平行管道，的結(jié)果不能有效地評價其中某一管道的陰保效果。此外由于土壤的腐蝕率沿管道走向是變化的，當(dāng)對這一變化不了解時結(jié)果可能與實際情況不符。此外由于其他直流干擾源不能被關(guān)斷，所以所讀取的電位中含有干擾源的地電流所引起的電位降，這是個不確定的誤差。直流電壓梯度測量方法的原理：一個直流信號如陰極保護信號，加載到管道上之后，當(dāng)管道的防腐層存在破損時，電流通過管道破損點向土壤中流去，由于土壤的電位存在，在破損點周圍的土壤中電位梯度就隨著形成，在接近破損點的部位電位梯度增大，電流密度也隨之增大。一般情況下，破損面積越大，屯流密度也就越大，電壓梯度也

41、就越大。通過測量土壤中電位梯度的變化與大小，可對防腐層破損大小進行評價。測量系統(tǒng)，由一個靈敏的電壓毫伏表，兩支硫酸銅電極飽和和電流中斷器三局部組成電流中斷器產(chǎn)生不對稱電流信號，降低雜電于擾，中斷器通過衛(wèi)星信號控制時鐘實現(xiàn)與毫伏表同步。測量時兩支飽和硫酸銅參比電極相距兩米左右，一支放到管道正上方，另一支放在管道的側(cè)面。每測一點，測量儀就會自動記錄下電位梯度值和相應(yīng)的距離位置。測量結(jié)束后，可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析到計算機中，然后進行分析處理，繪制成電位梯度一管道距離曲線圖。方法在測量時使用一個靈敏的毫伏表目前，先進的儀器用數(shù)字液晶屏幕顯示所測最的毫伏數(shù)，用兩

42、個半電池探仗，插入檢測部位的地面，在有破損點的地方，如果兩個探仗間的距離大于半米左右，其中一個半電池探仗測得的電位就會比另一個高，在毫伏表上就顯示出兩探仗之間的電位差值，同時也指示出了產(chǎn)生梯度的電流的方向。為了在測量中便于對信號的觀察和解釋，在測量時，要在陰極保護輸出上加一個斷流器，其自動以每秒一周，秒斷開，秒接通。這樣，液晶屏幕上電壓梯度的數(shù)值就會隨著這個周期有規(guī)律的閃現(xiàn)。在測量過程中，操作員沿管道以米間隔用探仗在管頂上方進行測量。兩探仗一前一后，相距米到米。當(dāng)接近破損點時，可以看到表頭開始響應(yīng)，有梯度數(shù)值不斷閃現(xiàn)。當(dāng)操作員繼續(xù)向前進，當(dāng)跨過這個破損點時，梯度數(shù)值就會變號，并且梯度數(shù)值會隨惹

43、遠離破損點而逐漸減小。返回復(fù)測，仔細追蹤破損點，就可以找到梯度值輸出為零的位置，這時是探仗放在了破損點兩邊的同一等位線上了。所以破損點就在兩探仗的中間。對這點，在與管道走向垂直的方向重復(fù)測量次，兩條探仗連線的交點就是梯度分布的中心，這個位置就在防腐層破損點的正上方。在確定一個破損點后，繼續(xù)向前測量時，要先以每差半米深測一點，在離開這個梯度場后，沒有發(fā)生梯度數(shù)值改變符號，就可以按常規(guī)間距去進行測量了。如果在離開一個破損點時又發(fā)現(xiàn)梯度數(shù)值改變符號，那就說明附近有新的破損點出現(xiàn)。檢測技術(shù)在沒有陰極保護系統(tǒng)時，也可以使用。此時，那么是依靠測量管道的自然地位產(chǎn)生的電場。當(dāng)防腐層有缺陷時，可以測到相應(yīng)的電

44、位梯度，用來判斷防腐層缺陷點的位置和嚴重程度。該方法具有操作方便，適用于管道鋪設(shè)環(huán)境沙漠化比擬嚴重、河流以及山區(qū)石方等地區(qū)特點。由于測量的對象是電位梯度，而在城市環(huán)境中雜散電流于擾到處存在，并且很嚴重。所以在本課題研究時，選用了法。而埋地鋼質(zhì)管道防腐層缺陷檢測的最終目的是求出管道的漏點線密度即單位長度上管道上的漏點個數(shù)，并將其作為質(zhì)量狀況評價指標(biāo)體系的評價因子。防腐層絕緣電阻檢測對埋地鋼質(zhì)管道的腐蝕進行控制的最正確方法是防腐層加陰極保護，兩者相輔相成互為補充。防腐層是腐蝕控制的第一道防線，它的作用是將管道與腐蝕介質(zhì)土壤隔絕，消除腐蝕電池的要素之一與電解質(zhì)接觸；陰極保護是腐蝕控制的第二道防線，通

45、過陰極極化將金屬外表的腐蝕電池的陰、陽極電位趨于一致，消除腐重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析蝕電池要素之、陽極間的電位差。對于防腐層的根本要求，除了機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性之外，其完整性和絕緣性與陰極保護有著真接關(guān)系。完整性、絕緣性好，陰極保護電流密度越小，反之那么越大。對于埋地鋼質(zhì)管道而言，用投產(chǎn)后的陰極保護參數(shù)來評價防腐層質(zhì)量是一個直觀可靠的方法。而反響陰極保護電流密度的防腐層參數(shù)就是防腐層絕緣電阻。埋地鋼質(zhì)燃氣管道防腐層絕緣電阻的是指埋地管道絕緣層單位面積上的絕緣層電阻，其大小是由絕緣層漏敷的數(shù)目和大小所決定的，因此它是衡量防腐層質(zhì)量好壞的尺度，單位為。所謂漏敷包括防腐層

46、的破損、針孔、老化、開裂、剝離。所以，假設(shè)能夠準確定量的測量防腐層絕緣電阻，就可以真實的反映埋地管道防腐層質(zhì)量狀況。埋地管道防腐層絕緣電阻是一分布參數(shù)，其單位長度的絕緣電阻稱：防腐層絕緣線電阻，單位為，線電阻乘管道周長即為：防腐層絕緣面電阻，單位為，因為是“單位面積的絕緣電阻，所以也稱為：防腐層絕緣電阻率。防腐層絕緣電阻值與防腐層質(zhì)量的關(guān)系：在年我國制定發(fā)布中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準“鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕與防護調(diào)查方法中，制定了管道防腐層保護效果評價等級指標(biāo)，如表【：表防腐層絕緣電阻質(zhì)量狀況評價標(biāo)準等級優(yōu)趙可差劣絕緣電阻測量技術(shù)原理：檢測時給管道施加一定頻率、一定強度的電流后，電流由管道向遠方傳遞時

47、會逐漸衰減，當(dāng)防腐層完好無缺陷時，對管道施加的電流隨著遠離發(fā)射點將均勻遞減，但當(dāng)防腐層厚度不均勻或有缺陷時電流的衰減將與防腐層的絕緣電阻有直接的關(guān)系，測出電流的衰減情況就可以計算出防腐層的絕緣電阻。其衰減大小與防腐層的絕緣電阻率有關(guān)，平均絕緣電阻率高，電流衰減就慢，反之那么衰減快，且關(guān)系式為式：一式中：卜管道中任意處的電流強度值；打一發(fā)射機向管道施加電流點的電流值；一測量點到供電點的距離：盯衰減系數(shù)與被測管道的防腐層絕緣電阻率、管道的直徑、厚度、材質(zhì)有關(guān)。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析直流電流一電位法：是美國推薦的典型檢測方法，其原理是通過陰極電流測量電流衰減及電位偏移來

48、計算其防腐層的絕緣電阻。這一方法有以下三中表達式。一般方法通過向被測管道通以陰極保護電流，使其陰極極化，然后測其電流和電位偏移的差值，根據(jù)所測到的根本參數(shù)計算出管段的絕緣電阻。其原理圖如圖、土圖直流法原理圖在圖中點放置一臺帶有通斷裝置的直流電源，向管道輸送陰極電流，在點和點測其管中流動的電流，兩者之差為，并在點和點測其相對遠方大地的通斷狀態(tài)下的管地電位偏移，兩者之差為，這樣就可以計算出該段管道中電流損耗為，平均的電位偏移為，那么該段管道的漏泄電阻為表達式所示：竺！堡！伽口一通過計算出的值和該段管段的外表積之積，就可以得到該段管段的絕緣性能參數(shù)。該方法有兩點需要注意，一是、兩電流值相差必須顯著，

49、一般要求比值至少是：；另一點是、兩點的值必須差不多，否那么其算術(shù)平均值不能貼近真實的平均電位位移，兩個的比率不應(yīng)大于，：。如上述兩點得不到滿足，那么、兩點的間距就必須調(diào)整即縮短或延長。衰減常數(shù)法當(dāng)管段遠離端點時，它的特性屬于帶長性衰減特性，那么可采用一個簡單的程序來求得管道的衰減常數(shù)，以此算出管道的絕緣性能參數(shù)。在遠點給管道施加一個通斷的陰極保護電流，在被測管段的兩點測取值。注意，第一個點要離匯留點足夠遠，避開陽極場的影響，另一是任意點，但它的讀數(shù)必須大到可以充，丫重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析分應(yīng)用的程度。此法不要求測量電流，可以通過式，得到的衰減常數(shù)：血、。式中口管道

50、衰減盥數(shù)一二詈一脅；管段、點的距離，：在、點測得的電位差，；卜管道縱向電阻，：了彘，；霈一占管道橫向漏泄電阻，坐，；一管徑，：管道防腐層絕緣電阻，、管材的電阻率，管壁厚度，。如果檢測中可得到標(biāo)定的電流，同樣可用這一方法校準，只要把式中的電位用電流替代即可：乩：坐、。計算方法和前述一樣。因為用管道電流計算比電位計算受外界影響要小些，所以這一方法更準確一些。電流密度法此方法是計算防腐層絕緣電阻的最為簡單的算法，不過計算結(jié)果是一個平均值。它的根本原理是陰極保護電流造成管道極化電位的偏移，表達式為：式中、伽、。管道斷電對地電位，：一防腐層絕緣電阻，；保護電流密度，該方法測得的值受到土壤電阻率、驗來確定

51、：。交流信號衰減法帶有防腐層的鋼質(zhì)管道如同電纜，溫度、濕度和透氣性的影響，有時可憑經(jīng)當(dāng)有一個交流信號在其中傳播時，就會和重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析通信線路一樣沿線傳播，由于管道縱向電阻和橫向電阻均存在，因此所傳信號按一定規(guī)律衰減，這在很大程度上取決于管道防腐層的絕緣狀況、信號頻率和土壤電阻率。如果管道防腐層的電導(dǎo)率是一致的，那么電流衰減也應(yīng)是一樣的。一旦衰減率發(fā)生突變，那么說明防腐層導(dǎo)電性能發(fā)生了變化，衰減率上升，說明信號電流泄漏量增加，由此可以判斷出防腐層的缺陷，通過一定的計算處理，既可以得到防腐層的絕緣電阻。目前，此項技術(shù)在國內(nèi)亳?。郝鼔嬭幩軌抉髩|塑道三壁直鎏，他

52、們分別采用測量電流奉遂和型量皇魚塞蕉鹽方法來求得防腐層絕緣電阻，因牡所用的儀器，測量方法和數(shù)據(jù)處理方式都有很大不同之處。直流法在實測時受到很多條件的限制如嚴重的交、直流干擾。雜散電流嚴重情況下不適合使用直流法。所以直流電流法的使用條件更適合在野外長輸油氣管道的檢測中使用。在城市燃氣管道檢測中，使用交流信號衰減法比擬而言更適用于本課題的研究。所以，將在下一節(jié)對上述三種方法，各自的使用條件和方法進行介紹和分析研究。防腐層絕緣電阻的交流信號衰減檢測方法在上一節(jié)，我們知道埋地鋼質(zhì)燃氣管道防腐層絕緣電阻的檢測方法主要分為直流法和交流信號衰減法兩種。直流法在實測時受到很多條件的限制如嚴重的交、直流干擾。雜

53、散電流嚴重情況下不適合使用直流法。所以直流電流法的使用條件更適合在野外長輸油氣管道的檢測中使用。在城市燃氣管道檢測中，使用交流信號衰減法比擬而言更適用于本課題的研究。所以，對上述三種方法，分別對其各自的使用條件和方法進行介紹和分析研究如下：法法原理：該方法通過發(fā)射機項管道發(fā)送一個、及的低頻或超低頻交流信號，用接收機從地面上準確地遙測地下管道中該電流信號。管道的防腐層由同種材料構(gòu)成，且各段的平均絕緣電阻率差異不大時，管道中電流強度的對數(shù)與管道遠離供電點的距離成線性關(guān)系變化，其斜率大小取決于防腐層的電阻率。單位距離的衰減率與距離繪制成的二維圖形是一條平行于軸的直線。即為式所示：其中，。厶點的電流分

54、貝值，單位長度管道電流平均衰減率。通過專用軟件分析電流的變化特點，既可以按照電流的突變點確定防腐層的缺陷點，也可以同時識別防腐層無破損缺陷的管段，在分析計算電流變化率、管段的電流電壓衰減系數(shù)口和絕緣電阻。為了克服交流檢測方法中管道的分布電容和分布電感的影響，可以同時采用兩個、三個頻率進行觀測，使、能連。一并算出來，減少、的干擾。當(dāng)檢測信號電流從管道某一點供入后，電流沿管道流動并隨距離增加而有規(guī)重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析律地衰減。對于干管及一般較長的管道，電流將隨距離成指數(shù)衰減，即：稱為衰減系數(shù)。它與管道的電特性參數(shù)、密切相關(guān)；為單位管長的縱向電阻，單位為；為單位管長的

55、橫向電導(dǎo)，單位為，它的倒數(shù)是橫向絕緣電阻，它是防腐層好壞的重要標(biāo)志；當(dāng)管道直徑為中時，管道的絕緣特性參數(shù)可寫成：中的單位是為管道與地間的分布電容，單位為；為管道的自感，單位為：可以用電流變化率來表示，即：其中：或為點的電流讀數(shù)，單位為；為測量點到原點的距離。原點：點可以是電流供入點，也可以是其他起始點。經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后得到以分貝表示的電流值。轉(zhuǎn)換的關(guān)系為：其中：為常數(shù)；為的電流變化率，單位為；可見：是實用單位下的電流衰減系數(shù)，它又是可通過管道上方一系列點上的電流讀數(shù)而測定獲得的。由數(shù)學(xué)物理分析可知：及是如下各參變量的函數(shù)，即：，；，中，其中中為管道外徑；為管壁厚度；為管道鋼材的電阻率，它是可測知的

56、常數(shù)；為頻率，單位為。在進行同一組觀測時，頻率是不變的。但由于儀器的發(fā)射機及接收機都提供有幾種檢測頻率，所以可用幾個不同的頻率對同一管段進行測定，然后解算出所需要的結(jié)果。式是復(fù)雜的，它必需用計算機去進行各種正反演的計算。但是式顯示出：在一定的管道上各種參數(shù)不變時，的改變會影響值；反之，通過測定值也就可以確定管道防腐層的絕緣特性參數(shù)；圖，圖分別顯示了、重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析、曲線在正常及異常條件下的關(guān)系。圖繪出的曲線是頻率時、及的變化曲線。曲線表示現(xiàn)場實測結(jié)果。從曲線中不易直接看出它與衰減系數(shù)之間的關(guān)系，但經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的線那么是一傾斜直線，其斜率為，與成正比，而那么是

57、一水平直線，它與橫坐標(biāo)的距離就是翱。國理論曲線如果管道內(nèi)的第點與點之間防腐層出現(xiàn)破損，那么局部信號電流將從破損處流入土壤中。因此曲線在這兩點問將有異常的衰減，同時在曲線上會出現(xiàn)一個明顯的脈沖形躍變。這就是利用電流的異常衰變確定防腐層破損點的原理。見圖。圖有破損時的理論曲線圖是一個工程的實例，該管道是一條新埋設(shè)的管道，但檢測時發(fā)現(xiàn)有明顯異常；經(jīng)二次開挖、修復(fù)破損后重新進行檢測，異常情況消失，說明此時的防腐層已經(jīng)是處于正常狀況了。重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析二羔旌塋、鬯竺！盯一髓面芒壺芷盤芷主巴七蠹。圖破損修復(fù)前后的理論曲線變頻選頻法變頻選頻法原理：根據(jù)交流信號傳輸理論，當(dāng)

58、電信號通過埋地鋼質(zhì)管道傳輸時，這一系統(tǒng)可視為單線一大地回路，這是一個十分復(fù)雜的不平衡網(wǎng)絡(luò)。反響這個網(wǎng)絡(luò)特性的參數(shù)很多，而且往往是變量，管道防腐層絕緣電阻就是這一網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)之一。經(jīng)過復(fù)雜的理論推導(dǎo)，可確定交頻信號沿管線一大地回路傳輸?shù)臄?shù)學(xué)指標(biāo)體系。在這一指標(biāo)體系中，管道防腐層絕緣電阻包含在所建立的傳輸過程中傳播常數(shù)之中。當(dāng)防腐層材料、結(jié)構(gòu)、管材等參數(shù)時，通過現(xiàn)場進行信號頻率、衰減量等少數(shù)幾項參數(shù)的測量，即可計算出傳播常數(shù)，從而實現(xiàn)防腐層的在線測量?，F(xiàn)場測量時所使用的儀器為管道防腐層絕緣電阻測量儀。該儀器主要由兩部分組成：變頻信號源臺和選頻指示器臺。測量時，在相距的兩個管道檢測樁或任意長管段的兩端

59、，一段接變頻信號源和選頻指示器。另一端接選頻指示器。測量時在收、發(fā)兩端應(yīng)配有對講機聯(lián)絡(luò)。接線完成后，開機使信號源及指示器工作，當(dāng)不知道防腐層絕緣狀況時，可試送左右的信號，此時通過對講機聯(lián)絡(luò)，讀出收、發(fā)兩端的指示電平。如果電平差小于，記錄下此時的頻率值及實測電平值。除進行上述測量外，還需用四極法測量被測管段的土壤電阻率。將管道半徑、壁厚、防腐層厚度、節(jié)點常數(shù)等參數(shù)和上述現(xiàn)場實測的參數(shù)通過專用軟件處理，即可計算出防腐層的絕緣電阻?，F(xiàn)場測量時儀器配置與接線如圖所示：抓惜仲蛹嘶曬重慶大學(xué)碩士學(xué)位淪文埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕檢測方法分析一變頻信號源發(fā)端。及收端迸頻電平表接地極卜被測管段長圖測量接線圖變頻選頻

60、所測值一般與真實值相差較大，更適合于防腐層的定性檢漏。是目前國內(nèi)防腐層狀況普查及大修選擇的主要方法。掃描法掃描工作原理：掃描利用電流衰減原理。加在管道某點上的固定頻率翮薊镢面蕊百麗罾醉麗靂鬲盯琶話釃菊罪麗天匠喬麗石芬?guī)磐叻挛钇峡谥劣捎趯Υ蟮氐碾娏餍孤┒a(chǎn)生衰減。在管道防腐層完好的情礬孤再面聶磊而磊麗播麗磊麗濠兩藏羈酈曠巧下，其信號電流衰減和電流沿管道傳播的距離的關(guān)系成對數(shù)關(guān)系，見圖。、掃描系統(tǒng)信號發(fā)生器向防腐層完好的埋地金屬管道施加的低頻交流信號，沿著管道傳遞時，正常情況下，信號從接入點開始隨距離的增加而逐漸衰減。假如防腐層厚度均勻并且管道與周圍的土壤完全分開，那么管道中的電流強度將成對數(shù)形