[發明專利]一種管道外損傷及陰極保護效果評價方法及裝置

有效

• 申請號: 201410814200.0
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104532264B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 程碧海;李瓊瑋;付彩利;張振云;朱方輝;李明星;奚運濤;張鑫柱
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C23F13/22
• 分類號: C23F13/22
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本發明屬于腐蝕檢測技術領域，具體涉及一種管道外損傷及陰極保護效果評價方法及裝置。

背景技術

目前世界上有超過100萬Km的油氣干線管道投入運行，為保證管道的外防護效果，廣泛采用了外防腐層加陰極保護技術，并成為國際普遍認可和執行的技術要求和標準。為保障油氣管道長壽命、安全服役，加強對在役管道的外防腐層和陰極保護效果的評價意義重大。

針對在役陰極保護管道的運行檢測，國外在上世紀70～80年代曾采用飛機遙測和衛星通訊遙測，數據采集成本高昂。目前管道防腐層及陰極保護效果檢測技術主要有：沿線管地電位測量法、極化探頭法、外防腐層漏電阻法（分外加電流與間隙電流測量）、多頻管中電流法（PCM法）、皮爾遜檢測法（音頻檢漏法）、密間隔電位（CIPS）和交直流地電位梯度（ACVG和DCVG）檢測法，以及在測試樁安裝數據采集收發器等，應用較多而成熟的方法則是PCM法、CIPS+DCVG法和測試樁管地電位法等。

以上管道外檢測方法均需要沿線巡測，人工步行為主、機動車為輔，勞動強度大，對操作人員技術要求高，并且效率低，人為誤差大，甚至弄虛作假，現場儀器自動采集遙測只能安裝有限測量點（一般測試樁）。直接測量管地電位需要GPS同步控制電流中斷器測量以消除IR降，參見CN 102337542 A。目前應用的管道外表面智能檢測的儀器多為進口，檢測費用高（達7000～8000元/Km，較低的國產防腐層破損點單項檢測約4000元/Km），易受人為、環境因素影響。當管道穿越特殊地形如山脈、江河湖泊或城市和環保敏感區或者穿越隧道，以及遭遇惡劣氣候時，人工巡查無法實現。

管道內檢測技術應用最廣泛的是超聲波和漏磁機器人技術，輔有渦流、激光、電視和電磁檢測等。國外美國GE、俄羅斯NGKS公司、英國PI公司和日本NKK公司已推出較先進的管道無損檢測機器人，國內漏磁檢測已實現工業化應用，超聲檢測尚處于探索中，參見中國專利ZL 200510130338.X，勝利石油管理局牽頭花5年時間完成的海底管道內看爬行器及檢測系統于2010年中試成功。

漏磁和超聲技術能有效檢測管道壁厚、內外壁腐蝕損傷和內表面變形等缺陷（超聲與內徑檢測結合可間接檢測管外壁損傷），不能準確提供管道外表面狀況和外防腐層漏點，更不能反映陰極保護電流分布概貌以及是否存在與外管道等金屬件搭接、絕緣接頭（法蘭）絕緣性、排流電池等信息。

管道外部損傷是造成管道泄漏、威脅安全的主要問題之一。當前圍繞管道損傷檢測方面：管道外檢測方法成熟可靠、應用廣泛，但存在實地沿線操作和費用高的問題。管道內檢測方法主要依賴裝置隨流體運動，智能化高，人工要求低，避免主觀性，但要求在管道狹小復雜空間內實現電、磁、聲或激光的發送與接收，管道對機器人微結構的復雜要求又影響其可靠性。

吸收管道內外檢測的優點、避免各自的缺點，設計一種既能在管道內工作無需巡線、又可實現外檢測目標的評價方法具有較好的生產需求與現實意義。

現代電子信息技術迅猛發展，已完全能夠完成微弱電信號的測試，可測量的電壓最低數量級已達納伏（10^-9伏），測量微伏級的熱電偶傳感器信號已十分普遍。對多路傳感器信號實現在線高速切換、采集和存儲；對于管道內行走系統應用十分成熟，如通過微機械與電子信息技術結合的方法可實現管道內的蝕坑檢測，參見中國專利ZL201110079540.X，CN 102135221 B等。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術在人工無法沿線巡查情況下實現檢測管道的問題。

為此，本發明提供了一種管道外損傷及陰極保護效果評價方法，包括如下步驟：

步驟1）清管：用清管器對管道進行處理，并吹干管壁，當蠟質較嚴重時清管器須加裝鋼刷，為測量作準備；

步驟2）將管道外損傷及陰極保護效果評價裝置放入管道內；

步驟3）測取管道電位差數據：在管道充滿商品原油、純凈油品或其它非導電惰性介質情況下，以＜1m/s低流速輸送帶動裝置，裝置行走的同時，采集記錄器記錄第一探頭和第二探頭之間的實時電位差，里程輪記錄裝置行走的實時路程，采集記錄器和里程輪結合完成管道距離與電位差間的對應數據關系；

步驟4）作L-U曲線圖：完成測量段后將裝置取出管道，從采集記錄器5中提取電位差數據，得到該段管道的時間與電位差數據，從裝置的里程輪8取出時間與距離數據，將管道測取的連續點作在距離L-電位差U坐標圖上，得到L-U曲線圖；