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摘要：输油管道防腐蚀层破损、防穿孔相关的理论和方法都在不断地发展，但由于管线材料与环境的千差万别，在油田企业，特别是对于输油管线，其腐蚀穿孔问题一直未能得到很好的解決。
关键词：输油管道;防腐层;破损检查;管道检漏;技术
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-04-293
一、输油管道防腐层破损的检查
1、输油管道防腐层破损的电流衰减的检测。适用于无干扰电流信号的水平埋地管道，电流衰减法检测时，发现在加信号点20m段，电流衰减较大，使用电流衰减法判定不了管道破损或搭接，对垂直管道也无法检测，如单井管道井口立管处破损，不能通过电流衰减法判定。该方法能判定出无干扰管段的防腐保温层破损和牺牲阳极大致位置，但定位精度低，对破损和牺牲阳极的具体状况区分不清，不能判定。应用电流衰减法检测工作效率高，可使用寻管和电流衰减检测可同时进行。
（1）电位差法的适用性。对于采油站附近管段及加信号点附近，电流衰减法判定不了的破损点，使用电位差法可以判定，对于处于复杂管网中的管道破损也判定准确。对垂直管道可以检测，如单井管道井口立管处破损，判断准确。该法能判定防腐保温层破损和牺牲阳极精确位置，定位精度高（0·2m），对破损和牺牲阳极的区分判定方便准确，因牺牲阳极一般不与管道同沟，使用A字架与管道走向成15°～45°角寻找定位。
（2）人体电容法的适用性。对于采油站附近管段，高压线附近管道，接听耳机总是响，无法判定是否有破损及对破损精确定位。应用人体电容法能判定防腐保温层破损，定位精度较高（0·5m），可以进行破损和牺牲阳极的区分判定。可使用寻管和人体电容法检测同时进行。
（3）电流衰减法与电压衰减法的综合应用。电流信号衰减法、电位差法、人体电容法各有优缺点，电流信号衰减法和电位差法具有互补性，若电流信号衰减法和电位差法在一条被检测管道上同时进行，对破损和牺牲阳极的区分判定方便准确：对单井管道井口立管处破损能判定，抗干扰性好，而且测试数据可直接用于防腐保温层绝缘状况分段评价计算。
2、埋地管道防腐保温层绝缘状况评价。埋地管道腐蚀与防护状况评价管体腐蚀与防护状况的四个主要指标是防腐保温层绝缘电阻评价、直流干扰评价、阴极保护状况评价、土壤腐蚀性评价。
（1）管道外覆盖层检测。一是对埋地管道外覆盖层检测信号频率的选择，根据实践结果认为，施加128Hz信号检测效果最佳。二是对埋地管道外覆盖层检测加信号方式的选择，由加信号点向两端测试，以减小干扰影响。三是对埋地管道外覆盖层绝缘状况评价，分为少量不连续的破损点管段、连续破损点管段、绝缘层老化或有密集的微小破损点管段，对各种情况，分别确定大修方案。
（2）直流干扰测试。埋地管道受直流干扰影响的确定可通过两种方法来判断，一是管地电位正向偏移50mV时，确认埋地管道有直流干扰，需采取措施进行排流保护。二是埋地管道附近的电位梯度大于0·5mV/m，确认埋地管道有直流干扰：由于管道测试桩数量少，若使用管地电位正向偏移测量法判定直流干扰，不仅效率低，而且必须破坏埋地管道防腐层，并且管地电位原始值不易确定，所以对可靠性有一定的影响
二、输油管道穿孔检查及防腐层破损点的查找
1、输油管道穿孔泄漏。当油田输油管道发生穿孔泄漏时，泄漏处由于管道内外的压差，使泄漏处的压力突降，泄漏处周围的液体由于压差的存在向泄漏处补充，在管道内产生负压波动，这样过程从泄漏点向上、下游传播，并以指数律衰减，逐渐归于平静，这种压降波动和正常压力波动大不一样，具有几乎垂直的前缘。管道两端的压力传感器接收管道的瞬变压力信息，而判断泄漏的发生，通过测量泄漏时产生的瞬时压力波到达上游、下游两端的时间差和管道内的压力波的传播速度计算出泄漏点的位置。
为了克服噪声干扰，可采用小波变换或相关分析、基于随机变量之间差异程度的信息测度检测等方法对压力信号进行处理。使用自动检漏技术，负压波检漏系统技术的使用，使输油管线泄漏事故减少88%。负压波的传播规律跟管道内的声音、水击波相同，其速度取决于管壁的弹性和液体的压缩性。国内曾经实测过原油管道在平均油温44℃、密度845kg/m3时的水击波传播速度为1029m/s。对于一般原油钢质管道，负压波的速度约为1000～1200m/s，频率范围0.2～20kHz。负压波法对于突发性泄漏比较敏感，能够在3min内检测到，但是对于缓慢增大的腐蚀渗漏不敏感。
2、输油管道穿孔点流量检测。管道在正常运行状态下，管道输入和输出流量应该相等，泄漏发生时必然产生流量差，上游泵站的流量增大，下游泵站的流量减少。但是由于管道本身的弹性及流体性质变化等多种因素影响，首末两端的流量变化有一个过渡过程，所以，这种方法精度不高，也不能确定泄漏点的位置。有的单位在原油管道上安装使用了超声波流量系统，将超声波流量计，夹合在管道外进行测量，然后根据管道温度、压力变化，计算出管道内总量，一旦出现不平衡，就说明出现泄漏。流量差法不够灵敏，但是可靠性较高，它跟其它方法结合使用，可以大大减少误报警。
3、输油管道防腐层破损点的找寻、定位与大小估算。对外覆盖层安全质量状况异常的管段，以及阴极保护效果检测发现问题较多的管段，应进行破损点检测与定位，并估算其大小。目前常用的检测有：RD400-PCM带A字架检测仪以及HT无损检测地下管道防腐层检漏仪。HT系列检漏仪的精度略高于A字架检测仪。建议采用两种方法进行重复定位，以提高检测准确率。为了有效地评估缺陷或破损点的危害，在可能的条件下，应明确外覆盖层的破损点大小，可采用DCVG+CIPS进行涂层破损点大小的判断。
4、破损点严重性与阴阳极状态判断。有效判断管线外覆盖层破损点的严重性与阴阳极状态是确保有缺陷的管道能否安全运行的重要因素。采用DCVG、SCM杂散电流测绘仪确定缺陷点的严重性与阳极/阴极状态。在一般情况下，采用DCVG即可，而对于较复杂且重要的管线，建议采用SCM方法。因为，对于有破损点的管段，SCM能更有效地进行杂散电流测试，找出破损点属于阳极倾向点还是阴极倾向点，为管道的运行维护与排流改造提供较多的信息。
5、SCM的工作原理。智能信号发送器发送独特的电流信号，用SCM智能感应器测量所选管道中流动的干扰电流，确定干扰电流流入目标管道的流入点、方向、流出点。经过以上检测技术的组合，可以掌握地下钢质管道的走向与埋深、外覆盖层安全质量状况、阴极保护电位分布、破损点大小与分布及位置、破损点的严重性与阴阳极趋向，从而为管道使用单位对管道进行维修理与改造提供依据和参考。
三、结束语
当前已问世的各类输油管道防腐层破损检查及检漏设施，有其各自的适用范围和局限性。目前，除了仍然需要继续研究开发准确、快速、轻便、经济的地面无损检测评价手段以外，还应当花大力气研究、应用管道防腐层破损及检漏监测新技术，彻底化被动为主动。继续开发输油管道防腐层破损及检漏方法新技术和隐患监测预警新技术。同时，在油田输油管道安装管道泄漏监测系统，能够确保管道安全运行，努力减少管道泄漏事故的发生，确保社会效益和经济效益。
参考文献
【1】王令;郭坚;浅析管道防腐层检漏[J];金田（励志）;2012年07期
【2】王永峰;管道防腐层的检查及分析技术探讨[J];全面腐蚀控制; 2019年05期
作者单位：地面工程维修中心
关键词：输油管道;防腐层;破损检查;管道检漏;技术
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-04-293
一、输油管道防腐层破损的检查
1、输油管道防腐层破损的电流衰减的检测。适用于无干扰电流信号的水平埋地管道，电流衰减法检测时，发现在加信号点20m段，电流衰减较大，使用电流衰减法判定不了管道破损或搭接，对垂直管道也无法检测，如单井管道井口立管处破损，不能通过电流衰减法判定。该方法能判定出无干扰管段的防腐保温层破损和牺牲阳极大致位置，但定位精度低，对破损和牺牲阳极的具体状况区分不清，不能判定。应用电流衰减法检测工作效率高，可使用寻管和电流衰减检测可同时进行。
（1）电位差法的适用性。对于采油站附近管段及加信号点附近，电流衰减法判定不了的破损点，使用电位差法可以判定，对于处于复杂管网中的管道破损也判定准确。对垂直管道可以检测，如单井管道井口立管处破损，判断准确。该法能判定防腐保温层破损和牺牲阳极精确位置，定位精度高（0·2m），对破损和牺牲阳极的区分判定方便准确，因牺牲阳极一般不与管道同沟，使用A字架与管道走向成15°～45°角寻找定位。
（2）人体电容法的适用性。对于采油站附近管段，高压线附近管道，接听耳机总是响，无法判定是否有破损及对破损精确定位。应用人体电容法能判定防腐保温层破损，定位精度较高（0·5m），可以进行破损和牺牲阳极的区分判定。可使用寻管和人体电容法检测同时进行。
（3）电流衰减法与电压衰减法的综合应用。电流信号衰减法、电位差法、人体电容法各有优缺点，电流信号衰减法和电位差法具有互补性，若电流信号衰减法和电位差法在一条被检测管道上同时进行，对破损和牺牲阳极的区分判定方便准确：对单井管道井口立管处破损能判定，抗干扰性好，而且测试数据可直接用于防腐保温层绝缘状况分段评价计算。
2、埋地管道防腐保温层绝缘状况评价。埋地管道腐蚀与防护状况评价管体腐蚀与防护状况的四个主要指标是防腐保温层绝缘电阻评价、直流干扰评价、阴极保护状况评价、土壤腐蚀性评价。
（1）管道外覆盖层检测。一是对埋地管道外覆盖层检测信号频率的选择，根据实践结果认为，施加128Hz信号检测效果最佳。二是对埋地管道外覆盖层检测加信号方式的选择，由加信号点向两端测试，以减小干扰影响。三是对埋地管道外覆盖层绝缘状况评价，分为少量不连续的破损点管段、连续破损点管段、绝缘层老化或有密集的微小破损点管段，对各种情况，分别确定大修方案。
（2）直流干扰测试。埋地管道受直流干扰影响的确定可通过两种方法来判断，一是管地电位正向偏移50mV时，确认埋地管道有直流干扰，需采取措施进行排流保护。二是埋地管道附近的电位梯度大于0·5mV/m，确认埋地管道有直流干扰：由于管道测试桩数量少，若使用管地电位正向偏移测量法判定直流干扰，不仅效率低，而且必须破坏埋地管道防腐层，并且管地电位原始值不易确定，所以对可靠性有一定的影响
二、输油管道穿孔检查及防腐层破损点的查找
1、输油管道穿孔泄漏。当油田输油管道发生穿孔泄漏时，泄漏处由于管道内外的压差，使泄漏处的压力突降，泄漏处周围的液体由于压差的存在向泄漏处补充，在管道内产生负压波动，这样过程从泄漏点向上、下游传播，并以指数律衰减，逐渐归于平静，这种压降波动和正常压力波动大不一样，具有几乎垂直的前缘。管道两端的压力传感器接收管道的瞬变压力信息，而判断泄漏的发生，通过测量泄漏时产生的瞬时压力波到达上游、下游两端的时间差和管道内的压力波的传播速度计算出泄漏点的位置。
为了克服噪声干扰，可采用小波变换或相关分析、基于随机变量之间差异程度的信息测度检测等方法对压力信号进行处理。使用自动检漏技术，负压波检漏系统技术的使用，使输油管线泄漏事故减少88%。负压波的传播规律跟管道内的声音、水击波相同，其速度取决于管壁的弹性和液体的压缩性。国内曾经实测过原油管道在平均油温44℃、密度845kg/m3时的水击波传播速度为1029m/s。对于一般原油钢质管道，负压波的速度约为1000～1200m/s，频率范围0.2～20kHz。负压波法对于突发性泄漏比较敏感，能够在3min内检测到，但是对于缓慢增大的腐蚀渗漏不敏感。
2、输油管道穿孔点流量检测。管道在正常运行状态下，管道输入和输出流量应该相等，泄漏发生时必然产生流量差，上游泵站的流量增大，下游泵站的流量减少。但是由于管道本身的弹性及流体性质变化等多种因素影响，首末两端的流量变化有一个过渡过程，所以，这种方法精度不高，也不能确定泄漏点的位置。有的单位在原油管道上安装使用了超声波流量系统，将超声波流量计，夹合在管道外进行测量，然后根据管道温度、压力变化，计算出管道内总量，一旦出现不平衡，就说明出现泄漏。流量差法不够灵敏，但是可靠性较高，它跟其它方法结合使用，可以大大减少误报警。
3、输油管道防腐层破损点的找寻、定位与大小估算。对外覆盖层安全质量状况异常的管段，以及阴极保护效果检测发现问题较多的管段，应进行破损点检测与定位，并估算其大小。目前常用的检测有：RD400-PCM带A字架检测仪以及HT无损检测地下管道防腐层检漏仪。HT系列检漏仪的精度略高于A字架检测仪。建议采用两种方法进行重复定位，以提高检测准确率。为了有效地评估缺陷或破损点的危害，在可能的条件下，应明确外覆盖层的破损点大小，可采用DCVG+CIPS进行涂层破损点大小的判断。
4、破损点严重性与阴阳极状态判断。有效判断管线外覆盖层破损点的严重性与阴阳极状态是确保有缺陷的管道能否安全运行的重要因素。采用DCVG、SCM杂散电流测绘仪确定缺陷点的严重性与阳极/阴极状态。在一般情况下，采用DCVG即可，而对于较复杂且重要的管线，建议采用SCM方法。因为，对于有破损点的管段，SCM能更有效地进行杂散电流测试，找出破损点属于阳极倾向点还是阴极倾向点，为管道的运行维护与排流改造提供较多的信息。
5、SCM的工作原理。智能信号发送器发送独特的电流信号，用SCM智能感应器测量所选管道中流动的干扰电流，确定干扰电流流入目标管道的流入点、方向、流出点。经过以上检测技术的组合，可以掌握地下钢质管道的走向与埋深、外覆盖层安全质量状况、阴极保护电位分布、破损点大小与分布及位置、破损点的严重性与阴阳极趋向，从而为管道使用单位对管道进行维修理与改造提供依据和参考。
三、结束语
当前已问世的各类输油管道防腐层破损检查及检漏设施，有其各自的适用范围和局限性。目前，除了仍然需要继续研究开发准确、快速、轻便、经济的地面无损检测评价手段以外，还应当花大力气研究、应用管道防腐层破损及检漏监测新技术，彻底化被动为主动。继续开发输油管道防腐层破损及检漏方法新技术和隐患监测预警新技术。同时，在油田输油管道安装管道泄漏监测系统，能够确保管道安全运行，努力减少管道泄漏事故的发生，确保社会效益和经济效益。
参考文献
【1】王令;郭坚;浅析管道防腐层检漏[J];金田（励志）;2012年07期
【2】王永峰;管道防腐层的检查及分析技术探讨[J];全面腐蚀控制; 2019年05期
作者单位：地面工程维修中心