管内阴极保护检测(翻译).docx

管内阴极保护检测：一切都与电流有关 从监管角度来看，近年来管道外腐蚀控制领域已经经历了巨大的变化。然而，在该领域中，却没有太多的辅助监测腐蚀控制措施有效性的新技术。但是，最近随着管内检测装置（ILI）的引入，这种情况发生了改变，ILI是测量管道上阴极保护电流流动的一项技术。 A.W.Peabody在他的经典著作《管道腐蚀控制》中讲到：“当流入到管道上的电流大小合适，它将抑制所有的腐蚀电流从管道上阳极区域流出，同时还会有静电流在管道表面的这些区域上。然后，管道表面都是阴极，从而得到保护。”[1] 阴极保护电流测量装置是一种在线检测工具，它用于测量由阴极保护电流积累和流动产生的管壁电压降。通过欧姆定律，将电压转化为电流，并将结果用图表的方式呈现。下面我们了解一下这项新技术的优点和其在近期管道检测中的案例。 多年以来，直流电流在金属腐蚀中起到的作用已经有清楚的认识了。一般都认为，腐蚀发生在阳极区域，在阳极区域，电流从管道流出。同样的，直流电流在阴极保护中的作用在1823年就已经被清楚的定义了，当时，Sir Hunphrey Davy 第一次为英国海军的铜壳船只安装了阴极保护系统。正如前面所述，Peabody指出，当金属完整的时候使其接收一定的电流可以有效的阻止腐蚀的发生。 在管道上施加保护电流方面，腐蚀专家们已经积累了很多经验。电镀阳极和外加电流已经被应用了很多年。事实上，如何证明整个管道都接收到了电流才是技术的难点。目前，许多已经开发出了许多测量保护电流的技术。这些技术可以分为两类：（1）沿管道方向测量阴保电流；（2）测量从管道流入土壤的阴保电流。 沿管道的阴保电流：一些技术被用于测量管道上的阴保电流。主要包括： *在管道关键位置的阀门和法兰上安装带有电流测量装置的绝缘体，从而判断管道上电流的方向和大小（如图1所示）。 图1 IR降测量站：有时又称之为电流梯度或者四线测试站，在管道建设过程中安装用于测量管道上的电流。这种是典型 的利用外部电流源进行校准，计算出一个类似与分流系数的校正因子（如图2所示）。 图2 根据作者的经验，这些现场的电流测量能够得出一些有价值的数据，但是它们只能反映当前管道的上的电流情况。目前，还没有足够的管道电流测量数据来给出足够的、详细的关于沿整条管道的电流信息。 CP土壤电流：该方法通常利用两个参比电极，常被称之为净保护电流测量技术。一个技术员携带一直参比电极在管道上方沿管道行走，另一个参比电极放置在管道一侧，离管道几英尺的距离。每隔一段时间，记录一次用于阴保电流在管道上方流动而产生的两个参比电极之间的电压降，这样做的目的是证明电流是流入管道，而不是流出管道。这非常类似与DCVG测量。这个方法用一定的优点，但是它很难在复杂管网地区获得有用的数据。它也是利用土壤这一CP电路，间接的、常规的测量方法。这项技术测量得到的土壤中所有的电流，而不仅仅是目标管道的电流。 传统检测方法 多年以来，传统的CP监测是依靠管地电压。根据这一监测方法，可以得出沿管道方向的比线电流测量更多的点的CP参数。测量得到的电压能够很好的反映电流对管道的影响。当测量管道电压时，技术员间接测量出来由于在管地界面流动的电流带来的变化。利用传统方法进行数据采集具有以下困难： *通行权问题（乡村，城市、工厂内） *导电表面（路面） *拥挤的通行权 *水道 *严重的交流和直流土壤电流（IR降，其他的或第三方的阴保电流，交通系统、电力系统并行区域） *防腐层之间的距离（防腐涂层完好管线）或管道/土壤界面。 *时间-劳动密集型调查。 管地电位的主要问题是一种解释，但还有很多其他的外部因素能够影响电位的测量。毫无疑问，只要我们能够获得钢质管道的真正电位，电位是评估防护水平的有效方法。此外，在所有需要的地点都测量得到有效的管地电位是有困难的。 考虑利用三种方法在一段10英里（16公里）的管道上进行防护水平的评估：（1）传统测试点电位调查；（2）密间隔电位调查；（3）利用新型的ILI装置进行的管内电流测量。 传统测试点调查：利用传统的测试点电位监测方法，一个典型的管道阴极保护系统调查通常需要12个测试点，每个测试点之间相隔大约1英里（1.6公里）。这种监测方法能够给我们一个腐蚀减缓措施效果的简单情况。由于这些测试点之间的间距较大，防护水平需要进行一定的假设。这些测试点通常情况下设置起来比较方便，但极少情况下这些点正好能够代表整个防护水平。当进行解释时，还必须考虑到土壤中的IR降。 密间隔电位调查：为获得更多的详细数据，可以采用密间隔电位调查。在密间隔电位调查中，如果每3英尺（0.9米）测量一个数值，如果管道100%都能靠近测量，就可以大约得到17600个数据。这将给出一个更完整的管道保护情况。但是，它依旧需要以下假设，同时，在所有的点上，调查人员必须能正好在