西部管道公司

摘要：雜散電流對埋地管道外防腐層影響日趨嚴(yán)重。通過埋地管道外防腐層缺陷交流電壓梯度（ ACVG）檢測，研究雜散電流排流設(shè)施對埋地管道外防腐層缺陷檢測精度、檢出率的影響以及降低或消除影響的方法。結(jié)果表明，在檢測區(qū)域內(nèi)合理處置排流設(shè)施，能實現(xiàn)ACVG有效檢測，并獲得可靠檢測結(jié)果。

關(guān)鍵詞：埋地管道；防腐層缺陷；交流電壓梯度檢測；排流設(shè)

良好的外防腐層是埋地管道降低外腐蝕風(fēng)險的主要方法，但因外防腐層在溫度、外力等各種因素下會產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致缺陷位置管道發(fā)生腐蝕，影響管道安全運行。隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展，埋地管道受到雜散電流干擾的影響日趨嚴(yán)重，不但加速外防腐層缺陷處管道腐蝕，也影響外防腐層缺陷的檢測。交流電壓梯度（ACVG）技術(shù)是目前檢測埋地管道外防腐層缺陷最主要的方法，研究雜散電流對這一檢測技術(shù)的影響具有現(xiàn)實意義。

1 交流電壓梯度檢測技術(shù)

交流電壓梯度檢測設(shè)備由交流電壓梯度檢測儀、檢測信號發(fā)射機、管線探測儀3個部分組成。檢測信號加載到埋地管道上時，其在埋地管道防腐層缺陷位置通過土壤匯流到信號發(fā)射機，相應(yīng)地就在管道防腐層缺陷附近產(chǎn)生交流地電場。越接近缺陷的部位管道上方地面的電流密度就越大，交流電壓梯度也就越大。使用交流電壓梯度檢測儀沿管道檢測并定位這些交流地電場梯度異常點，即可確定埋地管道外防腐層缺陷的位置，如圖 1所示。

2 雜散電流排流設(shè)施對ACVG檢測的影響

2.1 雜散電流對ACVG檢測的影響及解決辦法

雜散電流對ACVG檢測的影響主要有以下三個方面。

（1）雜散電流對發(fā)射機檢測信號輸出的影響。當(dāng)管道上雜散電流強度太大，檢測信號發(fā)射機將不能向管道發(fā)送檢測信號，導(dǎo)致ACVG檢測作業(yè)無法進行。

（2）雜散電流對接收機檢測精度的影響。當(dāng)雜散電流信號與檢測信號頻率接近或雜散電流強度足夠大時， ACVG檢測儀將由于強電磁干擾而無法工作，不能定位管道或防腐層缺陷。

（3）雜散電流對檢測設(shè)備和人員安全的影響。如果雜散電流強度足夠大，則有可能損壞檢測信號發(fā)射機，更有甚者可能對檢測人員造成傷害。

針對上述情況，可以通過在檢測區(qū)域適宜的位置設(shè)置臨時/永久的排流設(shè)施，降低管道上雜散電流的強度，使檢測環(huán)境符合檢測要求后，再進行ACVG防腐層缺陷檢測作業(yè)。

2.2 排流設(shè)施對ACVG檢測的影響

2.2.1 檢測信號經(jīng)過排流設(shè)施流失的影響

當(dāng)檢測信號輸出點安裝有排流設(shè)施時，一般情況下排流設(shè)施接地電阻相對于管道上防腐層缺陷的接地電阻低，檢測信號發(fā)射機輸出的交流檢測電流大部分將通過信號輸出端→管道→排流設(shè)施→發(fā)射機接地極形成回路（圖 2）。

大部分檢測電流通過排流設(shè)施匯流到信號發(fā)射機，致使管道上獲得的檢測信號非常少，大大降低檢測范圍和缺陷信號強度，導(dǎo)致漏檢，嚴(yán)重影響防腐層缺陷檢出率。當(dāng)防腐層缺陷附近位置安裝有排流設(shè)施時，由于接地體表面積一般遠大于防腐層缺陷面積，檢測電流將通過排流設(shè)施在接地體地面形成交流地電場梯度，強的接地體的電場強度對弱的防腐層缺陷的電場形成屏蔽，導(dǎo)致防腐層缺陷漏檢，詳見表 1。

2.2.2 近距離并行長排流接地體對探測定位的影響

當(dāng)長排流接地體與管道近距離（國內(nèi)典型間距5 m）并行敷設(shè)時，交流電壓梯度檢測電流流經(jīng)管道時，會在排流接地體上產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個交變的感應(yīng)電流在接地體周圍形成二次感應(yīng)磁場，由于接地體的電磁場與管道上檢測電流形成的電磁場頻率相同，加上兩個磁場距離很近，將互相疊加、干擾，導(dǎo)致管道上的磁場形狀發(fā)生變化。管道定位、測深技術(shù)是基于檢測管道上的電磁場強度和位置，因而在管道附近有長的并行接地體時，探測到的管道埋深和位置會存在偏差，并且是不可接受的，詳見表 2、表 3。

3 結(jié)論

雜散電流干擾和排流設(shè)施會對交流電壓梯度法檢測埋地管道防腐層缺陷產(chǎn)生影響，當(dāng)檢測管段內(nèi)存在排流設(shè)施或雜散電流干擾時，會導(dǎo)致漏檢，降低缺陷檢出率。當(dāng)干擾信號強烈時，通過在檢測區(qū)域遠端增加臨時排流設(shè)施可以實現(xiàn)有效檢測；當(dāng)干擾信號不太強烈時（檢測設(shè)備可正常工作），通過臨時拆除檢測區(qū)域內(nèi)的排流設(shè)施，能夠顯著增加防腐層缺陷信號，提高檢出率，得到可靠的檢測結(jié)果。

當(dāng)檢測區(qū)段存在長的近距離并行接地體時，使用電磁感應(yīng)法探測管道/缺陷位置、埋深時，會產(chǎn)生探測誤差，并且這種誤差是不可接受的，需要通過其他檢測技術(shù)或方法對探測定位結(jié)果進行校正，以獲得準(zhǔn)確可靠的檢測結(jié)果。

作者：李振軍， 1984年生，中國石油大學(xué)（華東）材料物理專業(yè)理學(xué)學(xué)士，石油與天然氣工程碩士，現(xiàn)就職于中石油西部管道公司管道處，從事管道防腐管理工作。