防腐漏磁检测项目可行性调查报告.docx

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1、一、概述防腐漏磁检测工程是北京隆科兴市政管网公司 2023 年制定的五大业务之一。防腐漏磁检测目前被广泛应用于石油、自然气长输管道和城市燃气管道，以及其它埋地钢质管道的外防腐层破坏状况的评估与检测；也可做为竣工管道的检测和验收手段。管道腐蚀可分为内腐蚀和外腐蚀两种，而外腐蚀是造成管道穿孔、泄漏的主要因素。外腐蚀又分为化学腐蚀和电化学腐蚀，而电化学腐蚀在管道腐蚀中起主导作用。管道防腐系统消灭问题，如防腐层消灭破损点、局部老化、阴极保护失效等缘由，管道会发生电化学腐蚀， 严峻时会发生腐蚀穿孔泄漏事故。因此加强埋地钢质管道防腐系统的治理是格外重要的，查找和排解地下管道防腐缺陷点与腐蚀点、对管道外防腐

2、破损状况进展评估、检测是消退事故隐患的一项重要工作。目前国内管道检测仍处于国外设备及检测手段的引进和应用阶段。主要仪器供给商有英国雷迪、德国埃德尔和美国莱康等。国内从事管道检测的公司较多，网上调查比较大的有广州精测管线技术、东营五色石测漏技术、河南啄木鸟地下管线检测公司、西安将来检测等。主要业务有：1. 防腐层质量综合评价对埋地管道防腐层的质量进展准确检测并计算出每段管道防腐层的平均绝缘电阻率，按绝缘电阻率值大小评定管道每段质量等级优劣主要应用于旧管道维护与大修和竣工的管道防腐层质量验收。102. 施工竣工管道阴极保护系统的设计和施工为管道设计强制电流阴极保护、牺牲阳极阴极保护与牺牲阳极的埋设

3、施工。3. 通过检测分析推测管道的剩余使用寿命对正在使用的管道进展系统的检测并测量出管道的蚀失量，承受科学系统方法进展评价和推测。可参照的管道检测国家和行业标准有：1. 国家质量监视检验检疫总局下发的在用工业管道定期检验规程试行；2. GB50251-2023输气管道工程设计标准；3. SY/T0087.1-2023钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准；4. SY/T6553-2023管道检验标准在用管道系统检验、修理、改造和再定级；5. SY/T5918-2023埋地钢质管道外防腐修复技术标准；6. Q/SY93-2023自然气管道检验规程；7. Q/GDSJ0023-90管道干线腐蚀掌握调

4、查技术标准；8. SY/T0078-93钢质管道内腐蚀掌握标准；9. SY/T0078-95钢质管道及储罐腐蚀预防护方法标准；10. SY/T6151-1955钢质管道管体腐蚀损伤评价方法；11. SY6186-1996石油自然气管道安全规程；12. 自然气股份自然气管道检验规程；上述标准和法令对管道检测内容、周期都做出了要求，对加快检测技术的进展起到了巨大的推动作用。国内尚无检测资质，大多数公司为各相关协会会员，局部通过ISO9001 国际质量体系、ISO14001 环境治理体系、GB/T28001 职业安康安全治理体系三大体系认证。主要会员单位有：1. 中国城市规划协会地下管线专业委员会；

5、2. 中国城市煤气协会；3. 防腐保温技术中心站。二、技术可行性分析目前国内外对埋地管道腐蚀检测方面已做了大量争论，开发出了各种各样的检测技术。这些技术主要包括管道外腐蚀检测技术和管道内腐蚀检测技术两大类。一管道外腐蚀检测技术管道外腐蚀检测技术最有代表性的就是沟通电流法和直流电压法。1. 沟通电流法沟通电流法在国际上通常被称为皮尔逊检测法PearsonSurve y。其根本原理是：当用一个信号放射机把特定频率的沟通信号通过导线施加在金属管道上时，这种特定频率的沟通信号就会沿管道向前传播，并在无穷远处与放射机的地线形成回路。假设管道的外防腐层完好，由于管道电阻的缘由，管道中沟通信号是沿程均匀衰减

6、的； 假设管道的外防腐层有破损或绝缘不好，在外防腐层破损点便会有电流泄漏入土壤中，这样假设沿程测量管道中的电流信号，在破损点四周，就会有一个管中电流的陡降；同时在管道破损点和土壤之间也会形成电压差，且在接近破损点的部位电压差最大，用仪器在埋设管道的地面上可检测到这种电流或电位特别，即可觉察管道外防腐层破损点。特别指出的是，皮尔逊检测是一种检测方法和根本原理，不是具体的某种设备。皮尔逊检测法最大的特点是向管道施加特定频率的沟通信号，然后在防腐层破损点检测到电流或者电压的特别。基于以上原理，不同的厂家开发出各具特色的产品，这些产品的区分主要在于承受的信号频率不同和接收天线数目和布局不同，目前主流的

7、检测设备有以下两种。C-扫描设备该设备接收机承受 5 根垂直阵列天线，提高了管道定位精度，具有自动识别干扰信号并提示的力量。C-扫描承受的沟通信号是单一的937.5Hz 沟通信号。该设备能够便利地确定被测管道位置或防腐层缺陷位置。在测试过程中自动记录、处理和储存检测数据，现场显示各种检测曲线，可现场评判防腐层性能，并具备数据结果存储和进一步分析评价的能 力。其缺点是设备价格昂贵，稍高的信号频率易受外界电磁杂波的干扰，并且一旦受到干扰，由于设备只有一种频率，很难避开干扰。另外，C-扫描没有测量破损点电压特别的附件。管中电流法测绘设备管中电流法测绘设备PipeCurrentMapping，PCM的

8、最大特点是施加“准直流”的 4Hz 沟通信号做为防腐层破损检测的测绘信号， 并有 128/640Hz 的定位信号。接收机天线承受经典的双水平天线和单竖直天线，既可按峰值双水平天线也可按零值单竖直天线定位。PCM 能够通过A 字架测量破损点的跨步电压SetVoltage的特别。防腐层破损检测的工作原理：现场测量时由放射机向管道上放射肯定频率的检测电磁波信号，用接收机确定管道的准确位置并测量与放射频率相匹配的电流强度及管道埋深，逐点记录检测点距离Xi 及电流值Ii。假设管道内的第n 点与第n+1 点之间防腐层消灭破损， 则局部信号电流从破损处流入土壤中。因此Ii 曲线在这两点间将有特别的衰减，从而

9、确定防腐层破损点的位置，并可依据衰减电流的幅度判定防腐层破损的大小。同时可使用 A 字架测量破损点的跨步电压SetVoltage的特别来进展破损点的准确定位。工作原理：现场测量时由放射机向管道上放射肯定频率的检测电磁波信号，假设管道绝缘层有破损，破损点或搭接点四周会形成球形电场，在地面上形成以漏铁为中心的分布电场，中心处向外形成点位梯度，假设土壤的导电率是均匀的，则等电位线是很多同心圆。通过A 字架测量地外表的电位差来准确定位破损点，并可依据测量的电位差峰值推断破损点大小或搭接状况。PCM 具有数据存储功能，数据可以用国内开发出的相应评价软件分析。如北京埃德尔公司的AD-PDA 版埋地金属管道

10、外防腐层评估软件系统。PCM 具有较大的市场占有率。PCM 的缺点是放射机不带电源， 在野外操作不便利。与PCM 类似的产品还有德国FerrophonEL/G1 设备。其最大的特点是接收机能够直接接收阴极保护的信号，因此对有阴极保护的管道定位格外便利。它把 1.1kHz 沟通信号做为防腐层破损检测的测绘信号，并有 42/10kHz 的定位信号，接收机天线也是承受经典的双水平天线和单竖直天线，既可按峰值双水平天线也可按零值单竖直天线定位。它也能够通过A 字架测量破损点的跨步电压特别。其优点是价格低，缺点是数据不能存储。基于皮尔逊检测法的设备，由于接收机轻松，检测速度较快，自带信号放射机，可以检测

11、没有阴极保护CP的管道，因此目前国内仍较普遍使用，受现场检测人员的欢送。但是这些设备使用局限性也很大：操作者的阅历技能特别重要，没有现场阅历的人不易查找到涂层缺陷的位置，或者是常给出不存在的缺陷信息；很难指示涂层剥离但管道不漏铁的破损点；不能指示CP 效率，易受地电场干扰。2 直流电压法外防腐层破损检测和管道腐蚀状态评价的另一个前沿争论领域就是直流电压梯度法DCVG，其特点是利用现有的阴极保护直流信号或临时向管道施加直流信号，然后在防腐层破损点检测到管对地极化电压的特别，从而确定破损点和破损程度。而承受密间隔电位法C IPS全面测量，有助于评估管道整体阴极保护的状况。这两种技术的结合DCVG+

12、CIPS代表了这一领域的进展方向，也符合国际防腐蚀工程师协会NACE标准RP05022023 的根本要求。密间隔电位测量法密间隔电位法CIPS 主要用于测定CP 系统的效果，间接反映防腐涂层状况。CIPS 法沿管道以间隔 1.01.5m 采集数据，绘制连续的开/关管地电位曲线图，反映管道全线阴极保护电位状况。当防腐层某处存在缺陷时，该处电流密度增大，使保护电位正向偏移，当这种偏移到达肯定数量，在地表就可检测到，当电位铜/硫酸铜参比电极低于-850mV 时，管道就会发生腐蚀。CIPS 法不能检出涂层破损的准确位置，实际上是一种管地电位检测技术并非涂层缺陷检测技术，涂层状况是通过电位分析获得的，

13、因此通常要与DCVG 协作使用。用CIPS 判定CP 缺乏或过保护具有独到之处。直流电压梯度法直流电压梯度法DCVG是由JohnMulvaney 在澳大利亚首先提出，最初应用在通信电缆外护套破损确实定，而后广泛地应用在埋地钢管外防腐层破损的直接检测和评价领域，至今已经有逾 30 年历史。其根本原理是当把一个直流信号比方阴极保护信号施加到带防腐层的管道上，就能在管道的防腐层破损点暴露的管体和大地之间，由于土壤的电阻作用，建立起电压梯度，即土壤的电压降 U.依据土壤的电压降占管道对地电压的百分比来计算涂层缺陷的大小和破损点 的严峻程度，越靠近管道的破损点电压的梯度越大，流失的电流也越大。其推断标准

14、为：小破损点：015 U；中破损点：16 一 35 U；大破损点：36100 U.依据此原理，直流电压梯度法使用高灵敏度的电压表头在管道防腐层破损点上方的地面上测量两个铜/硫酸铜半电池电极的电位差。假设在一个电压降之内两个电极有一段距离12m，一个半电池电位比另一个电位要高，这样就可以确定电位梯度的大小和电流的方向。为了更简洁区分管道上其他直流信号，如长线电池、杂散电流以及其他阴极保护系统，应用直流电压梯度法测量时，要通过特别设计的中断器，以 1/3S开和 2/3S关的比例，向管道施加一种不对称的直流信号。这种直流信号可以从现有的阴极保护系统起点的变压整流器T/R上注入。假设管道不带阴极保护，

15、则可以在管道的测试中，用电池或直流发电机临时建立这种系统。测量时把一个电极探头放在管道正上方，另一个探头放在管道的一侧，两探头相隔 12m，沿管道走向每隔肯定的距离测量一组数据。假设测量到离防腐层破损点足够近，就可以检测到直流电压梯度，并且越接近破损点，高灵敏度的表头对开/关ON/OFF脉冲电流反响越猛烈，越过最强点后，电压降渐渐削减，退回以不同的角度重做圆形探测，两个电极探头电位平衡点之间中点就是破损点中心。先进的DCVG 检测设备带有数据存储功能和GPS 引擎，既能存储测量数据，也能存储地理坐标经纬度数据。全部这些数据都能传输到计算机中，专用的分析软件可直观地显示测量结果和防腐层特别状况。

16、这方面的专业设备和软件的开发，是今后的一个进展方向。DCVG 法对于准确确定破损点位置和破损的程度格外有效，但要全面把握管道的腐蚀状况，还要用CIPS 法对管道阴极保护状态进展测量。现在国际上最前沿的技术是把直流电压梯度法和密间隔电位测量法结合起来使用，即 DCVG+CIPS 技术。一旦对选定的管道作一系列这样的检测，就能够对破损点的严峻程度和整个管道的腐蚀状况作一个评估。二管道内腐蚀检测技术管道内腐蚀检测技术最常用的是漏磁通法和超声波法。1. 超声波检测技术是利用超声波在匀速传播且可在金属外表发生局部反射的特性，进展管道探伤检测的。检测器在管内运行时由检测器探头放射的超声波分别在管道内外外表

17、反射后被检测器探头接收。检测器的数据处理单元便可通过计算探头接收到的两组反射波的时间差乘以超声波传播的速度，得出管道的实际壁厚。由于超声波的传导必需依靠液体介质，且简洁被蜡吸取，所以超声波检测器不适合在气管线和含蜡很高的油管线进展检测，具有肯定的局限性。常见仪器如：TMG2 超声波测厚仪2. 漏磁式管道腐蚀检测设备的工作原理是利用自身携带的磁铁， 在管壁全圆周上产生一个纵向磁回路场。假设管壁没有缺陷，则磁力线囿于管壁之内，均匀分布。假设管内壁或外壁有缺陷，则磁通路变窄，磁力线发生变形，局部磁力线还将穿出管壁之外而产生所谓漏磁。漏磁场被位于两磁极之间的、紧贴管壁的探头检测到，并产生相应的感应信号

18、，这些信号经过滤波、放大、模数转换等处理后被记录到检测器的海量存储器中，检测完成后，在通过专用软件对数据进展回放处理、识别推断。目前，磁漏检测技术被广泛地应用在长输管道、油田集输管网、炼厂管网、城市管网和海底管线的检测上。仪器如：Pipescan 管道腐蚀漏磁检测仪三、工程成熟程度油气管道检测是国内较兴的行业，PCM 外防腐层检测技术在国内应用广泛，但仍处于设备引进应用阶段，国内尚无开发出自主学问产权的相关产品。配套软件在国内已有局部公司开发。DCVG+CIPS 检测技术的应用尚不完善。四、市场需求状况和风险分析一市场需求状况分析我国是一个能源消费大国，对石油、自然气的需求很大。老油气田众多，

19、有的开发已四十年以上。油田管网和埋地管道的腐蚀以外腐蚀为主，管道评估指导管道大修、更换工作量很大，并且存在巨大的经济效益和社会效益。例如山东科特防腐集团管道防腐检测事业部在 2023 年受疆石油治理局托付，在克拉玛依至乌鲁木齐的D529*78mm 管道油改气工程中对管道进展了探测和评估，评价得出管道腐蚀剩余强度满足最大输送压力 3.0Mpa，为该局节约资金 2.3 亿元。另一方面城市燃气管网的安全也越来越受到重视，据统计到2023 年底，全国城市燃气管网长度已到达 89473 公里。且相当局部已运行时间过长，管道腐蚀严峻，已进入泄露频发期。燃气管网泄漏检测有较大需求。但对管道外防腐检测需求不详

20、。二风险分析管道检测属于兴产业，处于仪器引进、应用阶段。尚无行业资质要求，客户较集中在石油、石化行业及城市燃气行业。目前行业门槛不高，前期投入不大，处于市场开发阶段。技术方面对检测人员阅历要求较高，经营压力主要是对客户的开发。长远看从事管道检测的公司在市场开发和技术进步等方面有持续的压力，有经受行业洗牌的风险。五、投资估算主要设备：1.英国雷迪 PCM+管道防腐层检测系统、2.埋地金属管道外防腐层评估软件系统、3.超声波测厚仪、4.管道腐蚀漏磁检测仪设备投资估算为 30 万-50 万3-5月6-8月9-11月12-2月工程筹备设备考察、人员培训市场开发工程施工六、工程实施进度打算七、结论本报告由于时间仓促，主要依据网上调查和其它信息来源。由于我公司有多年管线探测阅历，工程实施技术难度不大。但对人员聘请、培训要求较高，对市场开发应高度重视。