[发明专利]埋地金属管道防护层健康状况诊断方法

说明书

本申请是申请号为201010189494.4，发明名称：埋地金属管道防护层健康状况诊断、预警及缺陷定位方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及埋地金属管道防护层健康状况的检测、诊断、预警领域。

背景技术

埋地金属管道防护层健康诊断技术对金属管道的安全运行意义重大，多年来各国防腐工作者研究了许多种用于检测金属管道防护层缺陷的方法和技术，主要有向管线输入直流电信号或交流电信号，沿管线检测电位、电流或磁场强度的变化来实现，常用技术有管对地电位法(P/S)、密间隔电位测试法(CIPS)、直流电位梯度法(DCVG)、皮尔逊法(PEARSON)、磁场法、电位差法、管内电流法、变频选频法、电流梯度法等。上述检测方法和技术成本高、实现一条完整的金属管道检测耗时、费力。

目前，在油、气田现场，绝大多数还是采用人工巡线方法，用便携式硫酸铜参比电极和万用表为工具，检测沿埋地金属管道间隔一定距离布置的测试桩上的阴极保护电位，以-0.85V为标准来评价金属管道的受保护情况。这种工作方式存在以下缺点：1)采用人工巡线法测得的阴极保护电位，都是采用便携式硫酸铜参比电极，工作人员责任心不强、专业技术技能不同、经验不同、参比电极埋设位置和深度不同，以及不同时间土壤含水率的变化、通电点电位的变化、测量时间不同等等，都会造成测量得到的阴极保护电位具有较大差异，测得结果没有可比对性；2)埋地金属管道是否受保护，仅以测试桩上的阴极保护电位是否低于-0.85V为判断依据是不科学的。事实上存在这种情况：由于通电点电位较负，即使两个测试桩之间出现了防护层脱落，但所有测试桩上的阴极保护电位都低于-0.85V，因此无法发现管道防护层缺陷；3)阴极保护电位测量中存在测量误差，不同的测量误差引入到不同管段其单位长度防护层横向绝缘层电阻的计算误差是不同的，简单地由相邻两个测试桩上的阴极保护电位计算得到的管段单位长度防护层横向绝缘电阻来评价管段的防护层健康状况会引入很大的评价误差，从而无法实现对管道防护层的健康状况作出正确评价；4)无法实现对管道防护层缺陷的定位。

本发明基于埋地金属管道阴极保护电位遥测技术，能够消除通电点电位变化、不同时段土壤水分含量不同等引起的阴极保护电位波动对管道防护层健康诊断结果的影响，精确测量测试桩上的阴极保护电位，使测量得到的阴极保护电位具有可比对性；能够根据不同的仪表测量误差对不同位置管段实现相应的单位长度防护层横向绝缘电阻的可靠评定；并在现有管道运行条件下无需开挖施工，根据测试桩的历史和当前阴极保护电位测量值，实现对管道防护层的安全预警和缺陷位置的定位。

发明内容

本发明的目的在于：提供一套埋地金属管道阴极保护电位精确测量方法、单位长度防护层横向绝缘电阻可靠评估方法、防护层安全预警和缺陷定位方法。

本发明采用的技术方案：采用基于GPRS无线通信技术的埋地金属管道阴极保护电位无线遥测系统，监控机采用固定IP的ADSL网络通信。采用长效硫酸铜参比电极，固定埋设在测试桩旁边，以保证每次测量结果具有相同的参考。现场仪表采用电池供电，软硬件采用低功耗设计，保证系统的可实现性和长期运行。

埋地金属管道阴极保护电位的测量由微功耗单片机实现。测试桩上的金属片与A/D转换器的输入端连接，埋地金属管道阴极保护电位采集模块的“地”与长效硫酸铜参比电极相连。

在上述技术基础上，本发明包含以下内容：

1管道阴极保护电位精确测量与仪表微功耗实现方法

管道的阴极保护电位在24小时内呈现不规律的波动，其原因是多方面的，如通电点电位的变化，土壤层水分的变化、降雨等。为了精确测量对应测试桩的阴极保护电位并实现测量仪表的微功耗，采用如下方法：

确定N天为管道防护层健康诊断周期；电位测量仪表每天采样24次，即每小时采样一次，其余时间仪表处于睡眠状态，无线通信模块断电；定时时间1小时到，每个管道阴极保护电位采集模块周期采样对应测试桩上的阴极保护电位256次(采样周期0.1秒)，将采样值平均后存于内存单元；一天24小时重复上述过程24次，24小时采样结果的均值作为当天的测量结果。N天24*N次采样结果的均值作为本次诊断周期的评判依据。采用这种数据采样和处理方法，可以最大限度地逼近所在位置埋地金属管道的阴极保护电位，消除外部因素引起的各种干扰，保证每次测量的结果具有很高的可靠性和比对性。同时，到达数据无线发送时刻后，由电位测量仪表的微处理器控制打开无线通信模块的电源，进行无线数据传输，数据通信结束，重新关闭无线通信模块的供电电源，以此实现电位测量仪表的微功耗目的。