近距离并行管道的阴极保护参数测量方法与流程

1.本公开涉及阴极保护检测技术领域，特别涉及一种近距离并行管道的阴极保护参数测量方法。


背景技术：

2.近距离并行管道是指距离较近的平行或交叉敷设的管道。近距离并行管道的阴极保护系统之间易产生相互干扰，影响各管道的极化电位的测量。而极化电位是反映阴极保护系统是否有效起到管道防腐作用的重要参数，因此，准确测量各管道的极化电位尤为关键。
3.由于各管道上的极化电位易受杂散电流干扰，因此在测量管道的极化定位时，通常还会测量管道的交流电压，以确定交流干扰对管道产生的影响程度。自然电位是管道自腐蚀电位，在管道上实施阴极保护后，自然电位作为参照，在此基础上负偏移100mv或300mv，称为极化，极化电位达到-0.85v管道认为得到保护。因此，在测量极化电位的同时，还需要测量管道的交流电压和自然电位。
4.相关技术中，通过在管道附近设置一试片，并将该试片与管道连接，来测量管道的极化电位、交流电压和自然电位。其中，管道在施加阴极保护之前，通过该试片可以测量管道的自然电位。待管道施加了阴极保护且管道充分极化后，通过该试片可以测量管道的极化电位。然而仅采用同一试片测量上述三个参数，易导致测量结果不准确。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种近距离并行管道的阴极保护参数测量方法，通过设置三组试片，可以分别测量管道的交流电压、极化电位和自然电位，提高了测量的准确性。所述技术方案如下：
6.本公开实施例提供了一种近距离并行管道的阴极保护参数测量方法，所述阴极保护参数测量方法包括：
7.提供多个试片和多个参比电极，所述多个试片与所述多个参比电极一一对应设置，所述多个试片分为三组，三组所述试片分别包括用于测量交流电压的第一组试片、用于测量极化电位的第二组试片和用于测量自然电位的第三组试片，不同组的所述试片的裸露面的裸露面积不同；
8.根据管道的埋地位置确定所述试片的埋设位置；
9.根据所述试片的埋设位置确定所述参比电极的埋设位置；
10.按照确定的所述试片的埋设位置和所述参比电极的埋设位置，将所述试片和所述参比电极埋设，并将所述第一组试片和所述第二组试片与所述管道电连接；
11.设定时间后，采用数据记录仪分别连接所述管道、各个所述试片和各个所述试片对应的所述参比电极，测量所述管道的交流电压、极化电位和自然电位。
12.可选地，每组试片均包括至少三个试片，所述至少三个试片沿平行于所述管道的
敷设方向间隔设置。
13.可选地，同一组所述试片中的各个所述试片的裸露面的裸露面积相同，所述第二组试片中各个试片的裸露面积大于所述第一组试片中各个试片的裸露面积，所述第三组试片中各个试片的裸露面积大于所述第二组试片中各个试片的裸露面积。
14.可选地，所述第一组试片中各个试片的裸露面积均为1cm2，所述第二组试片中各个试片的裸露面积为6.5cm2，所述第三组试片中各个试片的裸露面积为20cm2；
15.或者，所述第一组试片中各个试片的裸露面积均为1cm2，所述第二组试片中各个试片的裸露面积为20cm2，所述第三组试片中各个试片的裸露面积为50cm2。
16.可选地，任意相邻的两个所述试片之间的间隔为d，5d≤d，d为相邻两个所述试片中长度较大的一个所述试片的长度。
17.可选地，所述根据管道的埋地位置确定所述试片的埋设位置，包括：
18.将所述管道的中心轴线的埋地深度作为所述试片的埋设深度；
19.将所述试片的埋设深度处，与所述管道的外壁的水平距离不超过30cm的位置确定为所述试片的埋设位置。
20.可选地，所述根据所述试片的埋设位置确定所述参比电极的埋设位置，包括：
21.将位于所述试片的上方，且距离所述试片的竖直距离不超过3cm，水平距离不超过1cm的位置确定为所述参比电极的埋设位置。
22.可选地，所述按照确定的所述试片的埋设位置和所述参比电极的埋设位置，将所述试片和所述参比电极埋设，并将所述第一组试片和所述第二组试片与所述管道电连接，包括：
23.根据所述试片的埋设位置和所述参比电极的埋设位置，从地面挖作业坑；
24.将三组所述试片和所述参比电极依次对应铺设至所述作业坑中；
25.将所述第一组试片和所述管道通过第一连接导线在地面的测试桩内电连接；
26.将所述第二组试片和所述管道通过第二连接导线在地面的测试桩内电连接；
27.确定所述第一组试片和所述第二组试片与所述管道之间的电连接性是否良好；
28.当确定所述第一组试片和所述第二组试片与所述管道之间的电连接性良好后，将所述作业坑回填；
29.回填完毕后，再次确定所述第一组试片和所述第二组试片与所述管道之间的电连接性是否良好。
30.可选地，确定所述第一组试片和所述第二组试片与所述管道之间与所述管道之间的电连接性是否良好，包括：
31.检测所述第一组试片上的电位和所述第一连接导线上的电位是否相等；
32.当所述第一组试片上的电位和所述第一连接导线上的电位相等时，确定所述第一组试片与所述管道之间的电连接性良好；
33.检测所述第二组试片上的电位和所述第二连接导线上的电位是否相等；
34.当所述第二组试片上的电位和所述第二连接导线上的电位相等时，确定所述第二组试片与所述管道之间的电连接性良好。
35.可选地，所述采用数据记录仪分别连接所述管道、各个所述试片和各个所述试片对应的所述参比电极，测量所述管道的交流电压、极化电位和自然电位，包括：
36.通过导线将所述数据记录仪和所述参比电极电连接，通过导线将所述数据记录仪分别与所述测试桩上与所述试片和所述管道对应的接线端子电连接；
37.采用数据记录仪自动测量各个试片的交流电压、极化电位和自然电位。
38.可选地，所述阴极保护参数测量方法还包括：
39.根据所述试片的埋设位置对多个所述试片进行编号；
40.根据所述试片的编号测量各个所述试片对应的阴极保护参数。
41.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
42.通过采用多个试片，来模拟管道防腐层缺陷点。三组试片中的第一组试片和第二组试片与管道电连接，可以和管道受到同样的阴极保护，从而用于检测管道施加阴极保护后，管道的交流电压和极化电位。而第三组试片未与管道连接，可以用于测量管道的自然电位。采用数据记录仪连接试片、管道和参比电极，即可自动测量管道的交流电压、极化电位和自然电位，测量过程简单，且便于操作。同时，由于在选取测量各个阴极保护参数所用的试片时，考虑的参数也各不相同，最终选取的试片也会有所不同。例如，在测量交流电压时，可以考虑选取裸露面积与管道防腐层上易发生交流腐蚀的缺陷点处的裸露面积相同的试片。在测量自然电位时，可以选取能够减小金属与土壤间的接触电阻，避免局部接触不良导致发生局部腐蚀的试片。而在测量极化电位时，可以根据防腐层类型和管道所处环境等参数选取试片。因此，通过采用不同组的试片测量不同的参数，不同组试片的裸露面的裸露面积不同，可以提高测量的准确性。
附图说明
43.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1是本公开实施例提供的一种近距离并行管道的阴极保护参数测量方法流程图；
45.图2是本公开实施例提供的另一种近距离并行管道的阴极保护参数测量方法流程图；
46.图3是本公开实施例提供的一种试片的埋设示意图；
47.图4是本公开实施例提供的另一种试片的埋设示意图。
具体实施方式
48.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
49.图1是本公开实施例提供的一种近距离并行管道的阴极保护参数测量方法流程图，如图1所示，该阴极保护参数测量方法包括：
50.步骤101、提供多个试片和多个参比电极。
51.其中，多个试片与多个参比电极一一对应设置。多个试片分为三组，三组试片分别包括用于测量交流电压的第一组试片、用于测量极化电位的第二组试片和用于测量自然电
位的第三组试片，不同组试片的裸露面的裸露面积不同。
52.步骤102、根据管道的埋地位置确定试片的埋设位置。
53.步骤103、根据试片的埋设位置确定参比电极的埋设位置。
54.步骤104、按照确定的试片的埋设位置和参比电极的埋设位置，将试片和参比电极埋设，并将第一组试片和第二组试片与管道电连接。
55.步骤105、设定时间后，采用数据记录仪分别连接管道、各个试片和各个试片对应的参比电极，测量管道的交流电压、极化电位和自然电位。
56.本公开实施例通过采用多个试片，来模拟管道防腐层缺陷点。三组试片中的第一组试片和第二组试片与管道电连接，可以和管道受到同样的阴极保护，从而用于检测管道施加阴极保护后，管道的交流电压和极化电位。而第三组试片未与管道连接，可以用于测量管道的自然电位。采用数据记录仪连接试片、管道和参比电极，即可自动测量管道的交流电压、极化电位和自然电位，测量过程简单，且便于操作。同时，由于在选取测量各个阴极保护参数所用的试片时，考虑的参数也各不相同，最终选取的试片也会有所不同。例如，在测量交流电压时，可以考虑选取裸露面积与管道防腐层上易发生交流腐蚀的缺陷点处的裸露面积相同的试片。在测量自然电位时，可以选取能够减小金属与土壤间的接触电阻，避免局部接触不良导致发生局部腐蚀的试片。而在测量极化电位时，可以根据防腐层类型和管道所处环境等参数选取试片。因此，通过采用不同组的试片测量不同的参数，不同组试片的裸露面的裸露面积不同，可以提高测量的准确性。
57.图2是本公开实施例提供的另一种近距离并行管道的阴极保护参数测量方法流程图，如图2所示，该阴极保护参数测量方法包括：
58.步骤201、提供多个试片和多个参比电极。
59.其中，多个试片与多个参比电极一一对应设置。试片是在测试位置代表管道的试片，通常为片状结构。试片的阔面上设置有裸露面(即未涂防腐层的面)，除裸露面外的其它部分涂有防腐层，与管道外壁的防腐层相同，以模拟管道防腐层缺陷点。
60.图3是本公开实施例提供的一种试片的埋设示意图，如图3所示，多个试片分为三组，三组试片分别包括用于测量交流电压的第一组试片a1、用于测量极化电位的第二组试片a2、以及用于测量自然电位的第三组试片a3，不同组试片的裸露面的裸露面积不同。通过设置三组试片，可以分别测量管道的交流电压、极化电位和自然电位这三个参数。
61.可选地，每组试片均包括至少三个试片，同一组内的至少三个试片沿平行于管道的敷设方向间隔设置。通过设置三个试片，则在测量各个参数时，均可以得到三个测量数值，综合三个测量数值，可以使得各参数的测量结果更准确。
62.例如，在测量交流电压时，通过第一组试片a1中的三个试片，可以得到三个交流电压测量值，然后，可以取三个交流电压测量值的平均值，作为最终的交流电压值。
63.如图3所示，同一组试片中的各个试片的裸露面的裸露面积相同，第二组试片a2中各个试片的裸露面积大于第一组试片a1中各个试片的裸露面积，第三组试片a3中各个试片的裸露面积大于第二组试片a2中各个试片的裸露面积。
64.通过采用不同裸露面积的试片分别测量管道的交流电压、极化电位和自然电位，可以使得最终的测量结果更准确。
65.可选地，第一组试片a1中各个试片的裸露面积均为1cm2，第二组试片a2中各个试
片的裸露面积为6.5cm2，第三组试片a3中各个试片的裸露面积为20cm2；
66.或者，第一组试片a1中各个试片的裸露面积均为1cm2，第二组试片a2中各个试片的裸露面积为20cm2，第三组试片a3中各个试片的裸露面积为50cm2。
67.研究发现，交流腐蚀往往发生在金属裸露面积大约1cm2的防腐层缺陷点，因此在测试交流电压时，选择1cm2裸露面积的试片。第二组试片a2和第三组试片a3中各个试片的裸露面积可以根据防腐层的防腐效果设置。当防腐层的防腐效果越差时，可以选取裸露面积较大的极化电极。
68.示例性地，当管道的防腐层为3pe层(即三层聚乙烯防腐，三层结构的底层为环氧类涂料，中间层为胶粘剂，外防护层为聚乙烯)时，三组试片a1、a2和a3的裸露面积由小至大分别为1cm2、6.5cm2和20cm2。
69.当管道的防腐层为其它防腐效果较差的层时，三组试片a1、a2和a3的裸露面积由小至大分别为1cm2、20cm2和50cm2。
70.可选地，任意相邻的两个试片之间的间隔为d，5d≤d，d为相邻两个试片中长度较大的一个试片的长度(图中未示出)。
71.其中，试片的长度为试片沿管道埋设方向上的长度。采用上述设置方式，可以防止试片之间的设置距离较近，产生相互影响。造成各个试片的测量参数不准确。
72.示例性地，相邻的两个试片之间的间隔为30cm。
73.需要说明的是，在本公开实施例中，可以在近距离并行管道的沿线段依次设置上述三组试片。其中，第一组试片a1和第二组试片a2中的各个试片沿管道100的敷设方向，间隔设置在管道100的一侧，第三组试片a3中的各个试片沿管道100的敷设方向，间隔设置在管道100的另一侧。
74.步骤202、根据管道的埋地位置确定试片的埋设位置。
75.示例性地，步骤202可以包括：
76.将管道的中心轴线的埋地深度作为试片的埋设深度；
77.将试片的埋设深度处，与管道的外壁的水平距离不超过30cm的位置确定为试片的埋设位置。
78.参见图3，此时三组试片a1、a2和a3至管道100的外壁的水平距离l均为30cm。
79.图4是本公开实施例提供的另一种试片的埋设示意图，如图4所示，此时，试片a的埋设深度等于管道100的中心轴线的埋设深度，均为d。
80.步骤203、根据试片的埋设位置确定参比电极的埋设位置。
81.示例性地，步骤203可以包括：
82.选取位于试片的正上方，且距离试片的竖直距离不超过3cm，水平距离不超过1cm的位置为参比电极的埋设位置。
83.参见图4，此时，参比电极b位于试片a的正上方，且参比电极b距离试片a的竖直距离h1不超过3cm，水平距离(图中未示出)不超过0.1cm。
84.步骤204、按照确定的试片的埋设位置和参比电极的埋设位置，将试片和参比电极埋设，并将第一组试片和第二组试片与管道电连接。
85.示例性地，步骤204可以包括：
86.第一步，根据试片的埋设位置和参比电极的埋设位置，从地面挖作业坑。
87.在挖作业坑之前，需要先清除试片的埋设位置周围的障碍物。例如，位于埋设位置地面上的车辆，石头等障碍物。然后，根据确定的试片的埋设位置在地面上画出作业坑开挖位置。从地面画出的作业坑开挖位置处挖坑至设定尺寸。
88.可选地，可以在地面上采用白粉画出作业坑开挖位置。或者，可以通过设置定位桩，对确定出的试片的埋设位置进行标记。
89.在本实施例中，确定埋设位置后，可以在开挖位置的中心点定桩。作业坑尺寸应大于1.5m(宽)
×
2.0m(长)
×
1.5m(深)，以满足试片间隔需求和施工要求。如果只能进行单侧开挖，则作业坑尺寸可以设置的稍小，例如，作业坑尺寸应大于1.0m(宽)
×
2.0m(长)
×
1.5m(深)。
90.在进行完本步骤的第二步之前，还可以采用600目细砂纸将试片表面打磨光滑，去除试片表面的保护膜，对试片进行预处理。
91.第二步，将三组试片和参比电极依次对应铺设至作业坑中。
92.示例性地，可以根据步骤202中确定出的试片的埋设位置，将多个试片依次铺设至作业坑中，然后，用土壤将试片夯实，使试片与土壤亲密接触，并保证埋设试片的土壤与管道埋深处土壤质地相同。接着，再根据步骤203中确定出的参比电极的埋设位置将参比电极埋设至作业坑中。
93.需要说明的是，试片在埋设时，试片的阔面平行于管道，且阔面上的裸露面背对管道设置。
94.示例性地，如图4所示，可以在试片上方设置φ50mmpvc(英文：polyvinyl chloride，中文：聚氯乙烯)参比管，使得参比管中的参比电极位于试片的正上方。其中，参比电极埋设在参比管中填充的土壤内，试片设置在参比管底端的端口上。参比管中填充的土壤内设有电极。参比管的底端插入地底，另一端位于地面上。
95.在本实施例中，参比电极可以选用便携式硫酸铜参比电极。
96.第三步，将第一组试片和管道通过第一连接导线在地面的测试桩内电连接。
97.如图4所示，第一组试片a1和管道100a通过第一连接导线s1在地面的测试桩200内电连接。
98.需要说明的是，各个试片与导线之间应保证连接牢固，且连接电阻尽可能小，连接处还需要进行一定的密封防锈处理。
99.第四步，将第二组试片和管道通过第二连接导线在地面的测试桩内电连接。
100.如图4所示，第二组试片a2和管道100b通过第二连接导线s2在地面的测试桩200内电连接。
101.第五步，确定第一组试片和第二组试片与管道之间的电连接性是否良好。
102.示例性地，检测第一组试片上的电位和第一连接导线上的电位是否相等。当第一组试片上的电位和第一连接导线上的电位相等时，确定第一组试片与管道之间的电连接性良好。
103.检测第二组试片上的电位和第二连接导线上的电位是否相等。当第二组试片上的电位和第二连接导线上的电位相等时，确定第二组试片与管道之间的电连接性良好。
104.第六步，当确定第一组试片和第二组试片与管道之间的电连接性良好后，将作业坑回填。
105.回填过程应注意，先回填细土，将试片和参比管周围土壤埋实后再将粗土堆埋至中间，注意保持参比管直立，避免参比管产生弯曲。
106.第七步，回填完毕后，再次确定第一组试片和第二组试片与管道之间的电连接性是否良好。
107.确定第一组试片和第二组试片与管道之间的电连接性是否良好的方法可以参见上述第五步，本公开实施例在此不再赘述。
108.步骤205、根据试片的埋设位置对多个试片进行编号。
109.在本公开实施例的一种实现方式中，可以在将试片埋设至确定的埋设位置后，在该埋设位置的地面的正上方设置定位桩，在定位桩上进行标号，以便于区分各个试片。
110.示例性地，同一组试片可以采用相同的字母编号，以不同的数字区分。
111.或者，在本公开实施例的另一种实现方式中，还可以在各个参比管的伸出端进行标号，通过参比管记录各试片的试片埋设位置。
112.步骤206、设定时间后，采用数据记录仪分别连接管道、各个试片和各个试片对应的参比电极，根据试片的编号测量各个试片对应的交流电压、极化电位或自然电位。
113.在本实施例中，可以提供一种内置通断周期为5s-off/60s-cycle，采样频率为500ms的数据记录仪c。
114.设定时间大于24小时，即将试片与管道100电连接超过24小时，以保证试片的极化效果，使得试片的电位等于在管道100的同一位置、同样大小的管道防腐层缺陷点处的保护电位，最终使得试片a得到与管道100同样的阴极保护。
115.待试片极化超过24小时后，采用导线s3将测试桩内与管道和各个试片对应的接线端子与数据记录仪的电连接，并采用导线s3将数据记录仪与参比管的土壤内的电极电连接。数据记录仪可以通过三组试片依次自动测量管道的交流电压、极化电位和自然电位。
116.示例性地，还可以在试片的埋设位置安装智能远传终端及er(电阻)腐蚀速率探头。
117.其中，智能远传终端可以采集数据记录仪检测到的各个参数的测量值，并将测量值发送至远处的终端，使得测量人员可以在终端处获取对应测量值，而无需到达现场。
118.er腐蚀速率探头可以自动采集并回传管道的腐蚀速率，以便于测量人员可以根据管道的腐蚀速率进一步了解整个管路的阴极保护情况。
119.本公开实施例通过采用多个试片，来模拟管道防腐层缺陷点。三组试片中的第一组试片和第二组试片与管道电连接，可以和管道受到同样的阴极保护，从而用于检测管道施加阴极保护后，管道的交流电压和极化电位。而第三组试片未与管道连接，可以用于测量管道的自然电位。采用数据记录仪连接试片、管道和参比电极，即可自动测量管道的交流电压、极化电位和自然电位，测量过程简单，且便于操作。同时，由于在选取测量各个阴极保护参数所用的试片时，考虑的参数也各不相同，最终选取的试片也会有所不同。例如，在测量交流电压时，可以考虑选取裸露面积与管道防腐层上易发生交流腐蚀的缺陷点处的裸露面积相同的试片。在测量自然电位时，可以选取能够减小金属与土壤间的接触电阻，避免局部接触不良导致发生局部腐蚀的试片。而在测量极化电位时，可以根据防腐层类型和管道所处环境等参数选取试片。因此，通过采用不同组的试片测量不同的参数，不同组试片的裸露面的裸露面积不同，可以提高测量的准确性。
120.以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。