专利名称：地埋金属管道阴极保护系统检测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测地埋金属管道阴极过保护及欠保护的保护状况的方法和装置。
背景技术：
地埋金属管道运送各种介质且工作压力高，沿途经过环境变化大，目前采用的方法是外防腐层覆盖进行管道防腐，受各种因素影响，外防腐层会出现老化及破损，只有确定防腐层老化、破损及渗水位置并及时进行修补，才能减小管道腐蚀风险，确保地埋金属管道安全运行。目前地埋金属管道运行管理中采用的方法是观察流量、压力值的变化来判断管道是否发生破损泄漏，起不到预防管道破损的作用，无法防止管内运输介质流失，尤其对于微小的泄漏不敏感。由于不能准确得知管道泄漏点位置，后期开挖更换管道的费用高、工作量大。目前常用的标准管地电位(ΡΛ)测试法通常仅在预定测点获得数据，不能准确获得缺陷位置；为保证管道的安全运行和方便维修管理，采用有效的阴极保护技术可进一步保护管道，减缓其沿途腐蚀。目前常用的皮尔逊(Pearson)测试法不能指示破损的严重程度及阴保效率，且易受外界电流干扰，测试时需要依靠操作者技能，并常有虚警。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以指示破损的严重程度及阴保效率、不受外界电流干扰、不会产生虚警的地埋金属管道阴极保护系统检测方法和装置。本发明的技术解决方案是
地埋金属管道阴极保护系统检测方法，利用地埋金属管道阴极保护系统的整流器，通过GPS同步信号控制电流中断器周期性地接通或关断整流器给地埋管道提供激励信号，数据记录仪通过GPS同步功能实现与电流中断器的开关同步，同时对测得的同步管地电压进行记录和显示，从而得出地埋管道的阴极保护状况。使用上述方法检测地埋金属管道阴极保护系统的装置
它包括激励信号装置和信号检测装置，激励信号装置由埋于地下与大地相连的接地阳极、阴极保护系统整流器和插入地下与地埋金属管道相连的管道测试桩构成的阴极保护设备和由GPS同步信号控制的电流中断器构成，接地阳极与阴极保护系统整流器的正极通过导线相连，管道测试桩通过导线与GPS同步信号控制电流中断器的一端相连，GPS同步信号控制电流中断器的另一端与阴极保护系统整流器的负极相连；信号检测装置由同步GPS电压测量数据记录仪、饱和硫酸铜参比电极探杖和插入地下与地埋金属管道相连的测试桩构成，同步GPS电压测量数据记录仪的两个信号输入端分别与饱和硫酸铜参比电极探杖和测试桩相连。本发明的技术效果是该方法可以指示破损的严重程度及阴保效率，测量时不受外界电流干扰，不会产生虚警，掌握管道的阴极保护状况可以保证管道的安全运行并方便维修管理，减缓管道沿途腐蚀速率。本方法被称作密间隔电位(CIPS，Close IntervalPotential Survey)法，它可获得管道的阴极保护状态，为提高管道阴极保护效果提供客观资料，延长管道使用寿命。检测装置具有结构简单造价低，操作使用方便的优点。与传统方法相比，密间隔电位(CIPS，Close Interval Potential Survey)法具有以下有益效果
CIPS法测得管地电压的开通值(Von)及关断值(Voff)数据可以更科学地反应管道阴极保护状况，为阴极保护系统的维护提供更加客观可靠的依据。CIPS法结合可以精确定位防腐层破损点的位置的直流电压梯度(DCVG，Direct Current Voltage Gradient)法对地埋金属管道进行检测，可实现地埋金属管道运行状况的全面检测，在完成对阴极保护状况的基础上，可以同时实现对防腐层破损的检测及定位，能有效地避免爆管等事故的发生。
图1为本发明实施例地埋管道检测系统方框图； 图2为本发明实施例检测装置连接结构示意图； 图3为本发明实施例检测单元系统方框图； 图4为本发明实施例管地电压曲线及检测结果对照分析图。
具体实施例方式如图1、图2、图3、图4所示，地埋金属管道阴极保护系统密间隔电位检测法的具体步骤如下
1)、激励信号接入关闭由埋于地下与大地相连的接地阳极1、阴极保护系统整流器2 和插入地下与地埋金属管道相连的管道测试桩3构成的被测管段的阴极保护系统，将GPS 同步信号控制电流中断器4连接在阴极保护系统整流器2负极和地埋管道测试桩3之间， 使接地阳极1、阴极保护系统整流器2、GPS同步信号控制电流中断器4、地埋管道测试桩3 和地埋管道之间形成激励信号回路；
2)、信号检测装置接入将饱和硫酸铜参比电极探杖6和测试桩7分别连接到同步GPS 电压测量数据记录仪5的两个测量线缆上；
3)、信号检测、记录和显示将测试桩7插入地下与地埋管道良好接触做为测量起点， 检测人员持饱和硫酸铜参比电极探杖6沿管线正上方行走，每隔1 2米将饱和硫酸铜参比电极探杖6插入土壤中，按下同步GPS电压测量数据记录仪5检测触发按钮，同步GPS 电压测量数据记录仪5的同步检测单元依据GPS时标区分电流中断器开通时刻管地电压 (Von)及关断时刻管地电压(Voff)、并依据公式计算顶降，同步GPS电压测量数据记录仪 5记录测量点与测量起点的坐标、同时计算出记录测量点与起点的距离、测量并记录测量点与起点之间的开通时刻管地电压(Von)和关断时刻管地电压(Voff)，存储并显示以上信息；
4)、分析判断检测人员根据同步GPS电压测量数据记录仪5存储和显示的信息可以分析管地电位数据，开通时刻管地电压(Von)和关断时刻管地电压(Voff)曲线波谷位置的测试点即为地埋管道的阴极保护问题点，从而判断出地埋管道的阴极保护状况，提出管道维护意见。检测时，检测员按下同步GPS电压测量数据记录仪5的检测触发按钮，CPU控制单元记录管地电压的开通值(Von)及关断值(Voff)，显示和存储数据，同时可由铜线长度得出测量里程，记录测点GPS坐标位置。检测人员背向信号源接入点方向行走进行检测，当防腐层在某一点存在破损时， 破损点电流密度会增大，在单位距离内，在该点周围的土壤会产生比其他地方要大的电位降，使得管地电位比阴极保护设计电压向更负的方向漂移，当这种漂移到达一定值时，在地表就可以检测出。通常测量的间距为1 2m，直接测量的管地电位代表参比电极附近一定范围内的管地平均电位(通常是两倍管道埋深的范围)，同时在测试桩附近读取的管地电位包含了土壤IR%降。使用上述方法检测地埋金属管道阴极保护系统的装置
它包括激励信号装置和信号检测装置，激励信号装置由埋于地下与大地相连的接地阳极1、阴极保护系统整流器2和插入地下与地埋金属管道相连的管道测试桩3构成的阴极保护设备和GPS同步信号控制电流中断器4构成，接地阳极1与阴极保护系统整流器2的正极通过导线相连，管道测试桩3通过导线与GPS同步信号控制电流中断器4的一端相连， GPS同步信号控制电流中断器4的另一端与阴极保护系统整流器2的负极相连；信号检测装置由同步GPS电压测量数据记录仪5、饱和硫酸铜参比电极探杖6和插入地下与地埋金属管道相连的测试桩7构成，同步GPS电压测量数据记录仪5的两个信号输入端分别与饱和硫酸铜参比电极探杖6和测试桩7相连。同步GPS电压测量数据记录仪5由信号检测处理单元、检测触发单元、CPU控制单元、GPS同步模块、数据显示及存储单元组成，信号检测处理单元、检测触发单元、GPS同步模块、数据显示及存储单元分别与CPU控制单元相连。
权利要求
1.地埋金属管道阴极保护系统检测方法，其特征在于利用地埋金属管道阴极保护系统的整流器通过GPS同步信号控制电流中断器(4)周期性地接通或关断整流器给地埋管道提供激励信号，利用同步GPS电压测量数据记录仪(5)测量起点和测量点之间的接通和关断管地电压，同时对测得的同步管地电压进行记录和显示，从而得出地埋管道的阴极保护状况，具体步骤如下1)、激励信号接入关闭由埋于地下与大地相连的接地阳极(1)、阴极保护系统整流器(2)和插入地下与地埋金属管道相连的管道测试桩(3)构成的被测管段的阴极保护系统，将 GPS同步信号控制电流中断器(4)连接在阴极保护系统整流器(2)负极和地埋管道测试桩(3)之间，使接地阳极(1)、阴极保护系统整流器(2)、GPS同步信号控制电流中断器(4)、地埋管道测试桩(3)和地埋管道之间形成激励信号回路；2)、信号检测装置接入将饱和硫酸铜参比电极探杖(6)和测试桩(7)分别连接到同步 GPS电压测量数据记录仪(5)的两个测量线缆上；3)、信号检测、记录和显示将测试桩(7)插入地下与地埋管道良好接触做为测量起点，检测人员持饱和硫酸铜参比电极探杖(6)沿管线正上方行走，每隔1 2米将饱和硫酸铜参比电极探杖(6 )插入土壤中，按下同步GPS电压测量数据记录仪(5 )检测触发按钮，同步GPS电压测量数据记录仪(5)的同步检测单元依据GPS时标区分电流中断器开通时刻管地电压Von及关断时刻管地电压Voff、并依据公式计算顶降，同步GPS电压测量数据记录仪(5)记录测量点与测量起点的坐标、同时计算出记录测量点与起点的距离、测量并记录测量点与起点之间的开通时刻管地电压Von和关断时刻管地电压Voff，存储并显示以上信息；4)、分析判断检测人员根据同步GPS电压测量数据记录仪(5)存储和显示的信息可以分析管地电位数据，开通时刻管地电压Von和关断时刻管地电压Voff曲线波谷位置的测试点即为地埋管道的阴极保护问题点，从而判断出地埋管道的阴极保护状况，提出管道维护JAL ο
2.使用权利要求1所述的地埋金属管道阴极保护系统检测方法检测地埋金属管道阴极保护系统的装置，其特征在于它包括激励信号装置和信号检测装置，激励信号装置由埋于地下与大地相连的接地阳极(1)、阴极保护系统整流器(2)和插入地下与地埋金属管道相连的管道测试桩(3)构成的阴极保护设备和GPS同步信号控制电流中断器(4)构成，接地阳极(1)与阴极保护系统整流器(2)的正极通过导线相连，管道测试桩(3)通过导线与GPS 同步信号控制电流中断器(4)的一端相连，GPS同步信号控制电流中断器(4)的另一端与阴极保护系统整流器(2)的负极相连；信号检测装置由同步GPS电压测量数据记录仪(5)、 饱和硫酸铜参比电极探杖(6)和插入地下与地埋金属管道相连的测试桩(7)构成，同步GPS 电压测量数据记录仪(5)的两个信号输入端分别与饱和硫酸铜参比电极探杖(6)和测试桩 (7)相连。
3.如权利要求2所述的检测地埋金属管道阴极保护系统的装置，其特征在于所述同步 GPS电压测量数据记录仪(5)由信号检测处理单元、检测触发单元、CPU控制单元、GPS同步模块、数据显示及存储单元组成，信号检测处理单元、检测触发单元、GPS同步模块、数据显示及存储单元分别与CPU控制单元相连。
全文摘要
本发明涉及地埋金属管道阴极保护系统检测方法和装置。利用地埋金属管道阴极保护系统的整流器通过GPS同步信号控制电流中断器(4)周期性地接通或关断整流器给地埋管道提供激励信号，利用同步GPS电压测量数据记录仪(5)测量起点和测量点之间的接通和关断管地电压，同时对测得的同步管地电压进行记录和显示，从而得出地埋管道的阴极保护状况。该方法可以指示破损的严重程度及阴保效率，测量时不受外界电流干扰，不会产生虚警，掌握平时管道的运行状况可以保证管道的安全运行并方便维修管理，保护管道免受沿途腐蚀。它可获得管道的阴极保护状态，为提高管道阴极保护效果提供客观资料，延长管道使用寿命。
文档编号C23F13/22GK102337542SQ20111020097
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者丛永杰 申请人:华电能源股份有限公司