摘要：文章對(duì)土壤的腐蝕機理進(jìn)行了大緻分析，著(zhe)重介紹了埋地管線在非開(kāi)挖狀況下的檢測技術，及該技術在實際應用中取得了良好(hǎo)的效果。 關鍵詞：埋地管道(dào)檢測 腐蝕 離子 電流強度 1 概述 石油、天然氣、城市用燃氣和地下水管道(dào)的腐蝕與保護越來越引起(qǐ)人們的重視。管道(dào)防護層由于埋地時(shí)間長(cháng)久而出現老化、發(fā)脆、剝離、脫落，如發(fā)生洩漏將(jiāng)造成(chéng)不可估量的損失。于2001年6月發(fā)生的吐哈輸氣管理處的埋地天然氣管道(dào)發(fā)生洩漏，使烏魯木齊石化公司化肥廠全面(miàn)停工，造成(chéng)巨大經(jīng)濟損失。因此，檢驗埋地管道(dào)的防護層狀況，對(duì)保證管道(dào)正常運行，防止跑、冒、滴、漏，至關重要。 使用管道(dào)檢測儀對(duì)埋地管道(dào)進(jìn)行檢測，能(néng)在非開(kāi)挖狀況下，實現對(duì)埋地管道(dào)的外防腐層的破壞情況進(jìn)行定性、評估，并能(néng)對(duì)管道(dào)進(jìn)行精确定位、測深，解決了以前在非開(kāi)挖狀況下無法檢驗的難題，該檢測技術既可作爲新竣工管道(dào)的檢測、驗收手段，也可對(duì)正在運行的管道(dào)進(jìn)行定期監測。 2 埋地管線的腐蝕原因 埋地管線的腐蝕原因主要有：土壤腐蝕、大氣腐蝕和生物腐蝕三種(zhǒng)。 2.1 土壤腐蝕 新疆的土壤幹燥，土質屬中性至堿性。由于土哈的地質條件的影響，沙石較多，土壤空隙大，空氣中的氧極易進(jìn)入土壤，進(jìn)而發(fā)生氧腐蝕。由于土壤的密實、松散程度不同，使得氧的滲透性不同而造成(chéng)氧的濃差腐蝕。然而,由于近幾年來新疆雨水量的增多，使土壤中含水量增大，管道(dào)腐蝕加劇。反應式如下： 其陰極過(guò)程爲還(hái)原反應： 在有氧條件下：O2+2H2O+4e→4OH－ 在缺氧條件下: SO42-+4H2O+8e→S2- +8OH－ 其陽極過(guò)程爲氧化反應： Fe+nH2O→Fe2+•nH2O+2e Fe2++2OH－→Fe(OH)2(綠色腐蝕産物) 2Fe(OH)2+1/2 O2+H2O→2Fe(OH)3 Fe(OH)3→FeOOH+ H2O(赤色腐蝕産物) Fe(OH)3→Fe2OH3•3H2O(黑色腐蝕産物) 影響金屬的土壤腐蝕因素,主要有土壤的電阻率、土壤的電位、鹽分、含水量、土壤的含氣量、酸度、土壤的微生物、雜散電流和金屬材料的組織等，而這(zhè)些因素又常常互相影響，造成(chéng)土壤的腐蝕十分複雜。 在上述因素中，在土壤的含水量和含氣量達到一個一緻的峰值時(shí)，土壤的腐蝕性最強。土壤中不同地方的鹽含量不同，會(huì)産生鹽濃差腐蝕，而土壤中的Cl-、SO42-、CO32-等離子含量高，會(huì)促進(jìn)電化學(xué)腐蝕的陰極過(guò)程，土壤腐蝕性更嚴重。 2.2 點蝕 土壤中的Cl-含量高，很容易引起(qǐ)點蝕。由于Cl-半徑小，穿透力強，很容易穿過(guò)金屬鋼管鈍化膜的小孔，直接和金屬接觸形成(chéng)可溶性的化合物，并向(xiàng)金屬深處發(fā)展。随著(zhe)點蝕過(guò)程的進(jìn)行，一方面(miàn)坑内坑外氧濃度的差别越來越大，坑外由于富氧而鈍化；另一方面(miàn)，孔内金屬離子不斷增加，爲保持電中性，使坑外陰離子（Cl-）向(xiàng)坑内遷移，孔内Cl-濃度升高。此時(shí)孔内金屬離子濃度升高并發(fā)生水解，反應式如下： Mn2++nH2O→ Mn (OH)n+nH+ 這(zhè)樣(yàng)就(jiù)構成(chéng)了孔内活化——孔外鈍化的腐蝕體系，使得坑内金屬不斷溶解，并以自催化的方式不斷加速發(fā)展，最終導緻管線迅速破壞。 2.3 生物腐蝕 分析表明，土壤中存在硫酸鹽還(hái)原菌（SRB）和鐵細菌。硫酸鹽還(hái)原菌不斷氧化鋼鐵并析出H2，從而使硫酸鹽、亞硫酸鹽還(hái)原爲硫化物： SO42-+4H2→S2-+4 H2O 鐵細菌能(néng)使二價鐵離子氧化成(chéng)三價，并沉積于菌體内外： 2Fe(OH)2+1/2 O2+H2O→2Fe(OH)3 鐵細菌還(hái)常在水管内壁附著(zhe)生長(cháng)形成(chéng)結瘤，進(jìn)而腐蝕管線。 3 管道(dào)電流測繪法的檢測技術 3.1 管道(dào)電流測繪法的工作原理 檢測儀器爲英國(guó)雷迪公司生産的RD-PCM型埋地管道(dào)外防腐層狀況檢測儀，該埋地管線儀由一台發(fā)射機和一台接收機構成(chéng)，采用了雷迪公司獨創的雙水平線圈和垂直線圈電磁技術專利。在檢測時(shí)，將(jiāng)發(fā)射機的一端與管道(dào)連接，一端與大地連接。由發(fā)射機向(xiàng)管道(dào)發(fā)送4Hz電流和128Hz/640 Hz的定位電流。便攜式接收機能(néng)探測到經(jīng)管道(dào)傳送的這(zhè)種(zhǒng)特殊信号，并跟蹤和采集該信号。將(jiāng)采集到的電流強度輸入微機，便能(néng)測繪出管道(dào)上各處的電流強度曲線。通過(guò)對(duì)電流變化的分析，實現對(duì)管道(dào)防護層絕緣性的評估。 電流強度随距離的增加而衰減，在管徑、管材、土壤環境不變的情況下，防腐層對(duì)地的絕緣性越好(hǎo)，則電流損失越少，衰減亦越小。反之，若防腐層損壞，如老化、脫落、絕緣性能(néng)越差，電流損失越嚴重，衰減也就(jiù)越大，從而實現對(duì)防腐層破損狀況的評估。 3.2 管道(dào)電流測繪法的技術優點 3.2.1 可以對(duì)長(cháng)輸管線進(jìn)行定位測深，可測電流強度大小和确定電流方向(xiàng)，一次連接，測試距離可達30Km。 3.2.2 該技術利用接收機可以儲存100個電流讀數，可利用防腐層檢測軟件，快速下載到電腦上打印成(chéng)圖形并進(jìn)行快速評估。 3.2.3電流測繪技術可對(duì)埋地長(cháng)輸管道(dào)（石油、燃氣）、任意長(cháng)度管線的防腐層破損狀況進(jìn)行評估。 3.2.4 适用于不同管徑、不同鋼制材料、不同防腐絕緣材料、不同環境的埋地管線，非接觸式探測和評估，無需開(kāi)挖地下管線。 3.2.5 操作簡便，一人操作即可。 4 管道(dào)電流測繪法的實際應用 2000年9月，烏魯木齊石化總廠監測中心在對(duì)西北石油管理局下屬的幾個生産廠的檢驗中，把管道(dào)檢測儀應用到埋地管線的檢驗中，效果顯著，及時(shí)發(fā)現了生産廠存在的重大安全隐患，解除了生産的後(hòu)顧之憂。經(jīng)檢驗，在塔裡(lǐ)木石化廠油罐區的地下管道(dào)防腐層較好(hǎo)，電流衰減幅度較小，如圖1所示： 而在雅克拉煉油廠的檢測中，該廠的調和泵房處的柴油管線至加熱處的埋地管線， 其防腐層損壞嚴重，電流下降大。如圖2所示： 該廠的調和油泵房處的汽油管線至加熱爐處的埋地管線，其防腐層較好(hǎo)的情況與損壞嚴重情況并存，破損處的電流急劇下降，如圖3所示： 對(duì)判定存在嚴重破損的兩(liǎng)處管線開(kāi)挖，發(fā)現，柴油管線外防護層破損較嚴重，汽油管線外防護層局部已經(jīng)完全破損，管壁已嚴重減薄，一經(jīng)挖開(kāi)就(jiù)發(fā)生了洩漏。究其原因，這(zhè)是兩(liǎng)處管線埋在樹溝旁，經(jīng)常澆水，從而引起(qǐ)管線嚴重腐蝕。開(kāi)挖表明，檢測結果是準确的。 5 結束語 管道(dào)電流測繪法是一種(zhǒng)地下管道(dào)防護層檢測的新技術。應用該技術可以全面(miàn)評估防護層的狀況，指導地下管道(dào)的維護和檢修，避免搶修中的盲目性。此外它适用範圍廣，準确率高，可以用于石油、天然氣、煤氣、水、電纜等埋地管線的檢測，具有廣闊的應用前景和空間，尤其通過(guò)對(duì)石油、天然氣、水等長(cháng)距離埋地輸送管線及城市埋地管網系統的定期檢測，能(néng)夠确保城市生命線的安全及正常運行，帶來不可估量的社會(huì)效益。