油氣管(guan)道(dao)(dao)在通過河流、連片水(shui)(shui)(shui)塘、高速公路、海灣等(deng)(deng)特殊地理環境時(shi)，最優(you)的(de)(de)(de)方式是(shi)水(shui)(shui)(shui)平定向(xiang)鉆穿越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)（HDD）。隨著水(shui)(shui)(shui)平定向(xiang)鉆技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展，穿越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)管(guan)徑、長度(du)和穿越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)深度(du)等(deng)(deng)記錄(lu)不斷被刷新，穿越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)的(de)(de)(de)地質環境也(ye)(ye)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)嚴苛。同樣隨著管(guan)道(dao)(dao)技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展，油氣輸送管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)直徑越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)，管(guan)壁越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)厚，管(guan)道(dao)(dao)自(zi)重也(ye)(ye)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)，直徑1422mm管(guan)道(dao)(dao)達到約1t/m，這些(xie)參(can)數的(de)(de)(de)增大(da)對水(shui)(shui)(shui)平定向(xiang)鉆技術(shu)的(de)(de)(de)要求也(ye)(ye)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)高，如保持(chi)穿越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)管(guan)道(dao)(dao)防腐蝕層完整(zheng)性。

為最(zui)大限(xian)度降低管道(dao)腐蝕(shi)(shi)穿(chuan)孔引起的(de)環境破壞和財產損失(shi)，穿(chuan)越(yue)(yue)管道(dao)防腐蝕(shi)(shi)層質(zhi)(zhi)量的(de)評(ping)價技(ji)術得到了廣泛應用，且(qie)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)受重視。本(ben)文對(dui)國內外幾種(zhong)水平(ping)定向鉆穿(chuan)越(yue)(yue)管道(dao)外防腐蝕(shi)(shi)層質(zhi)(zhi)量評(ping)價方(fang)法進行了介紹，希望為編制相應的(de)國家規范做準(zhun)備(bei)。

1  評價方法分類(lei)

目前，國內外(wai)相關標準(zhun)對水平定向鉆(zhan)穿越管道外(wai)防腐(fu)蝕層質量(liang)的評價方法進行了(le)規定。根據測(ce)試(shi)(shi)過程中(zhong)所測(ce)電(dian)(dian)位(wei)的不同(tong)，這些方法分為(wei)“ON（通(tong)電(dian)(dian)）電(dian)(dian)位(wei)測(ce)試(shi)(shi)法”和“OFF（斷電(dian)(dian)）電(dian)(dian)位(wei)測(ce)試(shi)(shi)法”。

01 ON電位測試法

該方法(fa)通(tong)過向被測(ce)(ce)管(guan)道(dao)施加陰極測(ce)(ce)試(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流，使管(guan)道(dao)的(de)(de)ON電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)偏移達到要求，然后根據電(dian)(dian)(dian)(dian)流和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)變化(hua)計(ji)算管(guan)道(dao)防(fang)腐(fu)蝕層(ceng)(ceng)的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻率或單位(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度(du)。其要點是測(ce)(ce)試(shi)管(guan)道(dao)通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)后的(de)(de)管(guan)/地ON電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)。ON電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)測(ce)(ce)試(shi)法(fa)有(you)俄羅斯ΓOCT 51164-1998標(biao)準規定的(de)(de)防(fang)腐(fu)蝕層(ceng)(ceng)絕(jue)緣(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻率法(fa)和(he)澳大利亞/新西蘭等國采用的(de)(de)單位(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度(du)法(fa)。

■ 防腐(fu)蝕層絕緣(yuan)電阻率法

防腐(fu)蝕層絕(jue)緣電阻(zu)率法主要應用(yong)于中(zhong)俄(e)原(yuan)油管道項(xiang)目、中(zhong)亞(ya)塔國項(xiang)目、中(zhong)亞(ya)哈國項(xiang)目的水平(ping)定向鉆穿越管道外防腐(fu)蝕層質量(liang)評價中(zhong)。

ON電位測試防腐蝕層絕緣電阻(zu)率法(fa)的測試接(jie)線(xian)如圖1所示。

圖1 主動(dong)齒輪(lun)與從動(dong)齒輪(lun)嚙合圖片

1.管(guan)道；2.未經防腐蝕處(chu)理的管(guan)頭；3.電(dian)纜；4.直流供電(dian)電(dian)源；5.臨時輔助陽極地床；6.安培(pei)表；7.可調電(dian)阻器；8.伏特表；9.銅/飽和硫酸銅參比電(dian)極

測試步(bu)驟分(fen)為以下四步(bu)：

（1）切斷被測管(guan)道(dao)的所(suo)有外部(bu)電連接，測量管(guan)道(dao)兩端的管(guan)/地自然(ran)腐蝕電位和土壤電阻率(lv)。

（2）按(an)圖(tu)1所(suo)示連接測試儀器和儀表。其中，臨時(shi)輔助陽極地(di)床與被測管(guan)道的(de)距離(li)不小于100m。開(kai)啟電源，調節(jie)可(ke)調電阻(zu)，直(zhi)至(zhi)管(guan)/地(di)ON電位較自然腐蝕電位的(de)偏(pian)移量大于0.7V。

（3）測(ce)量(liang)管道兩端(duan)的管/地ON電位，記(ji)錄對應的測(ce)試電流(liu)值。

（4）按下式計算被測管道的(de)防腐(fu)蝕層(ceng)絕緣電阻率，對防腐(fu)蝕層(ceng)質量進(jin)行評價。

式中(zhong)：RT為管(guan)道防腐蝕層絕緣電(dian)(dian)(dian)阻率(lv)，Ω·m2；RP為陽極(ji)地床分(fen)流電(dian)(dian)(dian)阻率(lv)，Ω·m2；ρ為土壤電(dian)(dian)(dian)阻率(lv)，Ω·m；D為管(guan)道直徑，m；H為管(guan)道的(de)埋(mai)深，m；R為鋼管(guan)的(de)縱向電(dian)(dian)(dian)阻，Ω/m；L為管(guan)道長度，m；ΔU為電(dian)(dian)(dian)位偏移量，V；I為測試電(dian)(dian)(dian)流，A。

ON電位測試防(fang)腐蝕層絕緣電阻率法(fa)的(de)管道防(fang)腐蝕層質量評價準則為：

（1）對于(yu)兩(liang)層(ceng)(ceng)、三層(ceng)(ceng)聚烯(xi)烴(jing)防腐蝕層(ceng)(ceng)和熱收縮聚烯(xi)烴(jing)材料防腐蝕層(ceng)(ceng)，其絕(jue)緣電阻率應不小(xiao)于(yu)30×104Ω·m2；

（2）對于液體環氧(yang)防腐(fu)(fu)蝕層和熔(rong)結環氧(yang)粉末防腐(fu)(fu)蝕層，其(qi)絕緣電阻率應不小(xiao)于10×104Ω·m2；

（3）對于(yu)(yu)瀝青類防腐蝕層，其絕緣電阻率應不小于(yu)(yu)5×104Ω·m2。

■ 單位電流(liu)密度法

該(gai)方法(fa)主(zhu)要應用(yong)于澳大利亞或新西蘭(lan)等國家的(de)項(xiang)目上，但還(huan)沒(mei)有(you)成形標準，應用(yong)較少，國內也(ye)沒(mei)有(you)引入，部(bu)分項(xiang)目文件上有(you)簡單的(de)應用(yong)介紹(shao)。

ON電位(wei)測試單位(wei)電流密度法的測試接線如圖2所示。

圖2 單(dan)位電流密度(du)法測試接線示意(yi)圖

1.直流(liu)(liu)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源；2.電(dian)(dian)流(liu)(liu)通斷器；3.直流(liu)(liu)電(dian)(dian)壓表；4.直流(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)表；5.臨(lin)時陽極(ji)地床(chuang)；6.銅(tong)/飽和硫酸銅(tong)參(can)比電(dian)(dian)極(ji)

測試步驟為(wei)：

（1）切(qie)斷(duan)被測(ce)管道的所有外(wai)部(bu)電連接，測(ce)量管道兩端(duan)的管/地(di)自然腐(fu)蝕(shi)電位。

（2）按圖2所示連(lian)接(jie)測試儀器和(he)儀表。其中，臨(lin)時輔助(zhu)陽(yang)極地(di)床與被測管道的距離不小于100m。開(kai)啟(qi)電源，調節可調電阻，使管/地(di)ON電位較自然腐蝕(shi)電位的偏移量大于1000mV。

（3）測(ce)量管道兩端(duan)的管/地ON電位，記錄(lu)對應的測(ce)試電流值。

（4）按下式計算被(bei)測管道的單位電流密度，對防腐蝕層質量進行(xing)評(ping)價。

式中：J為單位電流密度即每1000mV的ON電位變化時引起的電流密度變化，μA/（m2·mV）；I為測試電流，μA；Ua,on為a點ON電位，mV（相對于銅/飽和硫酸銅參比電極CSE，下同）；Ub,on為b點ON電位，mV；Ua,自為a點自然腐蝕電位，mV；Ub,自為b點自然腐蝕電位，mV；D為管道直徑，m；L為管道長度，m。

ON電位測試單位電流密度法的管道防腐蝕層質量評價準則為：每1000mV ON電位變化，單位電流密度不大于1μA/（m2·mV）時，管道防腐蝕層質量合格，反之，管道防腐蝕層質量不合格。

02 OFF電位測試法

OFF電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)測(ce)試法通過向被(bei)測(ce)管(guan)(guan)道(dao)施加陰極測(ce)試電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，使被(bei)測(ce)管(guan)(guan)道(dao)的OFF電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)達到要求，再根(gen)據(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)和電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的比值計算被(bei)測(ce)管(guan)(guan)段的防(fang)腐蝕層(ceng)絕緣(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻率(lv)、電(dian)(dian)(dian)(dian)導率(lv)或(huo)單位(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度。該方法的要點是(shi)測(ce)試管(guan)(guan)道(dao)通電(dian)(dian)(dian)(dian)后(hou)的管(guan)(guan)/地(di)OFF電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)，極化時間應足夠(gou)。

OFF電(dian)位測試(shi)法(fa)有NACE TM0102-2002標準(zhun)規定(ding)的防(fang)腐蝕層電(dian)導率(lv)法(fa)、國內幾個標準(zhun)規定(ding)的防(fang)腐蝕層絕緣電(dian)阻率(lv)法(fa)及澳大利亞/新西蘭(lan)等(deng)國使用的單位電(dian)流密(mi)度法(fa)。

■ 防(fang)腐蝕層電導率法(fa)

防腐蝕(shi)層電(dian)導率法(fa)是現行水平定向鉆穿越管(guan)道防腐蝕(shi)層質量評(ping)價(jia)中應用(yong)最廣(guang)泛的方法(fa)，國際管(guan)道研(yan)究委員會（PRCI）對此方法(fa)的評(ping)分高達83分，排(pai)名第一。OFF電(dian)位測(ce)試(shi)(shi)防腐蝕(shi)層電(dian)導率法(fa)的測(ce)試(shi)(shi)接線也如(ru)圖2所示，測(ce)試(shi)(shi)步驟為：

（1）切斷被測試管(guan)道的所有(you)外部電連接(jie)，測量(liang)管(guan)道兩端的管(guan)/地自然腐(fu)蝕電位和土壤電阻率(lv)。

（2）按圖2所(suo)示(shi)連接測(ce)試儀器和儀表(biao)。其中(zhong)，臨時輔助陽極地床與被(bei)測(ce)管道的距離不(bu)小于100m。開啟電源，調節(jie)可調電阻，使管/地的OFF電位不(bu)低于-1100mV。

（3）測(ce)量(liang)管(guan)(guan)道兩端的管(guan)(guan)/地(di)ON電位和OFF電位，記錄對(dui)應的測(ce)試(shi)電流值。

（4）按(an)下式(shi)計算被測管道的標稱防腐蝕層(ceng)電導(dao)率，對防腐蝕層(ceng)質量進(jin)行(xing)評價。

式中：G為(wei)(wei)防腐蝕(shi)層(ceng)電(dian)(dian)導(dao)率(lv)(lv)，S/m2；Gn為(wei)(wei)防腐蝕(shi)層(ceng)標稱電(dian)(dian)導(dao)率(lv)(lv)（在電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)為(wei)(wei)1000Ω·cm土(tu)壤中），S/m2；I為(wei)(wei)測試電(dian)(dian)流，A；Ua,on為(wei)(wei)a點ON電(dian)(dian)位，V；Ub,on為(wei)(wei)b點ON電(dian)(dian)位，V；Ua,off為(wei)(wei)a點OFF電(dian)(dian)位，V；Ub,off為(wei)(wei)b點OFF電(dian)(dian)位，V；D為(wei)(wei)管道直徑(jing)，m；L為(wei)(wei)管道長度(du)，m；ρa為(wei)(wei)a點處的土(tu)壤電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)，Ω·cm；ρb為(wei)(wei)b點處的土(tu)壤電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)，Ω·cm。

OFF電位測試防(fang)(fang)腐蝕層電導率法(fa)的管道(dao)防(fang)(fang)腐蝕層質(zhi)量評價準(zhun)則如表1所示。

表1 防腐蝕(shi)層(ceng)電導(dao)率(lv)法的管道防腐蝕(shi)層(ceng)質量(liang)評價準則

■ 防腐蝕層絕緣(yuan)電阻率法

國內用于水平(ping)定向鉆穿(chuan)(chuan)越(yue)管(guan)道(dao)(dao)防(fang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)層(ceng)(ceng)(ceng)質量測試和評價的主要規(gui)(gui)范是(shi)GB 50424-2015《油氣(qi)輸(shu)送(song)管(guan)道(dao)(dao)穿(chuan)(chuan)越(yue)工程(cheng)施工規(gui)(gui)范》？SY/T 6968-2013《油氣(qi)輸(shu)送(song)管(guan)道(dao)(dao)工程(cheng)水平(ping)定向鉆穿(chuan)(chuan)越(yue)設(she)計(ji)規(gui)(gui)范》和SY/T 7368-2017《穿(chuan)(chuan)越(yue)管(guan)道(dao)(dao)防(fang)腐(fu)(fu)(fu)技術規(gui)(gui)范》？這(zhe)3個(ge)標準均(jun)參(can)照NACE TM0102-2002標準編制，因(yin)此測試的接(jie)線方式、測試步(bu)驟和計(ji)算公式均(jun)與NACE TM0102-2002標準相同。表(biao)2為防(fang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)層(ceng)(ceng)(ceng)絕(jue)(jue)緣電阻(zu)率法的管(guan)道(dao)(dao)防(fang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)層(ceng)(ceng)(ceng)質量評價準則(ze)。將防(fang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)層(ceng)(ceng)(ceng)絕(jue)(jue)緣電阻(zu)率轉(zhuan)換(huan)為防(fang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)層(ceng)(ceng)(ceng)標稱電導率，結果(guo)也列于表(biao)2中。

表2 防(fang)腐蝕層(ceng)絕緣電阻率法的管(guan)道防(fang)腐蝕層(ceng)質量(liang)評價準則

■ 單位電流密(mi)度法(fa)

香港長(chang)洲島供(gong)水(shui)管(guan)道(dao)工程的(de)(de)(de)水(shui)平(ping)定(ding)向鉆穿越管(guan)道(dao)外防腐(fu)蝕層評價采用了(le)此方(fang)法(fa)。OFF電(dian)位(wei)測試單位(wei)電(dian)流密度法(fa)的(de)(de)(de)測試接線同(tong)樣如圖(tu)２所示，測試步(bu)驟與NACE TM0102-2002標準規定(ding)的(de)(de)(de)防腐(fu)蝕層電(dian)導率法(fa)相同(tong)。

管道極化電(dian)位(wei)每變化100mV時，單位(wei)電(dian)流密度計算如下(xia)式(shi)所示(shi)：

式中：J為(wei)(wei)(wei)單(dan)位(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)即(ji)每100mV OFF電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)變化(hua)(hua)引起的電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)變化(hua)(hua)，μA/（m2·mV）；I為(wei)(wei)(wei)測試電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，μA；Ua,off為(wei)(wei)(wei)a點(dian)OFF電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，mV；Ub,off為(wei)(wei)(wei)b點(dian)OFF電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，mV；Ua,自(zi)為(wei)(wei)(wei)a點(dian)自(zi)然腐蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，mV；Ub,自(zi)為(wei)(wei)(wei)b點(dian)自(zi)然腐蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，mV；D為(wei)(wei)(wei)管道(dao)直徑，m；L為(wei)(wei)(wei)管道(dao)長度(du)，m。

OFF電(dian)位(wei)測試單位(wei)電(dian)流密度法的管道(dao)防腐蝕層質量評價準則為(wei)：每(mei)100mV OFF電(dian)位(wei)變化，單位(wei)電(dian)流密度值(zhi)不大(da)于0.1μA/（m2·mV）時，管道(dao)防腐蝕層質量合(he)格(ge)；反之(zhi)為(wei)不合(he)格(ge)。

2  評價方(fang)法的(de)難點和存(cun)在問題

01 測試方法(fa)的有效性

水平定向(xiang)鉆穿越管道防(fang)腐(fu)蝕層的質(zhi)量評價方(fang)法均來源(yuan)于淺埋(mai)大開挖(wa)方(fang)式(shi)施工管道的防(fang)腐(fu)蝕層質(zhi)量評價方(fang)法。

管(guan)(guan)道(dao)淺(qian)埋(mai)時(shi)，埋(mai)設(she)深度為1.5m時(shi)一(yi)般僅存在(zai)單一(yi)類型(xing)的(de)(de)(de)土(tu)(tu)壤層，且在(zai)1~2km的(de)(de)(de)水(shui)平距離上，管(guan)(guan)道(dao)所經過的(de)(de)(de)地(di)質情況(kuang)基(ji)本相同，土(tu)(tu)壤電(dian)(dian)(dian)阻(zu)率沒有大的(de)(de)(de)變化(hua)，因此測(ce)(ce)試(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流沿管(guan)(guan)道(dao)軸向(xiang)在(zai)管(guan)(guan)道(dao)周圍的(de)(de)(de)土(tu)(tu)壤中均(jun)勻分(fen)散流通(tong)。這(zhe)種均(jun)勻的(de)(de)(de)土(tu)(tu)壤不會(hui)對(dui)測(ce)(ce)試(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)流動(dong)路徑(jing)和分(fen)布產生大的(de)(de)(de)影響，測(ce)(ce)試(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流均(jun)勻流到管(guan)(guan)道(dao)表(biao)面。這(zhe)樣即使只測(ce)(ce)試(shi)(shi)管(guan)(guan)道(dao)兩端(duan)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位，也可(ke)以假設(she)中間未(wei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)段管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位也是按照(zhao)均(jun)勻衰減規律分(fen)布的(de)(de)(de)，這(zhe)樣就(jiu)可(ke)利用兩個端(duan)點的(de)(de)(de)測(ce)(ce)試(shi)(shi)數值(zhi)來確定中間未(wei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)管(guan)(guan)段的(de)(de)(de)數值(zhi)，保(bao)證了(le)測(ce)(ce)試(shi)(shi)方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)有效性。

但(dan)水(shui)平定向鉆穿越管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)埋設深(shen)度遠超過(guo)(guo)1.5m，已知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿越深(shen)度可深(shen)達(da)110m，管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)穿越段(duan)(duan)(duan)在短(duan)距離內(nei)可能通(tong)過(guo)(guo)水(shui)域(yu)、沼(zhao)澤、黏土、砂(sha)巖或花崗巖等各種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)率(lv)差別非常大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)層，這種(zhong)急(ji)劇變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)介質層將(jiang)(jiang)極(ji)(ji)大(da)影(ying)響(xiang)測(ce)試電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)在各種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)率(lv)介質中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)動，進(jin)而(er)影(ying)響(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)在管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布。測(ce)試電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)將(jiang)(jiang)由均勻(yun)流(liu)(liu)(liu)通(tong)變為(wei)僅(jin)(jin)通(tong)過(guo)(guo)低電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)率(lv)通(tong)道(dao)流(liu)(liu)(liu)通(tong)，高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)率(lv)介質內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)(duan)可能沒有(you)測(ce)試電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)到達(da)，而(er)低電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)率(lv)介質內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)(duan)得到了(le)更多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)試電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)。這導致(zhi)高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)率(lv)介質內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)(duan)沒有(you)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)或僅(jin)(jin)部分(fen)(fen)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)，而(er)低電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)率(lv)介質內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)(duan)過(guo)(guo)度極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)。整(zheng)個管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)將(jiang)(jiang)不(bu)再遵循均勻(yun)衰減的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規律，管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)兩端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位將(jiang)(jiang)不(bu)能用于假定推(tui)測(ce)中(zhong)間(jian)未測(ce)試管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位。

因此，對于采(cai)用(yong)定向鉆穿越方(fang)(fang)式施工的管(guan)道(dao)，在利用(yong)此測試方(fang)(fang)法進行防腐蝕層質量(liang)評(ping)價時，應對測試方(fang)(fang)法的有效(xiao)性進行分析。PRCI已有研(yan)究(jiu)表(biao)明，這種測試方(fang)(fang)法在土壤電阻率變化劇烈時，極大(da)的影響管(guan)道(dao)的軸向電位分布。

02 土壤電(dian)阻(zu)率的(de)影(ying)響

在以NACE TM0102-2000 標(biao)準為代表的(de)(de)OFF電位測(ce)試方法（包括GB 50424-2015、SY/T 6968-2013和SY/T 7368-2017）中，土壤電阻率對測(ce)試結(jie)果有非常大的(de)(de)影響，甚(shen)至會成為評(ping)價結(jie)果的(de)(de)決(jue)定性因素。

比(bi)如某咸(xian)水海灘(tan)穿越管道(dao)在不考慮土壤電(dian)(dian)阻率(lv)時，防(fang)腐(fu)蝕(shi)層(ceng)絕(jue)緣電(dian)(dian)阻率(lv)僅為(wei)81Ω·m2，根據評價準則為(wei)“差(cha)”級(ji)(ji)；但由(you)于(yu)咸(xian)水的(de)電(dian)(dian)阻率(lv)極低，僅為(wei)0.2Ω·m，當換算(suan)為(wei)標稱防(fang)腐(fu)蝕(shi)層(ceng)絕(jue)緣電(dian)(dian)阻率(lv)（10Ω·m）后，為(wei)4050Ω·m2，可評價為(wei)“良(liang)”級(ji)(ji)。防(fang)腐(fu)蝕(shi)層(ceng)的(de)質量等級(ji)(ji)由(you)于(yu)土壤電(dian)(dian)阻率(lv)的(de)介入而(er)發生了劇(ju)烈(lie)的(de)變化。

在(zai)ГОСТ 51164-1998標準的(de)ON電(dian)位(wei)測試方法中，土(tu)壤電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)(lv)對測試結(jie)果(guo)存在(zai)有限的(de)影響。如某長江穿越管(guan)道(dao)，測試土(tu)壤電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)32.5Ω·m時(shi)，管(guan)道(dao)的(de)防(fang)腐蝕層(ceng)絕緣電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)89502Ω·m2；當土(tu)壤電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)325Ω·m時(shi)，則管(guan)道(dao)的(de)防(fang)腐蝕層(ceng)絕緣電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)(lv)變為(wei)(wei)88094Ω·m2；當土(tu)壤電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)3.25Ω·m時(shi)，管(guan)道(dao)的(de)防(fang)腐蝕層(ceng)絕緣電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)89621Ω·m2。由此可(ke)見，土(tu)壤電(dian)阻(zu)(zu)對防(fang)腐蝕層(ceng)絕緣電(dian)阻(zu)(zu)率(lv)(lv)(lv)的(de)影響幾乎(hu)可(ke)以(yi)忽略。

03 管/地電位的影(ying)響(xiang)

在(zai)ON電位測試法(fa)中，ГОСТ 51164-1998標(biao)準要求ON電位較(jiao)自(zi)然(ran)腐蝕電位偏移(yi)應大(da)(da)于0.7V，澳大(da)(da)利亞和新西蘭的單位電流密度法(fa)則要求ON電位較(jiao)自(zi)然(ran)腐蝕電位偏移(yi)應大(da)(da)于1.0V。

某穿越黑龍江的管道(dao)，采用ГОСТ 51164-1998標準評價(jia)，在電位偏移大于(yu)0.7V時，管道(dao)的防腐(fu)(fu)蝕層絕(jue)緣(yuan)電阻(zu)率(lv)為34.2×104Ω·m2；但在增大測試電流(liu)，使電位偏移大于(yu)1.0V時，管道(dao)的防腐(fu)(fu)蝕層絕(jue)緣(yuan)電阻(zu)率(lv)減小為19.7×104Ω·m2，變化量(liang)約為33%。

在OFF電(dian)位測試法(fa)中，NACE TM0102-2002標(biao)準僅規定了OFF電(dian)位應(ying)不低于(yu)-1100mV；GB 50424-2015和SY/T 7368-2017標(biao)準規定OFF電(dian)位應(ying)位于(yu)-850~-1050mV；澳大(da)利(li)亞和新西蘭(lan)的單位電(dian)流密度(du)法(fa)則要(yao)求OFF電(dian)位約為-1100mV。

某(mou)長(chang)江穿(chuan)越管道，出(chu)？入土點極化電(dian)(dian)位(wei)分別(bie)為(wei)-994mV和-890mV時，管段(duan)的(de)防腐蝕層絕緣電(dian)(dian)阻率為(wei)28370Ω·m2；當(dang)出(chu)？入土點極化電(dian)(dian)位(wei)分別(bie)負向偏移到(dao)-1071mV和-1058mV時，管段(duan)的(de)防腐蝕層絕緣電(dian)(dian)阻率減小為(wei)16765Ω·m2，變化量超過40%。

評價方法(fa)的發展

目前，水平(ping)定向鉆穿(chuan)越管道外防腐蝕層質量(liang)的評(ping)價方(fang)(fang)法(fa)主要有兩個研究方(fang)(fang)向。

一(yi)個方(fang)向是(shi)在(zai)現有(you)(you)測(ce)試方(fang)法(fa)的(de)基礎上結合(he)現場(chang)目視檢(jian)測(ce)的(de)方(fang)法(fa)，以提高評價(jia)結果的(de)準(zhun)確性。如有(you)(you)文獻就給出(chu)(chu)(chu)了電(dian)流(liu)/電(dian)位測(ce)試法(fa)和(he)現場(chang)防腐蝕層目測(ce)相結合(he)的(de)判(pan)定(ding)法(fa)。這(zhe)種(zhong)綜合(he)評價(jia)方(fang)法(fa)需要管(guan)(guan)道(dao)(dao)在(zai)回拖(tuo)結束后，再多(duo)回拖(tuo)出(chu)(chu)(chu)1~2根(gen)管(guan)(guan)道(dao)(dao)進行管(guan)(guan)道(dao)(dao)防腐蝕層外(wai)觀(guan)的(de)目視檢(jian)測(ce)。但在(zai)實際(ji)操作(zuo)中，由于回拖(tuo)鉆(zhan)機排放位置的(de)限制，很(hen)難做到多(duo)回拖(tuo)1~2根(gen)管(guan)(guan)道(dao)(dao)。有(you)(you)時為了多(duo)拖(tuo)出(chu)(chu)(chu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)，甚至采用了其他不得已(yi)的(de)施工方(fang)法(fa)，這(zhe)種(zhong)施工方(fang)法(fa)很(hen)可(ke)能加(jia)劇(ju)出(chu)(chu)(chu)土端管(guan)(guan)道(dao)(dao)外(wai)防腐蝕層的(de)破損程度，反(fan)而使(shi)得最終防腐蝕層的(de)質量(liang)評價(jia)失實，違(wei)背了這(zhe)種(zhong)評價(jia)準(zhun)則(ze)的(de)初衷(zhong)。

另一個(ge)方向是采用有(you)(you)限元法進(jin)行(xing)管(guan)道(dao)的(de)陰極極化模(mo)擬(ni)，根據(ju)模(mo)擬(ni)結(jie)(jie)果確(que)定防腐蝕層(ceng)的(de)真(zhen)實狀(zhuang)態(tai)。有(you)(you)文獻采用此方法對某(mou)河流穿越管(guan)道(dao)的(de)外防腐蝕層(ceng)進(jin)行(xing)了(le)模(mo)擬(ni)評價(jia)，模(mo)擬(ni)中將(jiang)整個(ge)穿越管(guan)道(dao)定義為由(you)相(xiang)同長度單位(wei)組(zu)成的(de)串(chuan)聯組(zu)合體(ti)，其中每(mei)個(ge)單位(wei)都假定了(le)已知(zhi)大小、形狀(zhuang)和(he)位(wei)置的(de)防腐蝕層(ceng)缺陷，而且每(mei)一個(ge)單位(wei)均可以(yi)隨時(shi)激活或停用。結(jie)(jie)果發(fa)現：只有(you)(you)當假定的(de)缺陷管(guan)段靠(kao)近出(chu)土點(dian)和(he)入土點(dian)的(de)測(ce)(ce)試(shi)位(wei)置時(shi)，模(mo)擬(ni)數值與實測(ce)(ce)數值才存在(zai)非常(chang)好的(de)一致(zhi)性；當缺陷位(wei)于(yu)中間(jian)最低位(wei)置、遠離出(chu)土點(dian)和(he)入土點(dian)的(de)測(ce)(ce)試(shi)位(wei)置時(shi)，測(ce)(ce)試(shi)結(jie)(jie)果和(he)模(mo)擬(ni)結(jie)(jie)果差別極大。

結論(lun)

（1） 電流/電位法(fa)是評價(jia)水平定向鉆穿(chuan)越管道(dao)防腐蝕(shi)(shi)層質量(liang)的(de)主要方法(fa)。NACE TM0102-2002標準(zhun)的(de)理論基礎(chu)和(he)可操(cao)作性得(de)到(dao)了世(shi)界(jie)范圍內的(de)共同認可。GB 50424-2015、SY/T 6968-2013和(he)SY/T 7368-2017標準(zhun)均參考(kao)NACE TM0102-2002標準(zhun)編制了水平定向鉆穿(chuan)越管道(dao)防腐蝕(shi)(shi)層質量(liang)評價(jia)的(de)方法(fa)和(he)準(zhun)則，適(shi)用性高。

（2） 防(fang)腐蝕(shi)層絕緣電阻率評價(jia)的是管(guan)道(dao)埋地后防(fang)腐蝕(shi)層質量優劣的參數(shu)。此參數(shu)大(da)小僅與被測試管(guan)段(duan)上(shang)防(fang)腐蝕(shi)層缺陷的大(da)小、數(shu)量有關(guan)。土壤電阻率、管(guan)/地電位等不應成為評價(jia)結果的決定性因素。