漏磁检测技术是管道在线检测的重要方法。漏磁检测主要通过测量被磁化的铁磁材料表面泄漏的磁场强度，来判断工件是否存在缺陷及其尺寸，并利用嵌入式软件完成数据的采集与处理。

图4展示了漏磁检测技术的原理。当管道无缺陷时，所有磁感线均无阻碍地通过材料；当存在缺陷时，大部分磁感线绕过缺陷部位，仅有少部分通过，由此可判定虚线区域内存在缺陷。

图4 漏磁检测技术原理

建立电位远程监测系统同样可以实现对埋地管道腐蚀的远程检测。其原理主要是通过在埋地管道上安装电位监测终端，将采集到的通/断电电位信号远程传输到后端平台，再根据干扰程度制定相应的防护措施，目前，国内已研发出先进的检测设备。

土壤成分分析法也是一种较为有效的检测方法。通过诊断土壤的性质（如土壤电阻率、pH、氯化物含量、硫酸盐含量、硫酸盐还原菌含量等），可以判断埋地管道的腐蚀情况。其判定原则是如果每个测试参数都在低侵蚀性范围内，则土壤为低侵蚀性；但只要有任何一项指标处于高侵蚀性范围内，则判定该土壤具有高侵蚀性。

此外，还可以通过测量管道电位变化与杂散电流源之间的相关性，来确定轨道交通与地下管道之间杂散电流的流动方向。若杂散电流从管道处流向土壤方向，则测试区为阳极区；反之，则为阴极区。

3、输电场埋地管道防腐蚀技术

3.1耐腐蚀材料

近年来，国内外针对埋地金属管道的耐蚀材料研究主要集中于两大类：管道基体耐腐蚀材料与耐腐蚀涂层。

李伟研究发现，超高分子量聚乙烯因其优异的耐磨损、耐腐蚀、不结垢及流阻小等特性，在浆体、流体及气体运输领域适用性广泛，可作为内衬材料用于输电场埋地管道。

杨洪江研究表明，钢衬橡胶复合管相较于传统钢制管道，具有耐腐蚀、抗机械冲击及使用寿命长等优势，可作为埋地管道的替代管材。

埋地管道防腐蚀涂层分为无机涂层、有机涂层和复合涂层。无机涂层主要包括热喷涂涂层和陶瓷涂层，其硬度、强度、耐蚀性较好。有机涂层主要包括石油沥青、环氧类涂层、煤焦油防腐蚀涂层以及聚氨酯防腐蚀涂层等。此外，复合涂层主要是将有机材料与无机材料相结合，其防腐蚀效果较单一材料涂层更为突出。

LIEN等制备了甲基丙烯酸环氧酯/还原氧化石墨烯双固化复合涂层（EMA/rGO），将其作为涂层应用于碳钢上，并通过动电位极化法评价其防腐蚀性能，得到腐蚀电位为-300 mV，腐蚀速率为0.0014 mm/a。

目前很多研究聚焦于将高分子聚合物作为埋地管道的防腐蚀涂层，如二层聚乙烯（PE）、双层聚丙烯（PP）涂层、三层聚乙烯（3LPE）/聚丙烯（3LPP）涂层、环氧粉末涂层（FBE）、液体环氧涂层、改性环氧树脂涂层等。

ABDALLAH等研究了聚乙烯醇（PVA）和海藻酸（AA）两种聚合物对碳钢的防腐蚀性能，发现PVA和AA分子均可以抑制碳钢在含氯离子环境中的点蚀，AA分子保护的碳钢表面点蚀现象弱于PVA，因此AA分子比PVA分子具有更好的防腐蚀效果。

MOTLATLE等采用化学氧化法在环氧树脂中加入聚苯胺合成聚苯胺复合材料，并采用极化和浸泡技术探究了其在3.5% NaCl溶液中的防腐蚀性能，同时测试了材料作为涂层的附着力。结果表明，聚苯胺复合材料改性环氧树脂具有更好的力学性能和防腐蚀性能，其附着力比纯环氧树脂增加了约10%，腐蚀电位提高了约100 mV。

为了有效减少埋地管道的腐蚀问题，除了选择合适且有效的防腐蚀材料外，前期建设工作中的防腐蚀处理也非常重要。因此，根据不同的工况选择合适的材料和加工工艺，可以有效减少后期维护工作量。

3.2防腐蚀材料和阴极保护协同保护

防腐蚀涂层是埋地管道常用的防腐蚀方法之一，它使管道与腐蚀介质隔离，防止化学腐蚀和电化学腐蚀。

输油气埋地管道的防腐蚀涂层是保护管道免受腐蚀的关键措施，它能有效隔绝腐蚀介质与管道金属的直接接触，提高管道的耐久性和力学性能，同时减少环境污染和资源浪费。

通过合理选择和应用防腐蚀涂层材料，并结合阴极保护技术，可为管道提供全面、持久的保护，确保输油气埋地管道的安全稳定运行。

FREITAS等提出使用三层聚乙烯（3LPE）结合阴极保护，同时研究发现，当3LPE涂层在管道的连接处存在小缺陷时，阴极电流不会损害涂层的附着力。

JABUR等对比了聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）两种不同聚合物涂层结合阴极保护时的电流变化趋势，发现管道的阴极保护电流密度随环境电阻率的降低和涂层缺陷数量的增加而增加，且PVC涂层表现出更好的耐蚀性。

阴极保护技术作为一种高效的电化学防腐蚀策略，专门应用于防范与减轻埋地管道的腐蚀现象。未采取阴极保护措施的管道，其面临杂散电流引发的腐蚀风险显著增加。

尽管传统的阴极保护手段对于抑制此类腐蚀具有一定效果，但其作用范围及效率存在局限性。通过在被保护金属管道表面诱导形成稳定的阴极电位状态，能够有效遏制腐蚀进程的启动与发展，显著降低管道的腐蚀速率。通过人为将管道金属设定为阴极，并精确调控其电位至低于自然腐蚀电位，实现了对腐蚀活动的物理阻隔或显著减缓。

具体实施上，该技术在管道金属外壳施加负电位，同时在适当距离外设置正极，确保管道相对于大地维持负电位状态，从而有效防止电流经由管道外壳外流并导致腐蚀。

针对接地极化电池在缓解导电及电感耦合所诱导的电压问题上的挑战，有研究创新性地开发了一种基于氢氧化钾（KOH）的阴极保护电池系统。该系统通过引入KOH电解质，成功将管道上的最大电流密度从局部高达110 A/m²降低至使用KOH-25时的40 A/m²及KOH-50时的25A/m²，实现了电流密度的显著削减。

此方案的优势在于，极化电池不仅能够降低阴极保护所需的直流电压，还可通过沿管道铺设路径测量感应电压，精确定位需采取缓解措施的区域。

此外，通过灵活调整电池组数量以改变系统额定容量，并结合不同浓度的KOH电解质沿管道部署，该系统在降低管道整体感应电压方面展现出了显著成效，为埋地管道的长期防腐蚀提供了更为精细与高效的解决方案，图5为极化电池感应电流测量方法。

图5 极化电池感应电流测量方法

目前，电位探针大多使用铜参比电极。铜的电化学活性低，电极非常稳定，但这种电位探针有一定的局限性，即硫酸盐溶液受环境影响会变干，或者因土壤中氯离子和钙离子进入而受到污染。

为了提高极化电池的使用寿命和抗极化性能，BRENNA等提出了一种将锌参比电极嵌入适当回填土（石膏和膨润土）中的新型探针。石膏和膨润土混合物的低电阻率和高含水量能保证锌电极和碳钢板之间的良好电解接触。与铜探针一样，锌电极具有较低的自腐蚀电位（50 mV）和高交换电流密度（106 mA/m²），并且锌电极有足够的稳定性，不易发生极化。

为了预测杂散交流电流对埋地管道的影响，KAMAR等通过插入适量的极化电池来缓解杂散交流电流对输气场站埋地管道的影响，并制定了管道沿线的主动防腐蚀方案，有效防止了腐蚀的发生和发展，特别是在高电流密度的位置，图6为极化电池防腐蚀规划流程图。

图6 极化电池防腐蚀规划流程图

 

3.2杂散电流排流

现阶段发展较为成熟的杂散电流排流方式包括直接排流法、牺牲阳极排流法、钳位式排流法和固态去耦合器排流法。

滕延平等研究发现，直接排流法能够减少埋地管道受杂散电流的腐蚀，其具体流程是将埋地管道与钢质材料的排流地床相连，杂散电流从管道导向排流地床，进而排入大地。该方法在没有阴极保护的情况下，也能在一定程度上减少埋地管道受杂散电流的腐蚀。

牺牲阳极排流法与直接排流法原理相同，但其排流地床采用镁、铝、锌等电位较低的金属材料，并可向管道提供部分阴极保护电流。然而，镁、铝、锌等金属成本较高，且作为牺牲阳极，其活泼性高于钢制管道，需要定期更换排流地床材料。牺牲阳极排流法适用于土壤电阻率较低的地区。

钳位式排流法采用双向二极管导通交流干扰电流，由于双向二极管数量不同，可对管道提供额外的阴极保护电流，其结构及原理图如图7所示。