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大埋深管道是指埋深较大的管道。由于大埋深管道长时间埋于地下，在温度、土壤、水分等环境因素的影响下，管道的防腐层容易出现。可以采用Comsol仿真软件建立三维埋地管道仿真模型，以此模拟管道防腐层破损检测研究。
通过Comsol软件对管道进行分析，埋地管道建模基本参数为表一，模型材料属性为表二。管道内的介质是空气，土壤模型采用半径为15米、高10米的圆柱体，位于正中间的防腐层破损处俯视图为边长20mm的正方形，用土壤材料填充破损处。
为了分析土壤层表面的电流密度，在平行于管道轴向方向上设置一条路径，且该直线也正好处于管道防腐层破损处的正上方。通过检测该轴线上的电流密度大小来研究大埋深管道的具体变化规律。
设置该路径与管道的垂直距离分别为0.2米，3米，6米和10米。对应的电流密度曲线。可以看出，当管道防腐层完好时，土壤层距离管道0.2米，3米，6米平行管道轴线土壤层上直线的电流密度大小基本一致，但是随着土壤层上设置路径和管道轴线距离的增大，路径上的电流密度数值逐渐减小，而且深度越大，其数值越小，检测难度就会增加，对相应检测设备的要求也会越来越高。
不同埋深的电流密度曲线见图二。可看出，土壤层距离管道0.2m、3m、6、10m设置路径上的电流密度会先缓慢增大，在管道正中心达到最大值后再慢慢变小，可以根据峰值的大小和其突变判断防腐层破损点的位置；在竖直方向上，随着距离的增大，峰值也在变小，即管道埋地越深，破损处产生的电流到地面的信号强度越微弱，检测难度越大。电流密度最大时（即在5000m处）为防腐层破损点的位置，在管道埋地0.2m处较明显。
将防腐层破损点设置在管道中心5m处，且破损区域埋深10m时不同破损点的电流密度见图三。可知，当管道防腐层存在破损点时，管道上的电流从管道防腐层的破损点处流进土壤，以破损点为球心往四面八方传播。
随着管道防腐层破损面积的增大ayx爱游戏，流进土壤的电流也就越大，土壤层上路径的曲线峰值也就越高，破损点的正上方电流密度要比两边的电流密度大ayx爱游戏，曲线趋势呈一个反U字型；边长为30mm的正方形的破损区域处电流密度最大，由此方法可检测埋地管道防腐层的破损程度。
除此之外，通过改变激励电流的频率也可以实现对大埋深管道防腐层破损时的检测研究，控制频率为检测电流密度情况，见图四可知，当管道埋深和防腐层上破损点相同时，施加相同大小的电流信号源，土壤层上路径的电流密度越大。管道上泄漏的电流在低频情况下穿透土壤的能力越强，其峰值也随着频率的减少而增大。
综合以上研究，对大埋深油气管道防腐层破损规律进行了进一步分析。如图五所示，通过钟表切分法将管道切分成多份，然后从中选取几个钟点方向的个点作为分析点，进而更清晰地分析管道防腐层破坏规律。以管道横切面圆心位置为原点，顺管道一周将管道切分为8块，从中选取五个点作为分析点，如图6所示，A2位置处的防腐层破损较为严重，A4的防腐层破坏较弱。由此可得管道资讯，在实际工况中，深埋管道的A1和A2位置较薄弱，更容易出现破损，应加强该处的防护。
■ 当管道防腐层完好或者破损时，仿真结果所得曲线存在巨大的差异。当管道防腐层完好时，检测到土壤层轴线的电流密度和磁场强度大小基本一致，曲线图形是一条直线；当管道防腐层破损以后，管道中的电流泄漏，在土壤层轴线上检测到的电流大小是一个倒U型曲线，在破损位置的电流大小是最大的。
■ 当大埋深管道防腐层存在不同破损点时，管道防腐层破损面积越大，流进土壤的电流也就越大，土壤层上路径的电流密度大小曲线峰值也就越高。
■ 当其他基本条件都一样时，施加激励频率越小，对检测大埋深管道的破损情况越有利。
[1]冀洁梅,何川,王文明. 大埋深油气管道防腐层破损检测技术研究[J]. 石油与天然气化工,2021,50(06):91-95.