淺談PCM檢測(cè)技術(shù)在埋地鋼制管道上的應(yīng)用

摘要：英國(guó)雷迪公司生產(chǎn)的管道電流測(cè)繪儀已經(jīng)在管道檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用，成為目前管道防腐層檢測(cè)的主要工具。文中結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別介紹了PCM"在管道防腐層質(zhì)量評(píng)定、絕緣接頭性能測(cè)試、管道泄漏點(diǎn)定位、犧牲陽極查找等方面的應(yīng)用。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，給出了PCM"使用過程中的建議與注意事項(xiàng)，以便更好地發(fā)揮PCM"在管道檢測(cè)中的作用。

關(guān)鍵詞：PCM;管道;檢測(cè);應(yīng)用

引言

英國(guó)雷迪公司研發(fā)的多頻管線電流測(cè)繪儀（PCM）是一套采用全新測(cè)試方法的高效能管線檢測(cè)儀，由發(fā)射機(jī)和便攜式接收機(jī)組成。發(fā)射機(jī)將含有近于直流的4H"z電流信號(hào)的混頻電流信號(hào)施加于被測(cè)管道上，接收機(jī)通過感應(yīng)線圈或高精度磁力儀檢測(cè)這一特殊信號(hào)，得出管道電流的強(qiáng)度和方向。用信號(hào)發(fā)射機(jī)向管道施加某一特定頻率或多個(gè)頻率的激勵(lì)信號(hào)，信號(hào)自發(fā)射點(diǎn)開始沿著管道兩側(cè)傳輸，管中電流信號(hào)強(qiáng)度將隨著管道距離的增加而衰減，管道電流流經(jīng)管道時(shí)，在管道周圍產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，利用接收機(jī)在管道上方按一定間隔檢測(cè)管中激勵(lì)信號(hào)的強(qiáng)度?，F(xiàn)今，PCM"已廣泛應(yīng)用于管道外防腐層保護(hù)狀況評(píng)估、新鋪管道防腐層施工質(zhì)量的驗(yàn)收、管道陰極保護(hù)效果評(píng)估、管線對(duì)地絕緣故障點(diǎn)（管道防腐層、保溫層、電纜外護(hù)套的缺陷與破損點(diǎn)）定位、目標(biāo)管道與其他管道搭接點(diǎn)的查找和定位、盜接管道/分支管道的查找和定位、管道泄漏點(diǎn)的查找和定位以及作為大功率管線定位儀探測(cè)定位長(zhǎng)輸管道等各個(gè)方面。

1"應(yīng)用實(shí)例

1.1"絕緣接頭性能檢查

任京線管道防腐選用石油瀝青涂層與強(qiáng)制電流陰極保護(hù)，已運(yùn)行近30年。任京線任丘首站，恒電位儀電流輸出為4215A，保護(hù)距離僅為16"km"左右，而同樣保護(hù)距離的雄縣輸油站，恒電位儀輸出電流為7A"左右。

使用PCM，將發(fā)射機(jī)架設(shè)在陰極保護(hù)間內(nèi)，使用交流電對(duì)發(fā)射機(jī)供電。發(fā)射機(jī)輸出電流2A，絕緣接頭站內(nèi)一側(cè)的接收機(jī)的電流約1165"A，而絕緣法蘭站外一側(cè)1"km"處接收機(jī)電流約為0130A.根據(jù)GB"/T21246-"2007，絕緣法蘭的漏電率達(dá)到8416%。開挖后，使用U"J-"33電位差計(jì)，對(duì)絕緣法蘭兩端的電流進(jìn)行了測(cè)量，分別為611A與35A，與PCM的檢測(cè)結(jié)果基本吻合。對(duì)絕緣接頭更換維修后，恒電位儀的輸出電流僅為511A.

1.2"管道泄漏點(diǎn)的定位

國(guó)內(nèi)某條成品油管道建于20世紀(jì)80年代初，管徑189mm，防腐層選用石油瀝青。多年停輸后，根據(jù)發(fā)展要求，需要重新投入使用。在打壓過程中，發(fā)現(xiàn)壓力穩(wěn)定不住，逐漸下降，最終最低點(diǎn)的壓力保持在0165MPa，根據(jù)靜水壓公式p"="Qgh，初步判斷泄漏點(diǎn)的海拔高度應(yīng)比管道最低點(diǎn)的海拔高度高約66"m.但是，管道泄漏過程中并沒有水滲到地表上來。為查找泄漏點(diǎn)的位置，項(xiàng)目組首先根據(jù)GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)初步確定了泄漏點(diǎn)的海拔高度，而后在確定的海拔位置附近，選用PCM"發(fā)射機(jī)對(duì)管道施加電流，讀取PCM"接收機(jī)的讀數(shù)。當(dāng)電流有較大的衰減時(shí)，連接A字架對(duì)缺陷點(diǎn)進(jìn)行精確定位。對(duì)定位的缺陷點(diǎn)開挖后并沒有找到泄漏點(diǎn)。

由于防腐層質(zhì)量較差，而泄漏點(diǎn)又極可能是小的滲漏點(diǎn)，而上述通過電流衰減而后連接A"字架查找缺陷點(diǎn)的方法極有可能漏掉小的缺陷點(diǎn)，因此決定使用PCM直接連接A"字架逐步定位缺陷點(diǎn)。使用該種方法定位出更多的缺陷點(diǎn)，經(jīng)過對(duì)多處可疑的缺陷點(diǎn)開挖后，成功查找出管道泄漏點(diǎn)。

1.3"犧牲陽極的查找

某條新建管道建成投產(chǎn)后，有一段管道自然電位一直偏高，初步懷疑為管道未投產(chǎn)之前的使用的犧牲陽極未摘掉，使用PCM"順利找到。

2"PCM"使用中注意事項(xiàng)

（1）由于接收機(jī)的深度與電流讀數(shù)均基于電磁場(chǎng)理論，接收機(jī)相對(duì)于管道的位置不同，對(duì)接收機(jī)讀數(shù)的影響較大，因此接收機(jī)應(yīng)在管道正上方讀取電流或者深度數(shù)值。

（2）干擾影響。外界電磁干擾對(duì)電流測(cè)量的影響類似于鄰近地下管線磁場(chǎng)干擾。測(cè)量點(diǎn)附近存在高壓線路、電氣化鐵路、大構(gòu)筑物接地、金屬物體等外界電磁干擾時(shí)，電流測(cè)量也必然存在誤差。為判斷是否受到干擾的影響，常用的方法是先選用峰值法讀取埋深值，然后選用谷值法讀取埋深值，如果兩次讀數(shù)誤差較小，認(rèn)為不存在干擾，可以讀取相應(yīng)頻率的電流數(shù)值。當(dāng)峰谷讀數(shù)不一致時(shí)，表示被檢管線存在干擾，此時(shí)的峰/零值點(diǎn)均不能準(zhǔn)確指示管線的位置。這種情況下可以使用大功率的便攜式發(fā)電機(jī)對(duì)發(fā)射機(jī)供電，提高發(fā)射機(jī)的輸出電流，并讀取較高頻率的電流數(shù)值，可以減小電磁干擾的影響。

（3）接收機(jī)的讀數(shù)還與地形地貌、管道埋深、土壤均質(zhì)有關(guān)。檢測(cè)過程中遇到上述情況時(shí)，應(yīng)加密測(cè)試，多讀取接收機(jī)的電流數(shù)值。

（4）在檢測(cè)工作中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)在涂層缺陷點(diǎn)處，電流數(shù)據(jù)呈階梯狀的/"V"0字型分布，電流曲線經(jīng)常出現(xiàn)起伏形態(tài)。這是由于在管線連接點(diǎn)、接地點(diǎn)、陽極地床接入點(diǎn)、管線搭接點(diǎn)以及管線絕緣故障點(diǎn)，管線電流的土壤泄漏（回流）電流的強(qiáng)度較大，與管線電流正向或者負(fù)向疊加形成疊加磁場(chǎng)。在故障點(diǎn)之前的磁場(chǎng)是管道電流減去土壤泄漏電流后的疊加磁場(chǎng)，所以測(cè)量的電流會(huì)在故障點(diǎn)之前表現(xiàn)出陡降的特征;在故障點(diǎn)之后的磁場(chǎng)是管道電流加上土壤泄漏電流后的疊加磁場(chǎng)，所以測(cè)量的電流會(huì)在故障點(diǎn)之后表現(xiàn)出反彈的特征，出現(xiàn)峰值形態(tài)，隨后遞減。

（5）接地極的選擇，在現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境中，PCM"發(fā)射機(jī)的電流輸出經(jīng)常受到接地條件的影響。在管道站場(chǎng)或者陰極保護(hù)站，可以選擇輔助陽極或者儀器設(shè)備的接地做為接地極。而在管道干線上，則應(yīng)盡量選擇有水或者濕潤(rùn)的土壤位置，采取多組接地極，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候添加鹽水以減小接地極的接地電阻。

3"結(jié)束語

在干擾較少的地段，使用PCM"可以很好地對(duì)埋地鋼制管道防腐層缺陷點(diǎn)進(jìn)行定位，對(duì)防腐層絕緣性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。其尤其適用于在防腐層整體性能優(yōu)良的管段，如新建管道的3PE"涂層進(jìn)行防腐層缺陷點(diǎn)查找。

使用PCM"的配合A"字架可以對(duì)一定埋深的水下管道的防腐層缺陷點(diǎn)進(jìn)行精確定位。使用PCM"可以對(duì)絕緣法蘭的絕緣性能進(jìn)行半定量評(píng)價(jià)。PCM"容易受到交流干擾的影響，如何減緩干擾，獲取有效的電流值與深度值，需要在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

使用PCM"可以對(duì)防腐層性能進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，但如何通過PCM接收機(jī)的讀數(shù)更好地轉(zhuǎn)化為管道防腐層的絕緣電阻，來對(duì)不同防腐層性能進(jìn)行比較與失效評(píng)定，國(guó)內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或者指導(dǎo)原則。

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