燃氣管道檢測技術的發展及展望

鐘乾 解東來

摘 要： 隨著燃氣用氣普及率的提高，管道建設得到了很大的發展，與此同時，管道安全不容忽視?，F在常用的管道有兩種，分別是金屬管道和PE管道。

關鍵詞：燃氣管道；金屬管道；PE管道；定位；防腐

1 前言

2014年，人工煤氣供氣總量56.0億立方米，天然氣供氣總量964.4億立方米，液化石油氣供氣總量1082.7萬噸。人工煤氣供氣管道長度2.9萬公里，天然氣供氣管道長度43.5萬公里，液化石油氣供氣管道長度1.1萬公里[1]。隨著管道長度的增加，管道的安全也受到了越來越多人的重視，管道檢測技術也隨之發展，本文旨在對比分析現有的鋼制和PE管道檢測技術，為廣大工程技術人員提供參考。

2 鋼制燃氣管道的檢測技術

國內鋼制燃氣管道的檢測技術已經趨于成熟，管道定位以及外防腐檢測技術主要分為三種，分別是PCM+（直流電流衰減法）、SL-2188（皮爾遜檢測法）和DCVG（直流電位梯度檢測法）[2]。

2.1 PCM+（直流電流衰減法）

2.1.1檢測原理

PCM+檢測原理及設備，發射機采用24V的鉛蓄電池，通過陰極保護測試樁或者閥門井向管道施加特定的低頻直流電，通過接收機來定位管道的位置和埋深。

PCM+使用A字架測量管道防腐層情況，正常情況下使用A字架測出的方向指向遠離發射機方向（可以理解為方向指向破損點，破損點在無限遠處），如果突然發現使用A字架測出的方向指向發射機方向，則說明存在漏點信號，可能存在破損點。

2.1.2 優缺點分析

PCM+定位準確，一個人可以同時完成管道定位和管道外防腐層檢測，能夠直接讀取管道埋深，缺點是設備比較沉重，一般只能測埋深6m以內的管道，測量水泥路下方管道的外防腐層相對麻煩；還有兩個是所有電信號檢測設備的共同點：1.一旦遇到完全接地的閥門井或者其他電流流失嚴重的情況將導致檢測無法繼續；2.會受到其他電信號（例如電纜，其他管線）的干擾。

2.2 SL-2188（皮爾遜檢測法）

2.2.1 檢測原理

SL-2188的檢測原理與PCM+類似，發射機向管道發射交流信號，一個接收機用于管道定位，一個接收機用于管道外防腐層檢測。SL-2188對于管線定位方法分為極大值法和極小值法，實際測量量中常用的是極小值法，極小值法使用探桿測量磁場的垂直分量，當探桿處于管線正上方時，接收機顯示的信號強度最小。SL-2188對于管線埋深的方法分為45°法、80°法和極大值法，實際測量中常用的是45°法。首先使用極小值法找出管道的位置A并做下標記，將探桿垂直于地面，使探頭與地面呈45°，將探頭沿垂直于管線方向移動，找出信號最小的點B，那么AB之間的距離就是地面到管道中心的的距離。

SL-2188的管道外防腐層檢測采用“人體電容”法，通過人體做檢測儀的感應元件。兩個檢測人員手持感應器沿管道垂直（或者平行）方向行走，當檢測員走到漏點附近時，接收機顯示信號強度增加，當走到漏點正上方時，接收機顯示信號強度最大，從而準確找到漏蝕點。

2.2.2 優缺點分析

SL-2188結果測量比較準確，外防腐層檢測結果與PCM+基本相同，缺點是：1.外防腐層檢測受地形影響較大，容易受到樹林，山坡等地形因素影響；2.需要的檢測人員較多，需要一人負責管道定位，兩人負責外防腐層檢漏；3.無法檢測垂直上下彎頭處的外防腐層。

2.3 DCVG（直流電位梯度檢測法）

2.3.1 檢測原理

其檢測原理是向鋼質管道施加一個直流信號，直流信號沿著管道流動。當管道防腐層在某處發生破損時，會有較大的電流信號從破損點處流出，在破損點周圍土壤中會產生一個電位梯度分布。在實際檢測中會采用高阻抗毫伏表測量破損點旁地面上兩個硫酸銅參比電極之間的電位差。通過檢測電壓梯度場總的電壓梯度就能檢測并確定防腐蝕層破損點的大小及位置，可根據檢測數據判定破損的嚴重程度。

2.3.2 優缺點分析

這種檢測方法的優點是可以估算出防腐層破損點大小，且該檢測方法不易受到外界環境變化的影響，操作簡單、檢測結果準確，但無法檢測防腐層是否剝離，檢測速度慢。

3 PE燃氣管道的檢測技術

PE燃氣管道在國內使用時間還不長，其檢測技術大多處于起步階段，主要功能局限在定位階段。

3.1 敷設示蹤線

3.1.1 檢測原理

示蹤線敷設思路，將具有一定強度的絕緣示蹤線（一般是銅線）緊貼管道頂部或者側面（需要統一標準）進行敷設，同時設立信號源井，信號源井可以充分利用閥井來進行設置，在管道上方設立標志物，減少測量誤差[3]。

檢測示蹤線一般通過信號源井施加電信號，根據電信號判定示蹤線位置，從而間接判定PE管道的位置，從根本上來說與檢測金屬管道的原理相同。

3.1.2 優缺點分析

示蹤線法是目前國內外普遍采用的方法，但是其缺點也是非常明顯的：1.示蹤線線徑較小，容易被施工挖斷或者自然應力破壞；2.示蹤線的絕緣防水一旦沒有處理好將導致信號泄漏，檢測異常；3.示蹤線的首末端容易被埋或者剪斷，不易尋找。

3.2 APL聲學管道定位儀

這種定位儀主要用于測量定位一個截面的管道數量和位置，發射機和接收機是一個整體，工作原理是儀器向地下發出超聲波，然后采集反射的頻率，延時及信號強度，每15～30cm測量一次，探測至少3次，儀器處理后將會顯示第幾次探測的位置下方存在管道。

優點是每個截面最多能夠同時探測3條管道，可以得到深度的估算值，一體機不需要特定的信號加載設施，適用于整體開挖地段確定管道的數量；缺點是儀器比較笨重，同溝管道鋪設可能會對探測結果產生影響，不適用于一條管道長距離的走向判斷。

4 結語

鋼制管道的檢測技術已經成熟，能夠很好的進行管道定位和外防腐層檢測，但其他方面還有待提高，例如PCM+的接收機還比較笨重，DCVG的檢測速度還比較緩慢等等；而PE管道檢測技術現在還在起步階段，存在比較多的不足，例如檢測距離短，不能檢測破損情況等，不過相信隨著技術進步，PE管道的探測會變得越來越清晰準確。

【基金項目：廣東省科技計劃項目，編號：2013B010405001】

參考文獻

[1] 2014年城鄉建設統計公報[J].城鄉建設.2015（08）： 8-13.

[2] 曹慧平.浙江某市市政燃氣管道防腐性能檢測及完整性評價[D].華南理工大學，2013.

[3] 曹震峰.燃氣PE管道示蹤線方法及其探測技術[J].勘察科學技術.2010（04）： 61-64.