基于PCM在航油管道外防腐層檢測中的應(yīng)用

王春博 孔 超 張金勇 李 彤 賈 帥 邊 疆 孟祥山

（中航油京津冀物流有限公司，天津 300300）

0 引言

對(duì)于埋地長輸鋼質(zhì)管道，合理涂覆外防腐層是防止管道發(fā)生外腐蝕的重要措施。管道外防腐層的完整性直接影響埋地長輸管道的本質(zhì)安全[1]。然而，在管道敷設(shè)過程中，管道外防腐層容易出現(xiàn)破損。一方面是碰撞摩擦導(dǎo)致外防腐層破損；另一方面是土壤濕度、酸堿度及雜散電流可能造成外防腐層破損、剝離。

目前，常用的管道外防腐層完整性檢測方法有：PCM多頻管中電流法、皮爾遜法和DCVG直流電位梯度法[2]。PCM檢測方法操作簡便，定位精確，適用范圍廣。本文重點(diǎn)介紹PCM檢測技術(shù)及在航油管道外防腐層檢測中的實(shí)際工程應(yīng)用。

1 PCM檢測技術(shù)

1.1 PCM檢測系統(tǒng)

PCM檢測系統(tǒng)主要由信號(hào)發(fā)射機(jī)、信號(hào)接收機(jī)和A字架組成[3]。信號(hào)發(fā)射機(jī)對(duì)管道饋送一種接近直流的信號(hào)電流，信號(hào)接收機(jī)對(duì)施加于管道上的信號(hào)電流進(jìn)行檢測[4]，原理如圖1所示。另外，配上A字架，可以對(duì)防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行精確定位。通過PCM檢測系統(tǒng)可對(duì)管道位置及埋深進(jìn)行檢測，并且對(duì)外防腐層整體完整性做出判斷。

1.2 PCM基本原理

PCM檢測技術(shù)基本原理是通過在管道和大地間施加多種頻率的信號(hào)電流，信號(hào)電流在管道傳播過程中呈指數(shù)衰減規(guī)律，當(dāng)管道外防腐層發(fā)生破損后，管中電流從破損點(diǎn)流出，出現(xiàn)明顯衰減，從而導(dǎo)致地面磁場強(qiáng)度迅速減小，由此對(duì)防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行定位[5]。電流的衰減速率與管道防腐層電阻率直接相關(guān)，若防腐層平均電阻率高則衰減速率慢，反之則快。電流衰減規(guī)律如式（1）所示。

式中：I為被檢管道中任意一處檢測電流；

I0為施加于管道上的信號(hào)電流；

x為信號(hào)供入點(diǎn)至被檢管道處的距離；

α為電流幅值衰減系數(shù)。

2 管道外防腐層完整性檢測案例

2.1 檢測數(shù)據(jù)收集

采用PCM檢測技術(shù)，對(duì)某航油管道進(jìn)行外防腐層完整性檢測。被檢管道及其外防腐層相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 管道基本信息

利用發(fā)射機(jī)將信號(hào)電流接入被測管道，一端連接被測管道陰極保護(hù)測試樁，另一端接入大地，并且設(shè)定檢測頻率。將A字架與信號(hào)接收機(jī)連接，攜帶A字架沿管線進(jìn)行檢測，記錄管道中各檢測點(diǎn)的電流值，利用管道防腐層計(jì)算軟件分析處理檢測數(shù)據(jù)，得到防腐層絕緣電阻Rg值。

此次外防腐層檢測的航油管道長度為52公里，發(fā)現(xiàn)外防腐層疑似破損點(diǎn)73處，如表2所示。

表2 外防腐層部分破損點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

2.2 數(shù)據(jù)開挖驗(yàn)證

經(jīng)PCM檢測發(fā)現(xiàn)存在73處疑似破損點(diǎn)，考慮破損點(diǎn)數(shù)量較多，因此針對(duì)電流損失較大且dB值較大的點(diǎn)位進(jìn)行外防腐層完整性數(shù)據(jù)的有效性驗(yàn)證。其中，對(duì)3號(hào)、8號(hào)和13號(hào)疑似破損點(diǎn)位置進(jìn)行開挖驗(yàn)證，破損點(diǎn)外觀如圖2所示。3號(hào)破損點(diǎn)位置發(fā)現(xiàn)管道上有一直徑50cm的三通法蘭盤外防腐層脫落。8號(hào)破損點(diǎn)位置發(fā)現(xiàn)多處破損。13號(hào)破損點(diǎn)位置防腐層脫落且出現(xiàn)不同程度的鼓包。由此可見，利用PCM技術(shù)可對(duì)埋地航油管道外防腐層完整性進(jìn)行有效檢測。

圖2 開挖驗(yàn)證圖片

3 結(jié)語

（1）采用PCM技術(shù)可對(duì)埋地航油管道外防腐層完整性進(jìn)行有效評(píng)價(jià)。作為管道非開挖檢測技術(shù)之一，PCM檢測技術(shù)操作簡便，可以對(duì)外防腐層破損點(diǎn)實(shí)現(xiàn)精確定位，從而有效降低企業(yè)開挖作業(yè)成本；

（2）定期進(jìn)行外防腐層檢測可以及早發(fā)現(xiàn)問題，防患于未然，為航油管道安全運(yùn)行提供科學(xué)決策。在實(shí)施外防腐層檢測前，作業(yè)人員應(yīng)熟悉管道基本情況、歷史檢測報(bào)告等管道基礎(chǔ)信息，從而保證檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)有效。