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文檔簡介
1、一、 埋地管道腐蝕評價與防腐層檢測技術(shù)1.1防腐層檢測技術(shù)及儀器的現(xiàn)狀1) 變頻選頻法上世紀(jì)90年末,東北輸油管理局與郵電部第五研究所結(jié)合我國輸油行業(yè)的管理模式,完成了長輸管線上以測量單元管段防腐絕緣電阻、評價防腐層完好狀況方法的研究。該方法是將一可變頻率電信號施加到待測管道的一端,從另一端檢測信號的衰減幅度,通過調(diào)節(jié)信號的頻率使信號衰減達到一定范圍(23dB)時,根據(jù)信號頻率的高低來推斷防腐層絕緣電阻值,因此稱為“變頻選頻法”。此方法被列入石油天然氣公司的SY/T5919-94標(biāo)準(zhǔn),為我國管道防腐層評價的后續(xù)工作奠定了基礎(chǔ)。變頻-選頻測量方法特點是:適合于長輸管道的檢測,具有使用簡便,檢測費
2、用較低等優(yōu)點;但該方法對操作人員要求較高,在使用之前需設(shè)定一些參數(shù),較為復(fù)雜;所需與測量儀配合的設(shè)備較多;只能對單元管道(通常為1km)及有測試樁的管道進行絕緣電阻測量,無法判斷破損點位置;當(dāng)管段中有支管、陽極時須通過開挖檢測點來分段檢測。2)直流電壓梯度(DCVG)技術(shù)直流電壓梯度技術(shù)的代表儀器是加拿大Cath-Tech公司生產(chǎn)的DCVG。它可對有陰極保護系統(tǒng)的管道防腐層破損點進行檢測。其原理是:在管道中加入一個間斷關(guān)開的直流電信號,當(dāng)管段有破損點時,該點處管道上方的地面上會有球面的電場分布。DCVG使用毫伏表來測量插入地表的兩個Cu/CuSO4電極之間的電壓差。當(dāng)電極接近破損點時,電壓差會
3、增大,而遠(yuǎn)離該點時,壓差又會變小,在破損點正上方時,電壓差應(yīng)為零值,以此便可確定破損點位置。再根據(jù)破損點處IR降可以推算出破損點面積。破損點形狀可用該點上方土壤電位分布的等位線圖來判斷。儀器優(yōu)點:(1)靈敏度很高,可以精確地定位防腐層破損點;(2)采用了非對稱的交變信號,消除了其他管中電流、土壤雜散電流的干擾,測量準(zhǔn)確率很高;(3)可以區(qū)別管道分支和防腐層的破損點;(4)可以準(zhǔn)確估算出防腐層面積。并且也能對防腐層破損的形狀進行判斷。缺點是:設(shè)備價格較貴、測量工作勞動強度大,須配合定位儀使用;由于電極與地面直接接觸,因此當(dāng)?shù)孛娼橘|(zhì)導(dǎo)電性差時,測量結(jié)果不穩(wěn)定;通常僅適用于有外加電流陰極保護系統(tǒng)的管
4、線,對于那些沒有陰保系統(tǒng)的管線可通過直流發(fā)電機建立臨時陰極保護系統(tǒng)完成檢測;不同的土壤環(huán)境會對檢測信號產(chǎn)生一定的影響。3)皮爾遜法(人體電容法)也屬于地面電場法的范疇,目前國產(chǎn)檢測儀器多采用該方法。其工作原理是:給埋地管道發(fā)送特定頻率的交流電信號,當(dāng)管道防腐層有破損點時,在破損處形成電流通路,產(chǎn)生漏電電流,向地面輻射,并在漏點上方形成地面電場分布。用人體做檢漏儀的傳感元件,檢測人員在漏點附近時,檢測儀的聲響和表頭都開始有反應(yīng),在漏點正上方時,儀器反應(yīng)最強,從而可準(zhǔn)確地找到防腐層的破損點。該類儀器的優(yōu)點是:設(shè)備體積小,價格較低;使用方便,對操作人員要求不高;現(xiàn)場簡單時準(zhǔn)確率較高;其缺點是:抗干擾
5、性能差,當(dāng)?shù)叵鹿芫W(wǎng)較復(fù)雜時,容易產(chǎn)生錯誤判斷;針對檢測管道及埋設(shè)環(huán)境的具體情況,設(shè)置檢測的靈敏度。檢測過程很大程度上依賴使用者的工程經(jīng)驗。靈敏度設(shè)置過低會漏掉破損點,靈敏度過高,會產(chǎn)生誤報漏點。此外,國內(nèi)早先生產(chǎn)的儀器發(fā)射機功率較小,測量范圍受到一定限制,最近廠家加大了發(fā)射機功率情況有一定的改善;須同時使用定位儀和檢漏儀;不能定量地判定防腐層老化程度。4)密間隔電位法(CIPS)為國外評估陰極保護系統(tǒng)和管道保護水平的標(biāo)準(zhǔn)方法之一。通過比較沿管線上測得的地面電位,評價管道的CP 系統(tǒng)性能。通常用于評價CP性能的數(shù)據(jù)包括:沿管線測得的電位、電位的變化值、不同距離點上的通/斷、去極化電位,及其它的信
6、號特征。其原理是:將一個參比電極放置于地面與電壓表相連,表的另一端與管道相連,讀取管地電位。在外加電流保護的管道中,通過測得的管地電位分布,即可得出管道的保護程度。該方法的優(yōu)點是:適用于復(fù)雜的地表情況,甚至可水下作業(yè);測量點多,數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確;無須另配發(fā)射機;缺點是:測量程序復(fù)雜,對人員要求高;測量中要求間隔較小,工作量過大;須與定位儀同時使用;通常至少要三個人參加測量,一人管道定位,一人負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集, 第三人負(fù)責(zé)回收導(dǎo)線。5)雜散電流檢測技術(shù)雜散電流干擾給管道和設(shè)施造成的危害已得到了重視和研究,我國也制定了一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),給出了解決電性腐蝕的方案,技術(shù)要求也相當(dāng)明確和完整。由于當(dāng)時在檢測設(shè)備方
7、面尚未有適用現(xiàn)場作業(yè)的測定專用設(shè)備,一般是在電工等通用儀表中選擇使用,檢測手段也較為單一和缺乏效率,直接影響了治理方案的有效實施。近年推出的雜散電流檢測儀RD SCM 是一個不錯的選擇。SCM 能夠檢測出管道上陰極保護電流分布狀況,也能精確測量出管道雜散電流的流入/流出點,對于檢測和評定管線上保護電流給其它管線造成的干擾及找出治理雜散電流干擾方案是一個即安全又有效的方法。1.2交變電流梯度法(多頻管中電流法)及其應(yīng)用1.3.1、交變電流梯度法簡介 早在1996年,天津嘉信技術(shù)工程公司提出了埋地管道防腐層檢測的多頻管中電流法,并推出相應(yīng)的檢測系統(tǒng)及配套軟件,在全國石化系統(tǒng)已有數(shù)百套系統(tǒng)進行應(yīng)用。
8、為用戶的管線檢測提供了實用有效的檢測手段,取得了良好的應(yīng)用效果。該方法列入了石油天然氣公司的SY/T5918-2004埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范。在2003年4月推出全新的埋地管道防腐層數(shù)據(jù)處理軟件,版本為GDFFW xp 1.3。這是一個在新的防腐層評價模型(交變電流梯度法)基礎(chǔ)上,開發(fā)研制的全新軟件,運行于當(dāng)前流行的Windows各通用系統(tǒng)平臺上。新版本繼承了嘉信公司多年對埋地管道防腐層評價技術(shù)的研究經(jīng)驗,以及對防腐層評價模型及評價方法最新研究成果。當(dāng)前的最新版本為 xp 2.1,增加了一些方便用戶的輔助功能。新軟件的新增功能為:* 推薦應(yīng)用單一頻率信號對埋地管道進行檢測,軟件自動根
9、據(jù)管道埋設(shè)條件自動給出評價模型的參數(shù),徹底解決了用戶應(yīng)用軟件時參數(shù)選擇的難題。* 軟件評價的模型考慮了土壤的埋設(shè)條件對評價結(jié)果的影響。* 全新評價的模型考慮了伴行管道對防腐層計算的影響。* 全面對軟件的功能進行了重新設(shè)計,改進了用戶界面。* 采用了最新OLE/COM軟件技術(shù),極大地提升了系統(tǒng)的性能和可靠性。* 增加統(tǒng)計表導(dǎo)出功能,可導(dǎo)出到共享區(qū)、記事本文件、MS word 文檔。該系統(tǒng)的使用方法是:通過在管道和大地之間施加某一頻率的正弦波電壓,給待檢測的管道發(fā)射檢測信號電流,在地面上沿管道路由記錄管道中各測點流過的電流值;觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件處理即得出檢測結(jié)果。圖形結(jié)果可直接顯示破損點位置,也可定
10、性地判斷各段防腐層的老化狀況。沿路由在地面上檢測由管道上信號電流產(chǎn)生交變電磁場的強度及變化規(guī)律。采用這種方法不但可找管定位,還在很大程度上排除了大地的電性和雜散電流的干擾,具有很好的實用性。同時,通過管道上方地面的磁場強度換算出管中的電流變化,可以判斷出管道的支線位置或防腐層破損缺陷等。其原理是:管道的防腐層和大地之間存在著分布電容耦合效應(yīng),且防腐層本身也存在著弱而穩(wěn)定的導(dǎo)電性,使信號電流在管道外防腐層完好時的傳播過程中呈指數(shù)規(guī)律衰減,當(dāng)管道防腐層破損后,信號電流便由破損點流入大地,管中電流會有明顯異常衰減,引發(fā)地面的磁場強度的急劇減小,由此可對防腐層的破損點進行定位。然而,這是個相對比較的過
11、程,該過程受到不同檢測頻率、管道及周邊結(jié)構(gòu)等因素的影響。為消除包括管道規(guī)格、防腐結(jié)構(gòu)、土壤環(huán)境等因素,將均勻傳輸線理論應(yīng)用于管地回路,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型及參數(shù),可以有效地分析或消除上述影響。在測得檢測電流的變化規(guī)律后,根據(jù)評價模型可推算出防腐層的電氣性能參數(shù)值Rg。交變電流梯度法就是根據(jù)這樣的原理完成對管道防腐層的檢測及評價。1.3.2、管地回路的等效電路模型當(dāng)在管道和大地之間施一交流信號時,用電路理論分析電流信號在回路過程中的傳輸過程,則必須把這一回路進行電路等效,即建立有效的電路模型。實際上,可以把管地回路看成一個分布參數(shù)電路,基本參數(shù)可歸結(jié)為縱向分量阻抗和橫向分量導(dǎo)納??紤]大地電阻和電容
12、的影響,可以對管地回路中的一個微分段作圖1所示的等效。圖中: R表示管道的縱向阻抗,L表示管道電感,Gs表示土壤的內(nèi)阻抗,G表示為管道防腐層橫向漏電導(dǎo)納,C表示管道的分布電容。在理論上,在一定的測量范圍內(nèi),可以把原本并不均勻的參數(shù)看成均勻地分布于回路的每一微段之中,電路模型得以大為簡化。圖1管地回路的微段等效電路1.3.3、交變電流梯度法的數(shù)學(xué)模型根據(jù)電磁學(xué)理論分析可知,當(dāng)將一交變正弦檢測信號由發(fā)射機供入管地回路中時,信號的衰減幅度遠(yuǎn)大于專用傳輸線。檢測工程中,回路的損耗遠(yuǎn)大于理想傳輸線,可將回路視為特性阻抗的傳輸線,此時的傳輸線處于匹配狀態(tài),反射波不存在,除未竣工管道或靠近絕緣法蘭的管段等特
13、殊情況外,通過入射波傳輸?shù)墓β嗜勘回?fù)載吸收。由于信號的傳輸距離有限,大部分情況下管道的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有效傳輸距離,都可以看成是無限長的。滿足如下傳輸規(guī)律: (1)而被稱為衰減常數(shù)的a與管地回路參數(shù)滿足如下關(guān)系式: (2)在實際檢測中發(fā)射的是交變檢測信號,回路中的電磁場為正弦電磁場。管中等效電流值,記為Iam,單位為安培。將安培為單位的電流Iam轉(zhuǎn)換成分貝電流后,IdB-X曲線則是一條傾斜的直線,其斜率Y與a成正比關(guān)系。當(dāng)已知某二點的管中電流值時,即有: (3)在式(2)中,G即為包含著能反映防腐層狀況的絕緣電阻Rg,當(dāng)由式(3)計算出管地回路的衰減常數(shù)a后,Rg即可被求出。同時,與a對應(yīng)的Y值
14、大小也可定性地反映防腐層的優(yōu)劣程度。1.3.4 、評價模型的改進及GDFFW xp版軟件的完善嘉信公司在開發(fā)和推廣防腐層評價方法的初期,采用的是基于多個頻率對管道進行重復(fù)檢測,避開直接給出不易確定的參數(shù),稱之為“多頻管中電流法”的方法。但是,多頻方法是以增加檢測工作量為代價的。同時,經(jīng)實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn),三頻反演得到的電容、電感數(shù)值其合理性值得懷疑。在大量的檢測經(jīng)驗基礎(chǔ)上,嘉信公司通過軟件推薦給用戶經(jīng)驗的電容電感數(shù)值,解決了用戶在確定參數(shù)時遇到的困難。此后的方法不要求對管道進行三頻檢測,提高了用戶的檢測效率。經(jīng)過對模型的不斷完善,近來已經(jīng)有了很大的改進,為了確切地反映方法的完善,將方法重新命名為“交
15、變電流梯度法”。經(jīng)過多年應(yīng)用和研究,全新評價模型改進了原方法存在的主要缺陷是:1)“多頻法”評價管道防腐層所依據(jù)的是“線傳輸函數(shù)”模型,要通過縱向電阻R、電感L、電容C的參數(shù)輸入來求解防腐層絕緣電阻Rg。在單頻檢測時,正確給定C、L值至關(guān)重要。電容C則與防腐層的厚度、結(jié)構(gòu)以及組成物的介電常數(shù)有關(guān),電感參數(shù)的影響因素更為復(fù)雜。原來推薦的三頻方程聯(lián)立求出C、L值的方法因檢測工作量成倍加大,三頻方程的一致性不高,無法保證求出的C、L值可用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),檢測中的管-地回路應(yīng)為有耗線傳輸模型,信號的傳輸距離有限,大多數(shù)情況下傳輸線處于匹配狀態(tài),由于反射波不存在,除未竣工管道或靠近絕緣法蘭的管段等特殊情況
16、外,通過入射波傳輸?shù)墓β嗜勘回?fù)載吸收,大部分情況下管道的長度遠(yuǎn)大于檢測信號的有效傳輸距離,都可以看成是無限長的。2) 管道縱向電阻未能考慮交流信號的因素 在求解Rg的過程中,準(zhǔn)確計算管道的縱向電阻也很重要。鋼管的磁導(dǎo)率很高,即便檢測信號頻率不高時,交流信號的趨膚效應(yīng)也不能忽略。簡單地用管材的直流電阻不能正確反映交流信號下的電磁參數(shù)。管材電磁參數(shù)受管徑、壁厚以及管體成型方法(無縫、直縫、螺旋焊縫)的制約相當(dāng)明顯;管道運行時間越長,其有效電磁參數(shù)與初始埋設(shè)時的差別也就越大。新模型在這方面作了改進。3) 土壤電阻率的影響不能忽略使用過電流梯度法的人都會發(fā)現(xiàn),管道埋設(shè)的土壤環(huán)境對檢測電流衰減規(guī)律的影
17、響顯而易見,不考慮土壤電阻的差異是不能有效地應(yīng)用電流梯度法,完成管道的評估的??紤]土壤的導(dǎo)電性對得到正確的評價結(jié)果至關(guān)重要。4) 伴行管道的影響不可忽略管道的埋地環(huán)境千差萬別,目標(biāo)管線附近存在伴行管線的情況并不少見。伴行管線與目標(biāo)管線的電磁耦合作用十分明顯,它直接會以互感的方式影響管道的電感值。電感L不僅與管道的有效電磁參數(shù)有關(guān),而且還取決于管體直徑以及管外圍土壤介質(zhì)的電磁參數(shù)變化情況。因此,僅僅經(jīng)驗性地指定管道參數(shù)是難于得到符合實際的檢測結(jié)果的,根據(jù)埋設(shè)條件選擇評價參數(shù)是必然的選擇。1.3.5、方法的特點:1) 對埋地金屬電纜管道的精確定位。2) 對埋地金屬管道防腐層破損點的精確定位,評估防
18、腐層完好狀況。3) 對陰極保護系統(tǒng)有效性的評估。4) 測定電流方向的功能,檢測管道的不正常金屬搭接。5) 多頻率發(fā)射檢測信號,非接觸式測量,無須開挖。6) 具有輕便、堅固、耐用、一人可獨立操作。變間距的測量方法減少檢測的工作量;7) 兩種檢測方法配合,測定漏點精確高效,抗干擾性能強.特別適用于管網(wǎng)比較復(fù)雜的情況。8) 利用專用軟件GDFFW xp通過對管道防腐層絕緣電阻Rg的計算來評估管道外防腐層等級。二、電磁法檢測設(shè)備2.1、系統(tǒng)配置MF系列產(chǎn)品主要有以下幾種型號:MF-4 埋地管道防腐層檢測系統(tǒng)組成:RD4000PXL、防腐軟件、外接電源。用途:高性能管線定位儀,用于管線定位,管道外防腐故
19、障檢測,深度測量,管線信號電流強度(CM)功能,有源/無源方式下均可探測管線。MF-5 埋地管道防腐層檢測系統(tǒng)組成:RD4000PDL、A型架、防腐軟件、外接電源。用途:高性能管線定位儀,用于管線定位,管道外防腐故障檢測,深度測量,管線信號電流強度(CM)及電流方向(CD)功能,可以帶故障定位(FF)功能,有源/無源方式下均可探測管線。MF-6 埋地管道防腐層檢測系統(tǒng)組成:RD-PCM(FF)、A型架、防腐軟件、外接電源。用途:高性能的管線定位儀,管道外防腐層破損點的精確定位,管道的防腐層完好狀況的評估,檢測陰極保護系統(tǒng)的有效性,CD功能用于判定管道與金屬物的搭接,超低頻近直流超大功率的發(fā)射機
20、,能夠使管線檢測的距離更遠(yuǎn)。2.2、 MF系列儀器的應(yīng)用范圍2.2.1、基本用途管線/電纜的定位探測,可以普查、跟蹤識別各類地下電纜、精確測量管道的位置及埋深;不用開挖即可完善各類地下管網(wǎng)圖;可以在各類開掘工作前做普查探測,以確保施工安全有效。管線定位功能還為 MF系列儀器的更深層應(yīng)用(如:管道防腐狀況檢測及評估、電纜故障探測、水管泄漏探測)提供必要的前提。應(yīng)用其他檢測方法(如:DCVG、SCM)時,要使用管線定位功能測量管線的路由。用于埋地電纜的定位及追蹤探測,某些型號可用信號夾鉗進行信號供入,可完成電纜的不斷電檢測。2.2.2、管道防腐層漏點檢測及完好狀況評估可以發(fā)現(xiàn)并精確測定防腐層的破損
21、位置,查出管道與其他管道或金屬構(gòu)件的不正常搭接,對于無破損的管段可以測定管道中電流衰減系數(shù),并進一步推算防腐層的絕緣電阻Rg,參照石油天然氣總公司的SY/T5918-2004埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)即可評定防腐層的質(zhì)量等級。對于有陰極保護站的長輸管線,可以利用RD-PCM測定管道的防腐狀況,而且測量的一次性距離可達30Km。通過測定被保護管道上的電流分布區(qū)線,檢測過程是應(yīng)用天津嘉信公司的交變電流梯度法,并在管道防腐數(shù)據(jù)處理軟件GDFFW xp的支持下完成資料的整理與解釋工作,來評定管線的陰極保護的有效性。此外,可以使用 A型架現(xiàn)場測定防腐層破損點的位置,這是應(yīng)用儀器的 FF功能
22、,習(xí)慣上稱之為“地面電場法”或“交流電位梯度法(ACVG)”。這種方法可與“交變電流梯度法”互相驗證,互相補充可以快速、高效完成管線外防腐層的評價。2.3、 應(yīng)用原理2.3.1、 基本原理以上的儀器均由發(fā)射機和接收機兩部分組成:發(fā)射機向管道或電纜供入某一頻率的信號電流,當(dāng)檢測信號電流沿管道向遠(yuǎn)處延伸時,它在管線周圍產(chǎn)生有規(guī)律的電磁場,這樣當(dāng)工作人員手持接收機在管道上方時,便可以探測到這個電磁場,根據(jù)顯示可以測定管線的位置、深度,測定管道中的信號電流強度及該電流的方向。如果管道(或電纜)外皮絕緣層有破損,給管道施加的電流信號泄漏于周圍土壤中,并且在地面上產(chǎn)生散發(fā)性的電場分布,這時用 A型架,將探
23、針插入地面便能測量到這種電場,并能追蹤到破損點的位置,這就是地面電場法的原理。2.3.2 、頻率選擇發(fā)射機及接收機有幾組互相對應(yīng)的頻率可供選擇,MF系列儀器的頻率配置如下:RD4000PXL/PDL發(fā)射機CDLF83365/FF接收機CDLF83365Pfa/頻率(Hz)640&32064081923276865536501008192&4096 RD-PCM發(fā)射機ELFELF LF 接收機ELFELFLF 頻率(Hz)4&1284&8&1284&8&640表中 P方式是測定50Hz市電的信號,它不需要發(fā)射機發(fā)送信號;PDL接收機的f1是專門選定的 100Hz信號,用以測定陰極保護站發(fā)出的整流
24、后的電流諧波,并能測定其電流大小,又稱之為 CPS功能。發(fā)射機發(fā)射的 FF 頻率是配合 A型架來測量地下漏電點的位置的,即是管道故障查找(FF)功能。CD 頻率選擇可供管道定位,測量電流強度,及測量電流方向使用。也可供A型架測定地下漏電點位置使用。PCM發(fā)射機可發(fā)射三種頻率的組合:ELF、LF 、ELF 分別是4 & 128(Hz)、4 & 8 & 128(Hz)和4 & 8 & 640(Hz),是一個近直流交變的疊加電流信號,可供接收機測量4 Hz和128Hz,還有4 Hz和640Hz兩組頻率的電流讀數(shù)值。8Hz信號是用于輔助測定電流方向的頻率。不同制式的儀器是將128 Hz的信號替換成98
25、 Hz;640 Hz的信號替換成512 Hz。使用儀器時,在頻率選擇上應(yīng)注意:1) 對導(dǎo)電良好的管道/電纜盡可能采用低的頻率,以利于信號電流的遠(yuǎn)距離傳輸。2) 對不良導(dǎo)電的管線要采用較高的頻率,信號容易感應(yīng)到管線上。3) 要注意管線上是否有相應(yīng)檢測頻率的干擾。其方法是關(guān)掉發(fā)射機,把接收機置于管線上方時,檢查接收機上的讀數(shù)。4) 發(fā)射機接收機頻率要互相對應(yīng),與測量的要求相對應(yīng)。2.3.3、 發(fā)射機供入點及接地電極位置的選定使用發(fā)射機為管道供入信號的原則是盡量使待測的管線上有較強的信號電流,使相鄰的伴行管線上盡量沒有信號,或使其它管線上的信號最小。為此應(yīng)該注意:1) 當(dāng)待測管道有多個供入點可供選擇
26、時,要盡量選擇管道分布最稀疏、防腐狀況較好的位置作為供入點。2) 發(fā)射的信號強度以夠用為原則,并非愈大愈好。較大信號強度會縮短電源的工作時間。3) 地極盡量不要連接在相鄰管道或其他金屬構(gòu)件上,以免信號傳入測量區(qū)產(chǎn)生干擾。2.3.4、 接收機的峰、零接收方式MF系列儀器的接收機具有峰(Peak)、零(Null)兩種接收信號方式:1) 峰值方式是用雙水平線圈接收水平電磁場的強度,在管道正上方的磁場強度最大,兩側(cè)對稱且漸小,峰值方式測量具有較好的抗干擾能力,但測量時須使接收機的機身平面與管道方向垂直,反之當(dāng)平面與管道方向平行時,測得的強度最小。這個特性往往用來判定管道的走向。2) 零值測量方式是用垂
27、直線圈測量電磁場的垂直分量,它在管線上方有一零值(或極小值),兩側(cè)各有一個高峰。3) 不論峰值或零值定位,都應(yīng)在直線管道的地段(即測點前后三倍埋深距離內(nèi)應(yīng)是一段直管),在管道拐點、三通、變深點不應(yīng)該讀數(shù)。4) 當(dāng)峰/零方式位置重合,目標(biāo)管線可視為簡單管線,其他管線的干擾可以忽略。如果峰零位置偏差較大,則認(rèn)為地下有其他管線存在。當(dāng)峰零偏差超過20cm時,會嚴(yán)重影響直讀測深或電流值測定精度。三、 電磁法儀器的一般操作方法3.1、管線定位管線定位是指在地面上測定埋地管道的水平位置及深度,一般用于修正竣工圖、地下工程設(shè)計或地下開掘前要準(zhǔn)確了解地下管線位置。在進行管道防腐層檢測,管道泄漏探測,電纜故障探
28、測也需要事先或同時進行管線定位探測。3.2、感應(yīng)法掃描(盲掃定位)當(dāng)要調(diào)查某區(qū)域內(nèi)地下管線分布情況,且地表又缺少必要的連接點時,則需要用感應(yīng)掃描/盲掃方法進行檢測。(PCM無此功能)這時,建議首先用接收機的動力電方式對整個區(qū)域進行初測,對地下的管線分布有個大概的了解之后,應(yīng)用感應(yīng)法給待測的管線施加信號,就可逐步探測出地下管線。感應(yīng)搜索法需要二人操作,其中一人手持發(fā)射機沿管線的垂直方向慢慢移動,離開探測區(qū)域至少15步,第二人在此區(qū)域內(nèi)與發(fā)射機平行移動接收機,來捕捉由發(fā)射機發(fā)射到管線上的信號。具體探測過程是:一名操作者在探測區(qū)域的一端,手持接收機,令機身平面與地下管線可能的方向成直角,設(shè)置較高的接
29、收機靈敏度。另一名操作者手持發(fā)射機,距接收機15步遠(yuǎn)的地方,使發(fā)射機的箭頭方向指向接收機,與其平行移動。當(dāng)發(fā)射機與接收機同處在一條管線上時,接收機就會在峰值測量時有信號顯示,從而確定出管線的位置及走向。沿管線其他可能的路徑重復(fù)進行搜索測量,在測量區(qū)域內(nèi)標(biāo)記出所有管線。每次探測到一條新管線并可以精確定位和標(biāo)記。3.3、感應(yīng)零點定位感應(yīng)零點精確定位(又稱壓制法)的應(yīng)用場合是:如果探測區(qū)域內(nèi)管線分布很密集,采用感應(yīng)法正常施加信號而又無法分辨管線時,利用這種方法可去掉其中的某一管線,從而加大平行管線的間距,提高對同溝敷設(shè)管線的分辨能力。其工作原理是當(dāng)把發(fā)射機放在壓制管線的正上方,且使發(fā)射線圈的中心線與
30、管線垂直,這樣就可以使感應(yīng)到這一管線上的信號最小,而僅使鄰近管線上有很強的信號,從而能有選擇地探測臨近的管線。感應(yīng)零點精確定位法的過程如下:1) 采用盲掃方法找到要檢測的幾根管線,如前面介紹。2) 將發(fā)射機直立在要壓制的管線上方并使發(fā)射線圈與之成直角。3) 將接收機放在要壓制的管線上方,然后慢慢左右移動發(fā)射機。4) 接收機檢測到的信號應(yīng)逐漸減少,一直到發(fā)射機放置要壓制管線的正上方時,此時接收機響應(yīng)值最小。5) 當(dāng)該點確定以后,發(fā)射機即將信號感應(yīng)到鄰近的所有管線上,而先前發(fā)現(xiàn)并直接處于平躺的發(fā)射機正下方的管線除外。6) 通過左右移動接收機,再行探定其它管線。7) 重復(fù)上述探測過程,使該管線稠密區(qū)
31、所有管線得以確定。由于用感應(yīng)方法給檢測管道供入信號時,發(fā)射機附近的管線都帶有信號,所以這方法不適用對專一管線的跟蹤及識別,另外,當(dāng)管線埋深超過3米時,很難向管線施加信號,同時在地面上分辨管線的能力大為降低,以致無法取得理想觀測結(jié)果。3.4、管線的跟蹤識別對某一特定的管道或電纜進行跟蹤時,常用跟蹤識別法對管線進行調(diào)查。采用該方法時應(yīng)遵循如下原則:1) 先要盡可能收集該管線的有關(guān)資料。2) 采用直連法施加信號,合理選定供入點,盡量采用較低信號頻率。3) 定工作頻率后,檢查該頻率是否存在干擾,若干擾太強應(yīng)該另選一頻率。4) 用峰值探測管線的位置和方向,用零值法進一步驗證管線位置,當(dāng)峰/零的定位基本重
32、合時,說明跟蹤管線附近沒有其他管線干擾或干擾很小。當(dāng)峰零位置不一致時(峰零值所定的管線位置間隔大于20cm),表示跟蹤管線存在干擾。此時的峰值/零值點均不能準(zhǔn)確指示管線的位置。實際的管線在靠近峰值的一側(cè),且是在峰零值間距一半(靠近峰值一側(cè))的位置上。5) 在復(fù)雜現(xiàn)場追蹤時,為了防止誤判或錯誤跟蹤,建議使用管中的電流強度(CM)以及電流方向(CD)測量法,以幫助識別目標(biāo)管線。6) 在管線的拐點、支管(三通)接頭等地段,信號磁場會出現(xiàn)一些畸變。對于有三通管線,首先確定主管線路徑并做標(biāo)記,再以一定間距讀取信號電流值,在出現(xiàn)電流衰減的管段,再探測支管出現(xiàn)的位置。方法是:旋轉(zhuǎn)接收機90度,距離管線3米外
33、進行搜索,即可找到支管上的信號,從而確定出支管的位置。而對管線進行三通檢測時,最可靠的方法是將發(fā)射機信號加在支管上,信號電流由支管流到主管線上,然后由三通點流向主管線的兩個方向傳導(dǎo)。令接收機內(nèi)水平線圈(即接收機的寬面)與主管線成直角,搜索該信號,主管線的三通分支點處將顯現(xiàn)零值。7) 對于管道拐彎的實際檢測的方法是:首先沿管線的路由向前追蹤管線,當(dāng)檢測到管線拐點處,沿剛剛追蹤管線的路由向前就檢測不到管線,在管道信號消失處,做半徑為5米的圓形搜索,可確定管線拐向何方位的路由,而對管線深度及電流的測量,應(yīng)在離拐點5步外才可得到精度高的數(shù)值。3.5、測定管線的埋深3.5.1、直讀測深在管道位置準(zhǔn)確定位
34、后,將接收機置于地面上,機身垂直指向管道中心,且與管道的走向垂直。(這些要求可以通過輕微轉(zhuǎn)動接收機,使面板上的顯示讀數(shù)達到最大值來達到),保持儀器穩(wěn)定按動測深鍵,當(dāng)液晶顯示DEP之后,即會顯示深度數(shù)值。3.5.2、70法測深在峰值/零值定位不重合,并且大于20cm時,用峰值測定管線位置,峰值在管道上方電流信號強度的讀數(shù)為A,如果讀數(shù)較小,可調(diào)節(jié)增益,使面板上讀數(shù)A處于90-100之間,在地面記下中心位置,將接收機垂直向一側(cè)平移,讀數(shù)逐漸變小,當(dāng)讀數(shù)下降到A的70%時(如A值為90,此時讀數(shù)應(yīng)為63),在地面記下該位置,向另一側(cè)的地面記下該位置,兩次確定位置的間距與埋深相同。3.5.3、45度法
35、測深 完成對管線定位后,記下管線中心點位,將接收機向一側(cè)傾斜45度,面板讀數(shù)將變小,保持傾斜狀態(tài),并將儀器向外拉,讀數(shù)將會逐漸增大,過極大點后讀數(shù)又降低,信號極大點與中心點的距離,即是該處管道的實際埋深。3.5.4、測深時應(yīng)注意事項上述測深方法只能在一定條件下進行,即:1) 該管段(前后三倍埋深范圍內(nèi))是一直管,管段上檢測讀數(shù)是平穩(wěn)的。2) 沒有其他地下管線或地面金屬物件干擾(用峰零值讀數(shù)方法檢驗,其差別小于15cm)。3) 接收機位置正確(在峰值狀態(tài)下,信號讀數(shù)是最大值)。4) 使用PDL/PXL接收機時,注意檢測方式處在管線(Line)而不是探頭 (Sonde)方式。若不注意上述條件,測深
36、的結(jié)果可能會有很大的誤差甚至錯誤。3.5.5、直讀測深的深度校正正確的直讀測深還需要將測深結(jié)果乘以一個校正系數(shù)k。確定校正系數(shù)的方法是:已知埋深的管線上,直讀測深,通過深度讀數(shù)除以實際埋深即可計算出k值?;蛘咄ㄟ^ 70 方法或 45度法與直讀測深方法對比計算出k值。k 值根據(jù)土壤濕度取值一般在0.8-0.9之間,土壤濕度越大,校正系數(shù)k的取值越小。此外,檢測信號的頻率也影響k的取值,一般檢測頻率越高,k的取值往往越小。3.6、管道檢測電流的測量3.6.1、電流強度測量(CM)功能 MF系列儀器能從地面測量地下管道中的信號電流強度,它有助于在復(fù)雜環(huán)境下識別追蹤的管線,利用CM功能就可以測出管線實
37、際信號電流的強度,理論上它不受埋深影響。在管道防腐檢測中,管道信號電流檢測更是一種重要測量,但必須是在正確對管線定位的基礎(chǔ)上進行,否則是很難正確測出信號電流強度。3.6.2、電流測量的工作方法電流測量的檢測方法,與直讀測深方法大致相同,只須按電流鍵,這時將顯示管中檢測信號的等效電流。為了要讀取可靠的電流讀數(shù),同樣需要注意上面測深中注意的事項,同時盡量在相同埋深的管段上進行,測出的數(shù)值會更有可比性。四、腐蝕檢測工程的實施4.1、 管道防腐檢測的內(nèi)、外業(yè)工作方法4.1.1、準(zhǔn)備工作1) 進入現(xiàn)場前要收集研究待測管道的竣工圖,初步擬定信號供入位置及測量段的安排,以利于現(xiàn)場檢測及其后的資料整理。2)
38、備相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄本,或嘉信公司的掌上數(shù)據(jù)記錄設(shè)備,現(xiàn)場除必須逐點記錄距離X讀數(shù)及受測管線電流讀數(shù)外,應(yīng)經(jīng)常記錄峰零值,埋深,拐彎位置及管道設(shè)施(閘井,支管,閘井分水器等等)。如果用雙頻觀測,應(yīng)同時留有記錄兩個頻率電流的位置。3) 準(zhǔn)備好發(fā)射機用的蓄電池以及接收機用的干電池及其它必備器材。4.1.2、發(fā)射機的布置1) 防腐檢測一般只能用直連法供入檢測信號。2) 信號供入點應(yīng)當(dāng)選擇在管道簡單、附近管道無接地點的位置上。3) 接地極一般打在垂直管道方向 30-50米以外的地方,地極不能接在其他管道或金屬構(gòu)架之上,但適于放入水溝或池塘之中。4) 檢查接地回路電阻,回路電阻應(yīng)在數(shù)十歐姆至數(shù)百歐姆之間。如
39、果地極接地不好,可澆水以降低接地電阻。5) 試選發(fā)射頻率,測量管道上所選頻率的干擾程度,方法是先關(guān)上發(fā)射機,將接收機調(diào)至所選的頻率上,將增益調(diào)至最大(RD400為100,RD4000為120),檢查讀數(shù)大小。如果干擾太大,則要改變所選信號頻率。6) 選定發(fā)射信號頻率后,用接收機在地線上及兩側(cè)管道上觀測并記錄供入電流的4.1.3、定點、量距、讀取數(shù)據(jù)可以用等距或不等距的方式進行測量,當(dāng)測量點所處地面有干擾物體或地下管道處于支管、拐彎、變深點時,應(yīng)越過這些點進行測量。當(dāng)用多個頻率檢測時,使不同頻率都在同一位置上讀數(shù)。開始檢測時要記錄有關(guān)的管道信息數(shù)據(jù),包括:管道名稱、管道類型、防腐層類別、管徑、管
40、體壁厚、信號供入點、測量方向、測量日期、所用頻率、初始電流值等。不熟練的操作人員,建議采用往返兩次讀數(shù),這樣即可降低讀數(shù)誤差以提高讀數(shù)精度。如果工作中發(fā)現(xiàn)有異常的電流衰減,應(yīng)該在兩點間加密點距觀測,同時在電流變化較大的一段,查明是否存在垂直方向支管或有不正常的金屬搭接。(方法是將接收機轉(zhuǎn)90度方向,離管道3m左右,平行管道方向移動進行探測)力求在現(xiàn)場將發(fā)現(xiàn)的異常(即較大電流梯度的地段)查明是支管、閘井或其它管道設(shè)施,并作好記錄。4.1.4、埋地鋼質(zhì)管道防腐評價軟件:GDFFW xp內(nèi)業(yè)整理大部分工作是在GDFFW軟件協(xié)助下完成的,因此必須先對該軟件有所熟悉。軟件的應(yīng)用平臺是中文WIN 9x以上
41、的中文操作系統(tǒng),該軟件對電腦的要求較低,只要能夠平穩(wěn)運行Windows軟件的電腦一般都能良好地支持GDFFW軟件的運行。有關(guān)防腐軟件的使用方法,請參考GDFFW xp的軟件使用說明書,或使用軟件的聯(lián)機幫助系統(tǒng),GDFFW xp軟件提供實時幫助,使用方法完全遵守微軟公司的應(yīng)用規(guī)范。4.2、A型架的使用雷迪公司為PDL、PCM提供了附件A型架,用來進行埋地管道外防腐層以及電纜外皮破損點的精確定位。A型架需與接收機配合使用完成檢測過程:需將A型架的兩個探針與大地良好接觸。使用其電流方向(CD)功能,接收機面板上的箭頭可直觀指示出漏點的方向這使得故障定位檢測變得很容易。接收機面板上還顯示A 型架的兩個
42、探針之間電位差的毫安分貝值(dB),該數(shù)值用來比較不同外防腐層故障檢測電流泄露的差異,以確定破損的嚴(yán)重程度。這些檢測數(shù)值可以存儲在PCM的第二個存儲功能內(nèi),用戶能夠調(diào)出、下載到PC機上。4.2.1、操作步驟基于用戶已經(jīng)對管線進行了電流梯度法測量,并依照檢測結(jié)果選出要進一步檢測的管段,再使用A型架進行漏點的精確定位。應(yīng)用PCM時的操作過程:連接發(fā)射機,打開電源開關(guān),使用帶電流方向的ELF或LF信號方式(4和8Hz)頻率方式。無論是否安裝磁靴,PCM接收機都可以進行故障點定位。將A型架連線的3針插頭插入A型架的接口,將多針連接器插入接收機的附件插座內(nèi)。PCM接收機開機后,開始自檢并發(fā)出提示音,液晶
43、顯示面板將標(biāo)志置在附件插座位置。液晶顯示面板還將顯示“FF”。使用峰零值轉(zhuǎn)換(Peak/null)鍵可以在管線定位和故障定位兩個操作方式之間進行轉(zhuǎn)換。將A型架以與管線平行的方向插入管線上方的土壤,標(biāo)有綠色的探針背離發(fā)射機,標(biāo)有紅色的探針朝向發(fā)射機的位置。將A型架的探針插入土壤后進行讀數(shù)。PCM接收機將自動調(diào)節(jié)信號水平,計算電流方向以及毫安分貝(dBmA簡記為dB)讀數(shù)。注意:在計算過程中,面板上的增益值將閃動。整個過程不需要用戶進行任何調(diào)節(jié)操作。PCM接收機面板上顯示的方向箭頭是發(fā)射機電流的方向。方便起見,此時箭頭指示的就是漏點的方向。沒有箭頭顯示或箭頭前后擺動,則表示附近沒有漏點存在,或土壤
44、中流動的電流太小,不足以給出信號電流(CD)的方向,但也有可能是A型架處在防腐層破損點的正上方。此時,接收機的面板上還顯示有信號電流的毫安分貝(dB)值。若讀數(shù)在30dB以下,附近的防腐層一般沒有破損存在。用戶可以使用數(shù)據(jù)記錄功能,記錄最多199個A型架的檢測結(jié)果。另準(zhǔn)備記錄本記下每個檢測點的距離間隔、和對應(yīng)的存儲數(shù)據(jù)號。記錄數(shù)據(jù)的方法是保持檢測狀態(tài)(探針與土壤保持良好接觸),按下“shift”鍵后,在不放開的同時,再按深度(depth)鍵。沿管線方向移動A型架,重新將探針插入土壤。如果以前的位置給出的方向箭頭是向前的,而新位置箭頭方向是向后的,則此時操作者已經(jīng)跨過了故障點。在故障點附近的上方
45、接收機的面板顯示數(shù)值一般在40-60dB范圍內(nèi),漏點很大時可能大于70 dB。以1米的間隔沿管線的走向進行檢測,觀察儀器面板上的dB讀數(shù),數(shù)值上升、短暫下降、又上升,之后數(shù)值會漸漸下降;當(dāng)箭頭改變方向的位置,就是故障點位置的附近。重新以更小的間隔進行前后檢測,直到找到電流方向的變化點、毫安分貝(dB)讀數(shù)最低的位置。此時可以肯定故障點就在A型架的中點位置。將A型架轉(zhuǎn)90度,也就是檢測方向與管線的方向垂直,重復(fù)以上步驟,檢測出的故障點在A型架的正中央。用木樁或油漆記下故障點的位置。記下A型架處在與管線垂直方向時的毫安分貝(dB)讀數(shù)值,用于比較管線上漏點的嚴(yán)重程度,決定管線的維護次序。方法是:將
46、A型架的一極放在管線的正上方,另一極遠(yuǎn)離管線,從距故障點1米處開始,以25厘米或更小的間隔檢測,記下此過程的最大讀數(shù),或用按下“shift”鍵后,在不放開的同時,再按深度(depth)鍵的方法,記錄檢測結(jié)果。注意此時面板左上角顯示的數(shù)據(jù)記錄號是否正確。對每個要檢測的管段進行以上步驟,直到完成全部檢測工作,標(biāo)識出管線上的全部故障點。當(dāng)完成全部檢測工作后,可以將存儲的檢測數(shù)據(jù)下載,但此時一定要將磁靴從接收機上取下,之后下載的數(shù)據(jù)是故障檢測數(shù)據(jù)而不是電流梯度法的檢測數(shù)據(jù)了。數(shù)據(jù)下載的方法與下載4Hz電流梯度法數(shù)據(jù)的方法類似,使用的程序也是“upload utility”, 結(jié)果的數(shù)據(jù)文件名是FFDA
47、TA.TXT。在進行故障點檢測的任何時候,可以將檢測功能轉(zhuǎn)換進行電流梯度法的檢測。方法是:從接收機的附件接口上拔下A型架的連線,或使用峰零值轉(zhuǎn)換(Peak/null/accessory)鍵進行轉(zhuǎn)換。使用RD4000PDL 進行漏點定位的方法與PCM類似,RD4000接收機不具備數(shù)據(jù)存儲功能。4.2.2、注意事項當(dāng)管線處在市區(qū)或水泥/瀝青路面下時,將A型架的探針插入大地會遇到困難,解決方法一是在偏離管線上方有土壤的位置進行檢測;二是在路面上澆點水,使得探針能夠采集到地面的電壓信號。當(dāng)檢測管線上方的土壤較為干燥時,適當(dāng)?shù)貪惨稽c水會提高檢測的精度和檢測的效果。A型架的使用應(yīng)在電流梯度法的檢測基礎(chǔ)上進
48、行,這樣會提高檢測的工作效率。當(dāng)A型架的檢測效果不理想甚至檢測不出漏點時,應(yīng)檢查發(fā)射機是否發(fā)射的是帶有方向的頻率信號,這一點經(jīng)常會被遺忘。4.3、關(guān)于RD-PCM 的補充說明英國雷迪的PCM是一種管道防腐檢測專用的外業(yè)儀器,它與管道防腐軟件GDFFW xp組合構(gòu)成最為普及的防腐層檢測系統(tǒng),這種系統(tǒng)對評價有外加電流保護的長輸管道更具有特別的優(yōu)點。為當(dāng)前最為廣范應(yīng)用的防腐層檢測儀器。4.3.1、技術(shù)特點RD-PCM具有150W大功率發(fā)射機,及超低頻的信號電流測量,對于外防腐層好的管線,儀器能一次測量30Km的目標(biāo)管線。4Hz信號電流可以模擬出直流保護電流的衰減規(guī)律,而不必考慮分布管道電容及電感的影
49、響。這樣從Y值解決Rg就特別方便與可靠。儀器特別適合發(fā)現(xiàn)長輸管線與其他管道的不正常搭接,或管線個別地段的防腐層破損,個別地段的防腐層老化退化。用它測量長輸管線電保護系統(tǒng)可以測出個別管段過保護(引起防腐層起泡剝離),也可測出個別管段保護不足(引起管道腐蝕)。4.3.2、PCM與MF5的比較PCM基本保持了MF5(RD4000PDL)的各種功能,但采用更低的頻率。發(fā)射機采用三種方式發(fā)設(shè)疊加電流。1) ELF : 4Hz 128Hz 其中:128Hz供定位用2) ELF : 4Hz 8Hz 128Hz 其中:8Hz供測定信號方向用3) LF : 4Hz 8Hz 640Hz 其中:640Hz供定位定向
50、用發(fā)射機可采用三種電源:220V 50HZ 市電220V 50Hz 整流器,15-30V電源20-50V 直流電源發(fā)射機采用恒流輸出:分六檔:100mA 300mA 600mA 1A 2A 3A(注:接收機的液晶顯示板上電流數(shù)值是4Hz信號強度,其他頻率按不同的信號模式與4Hz電流強度有一定比例倍數(shù)的關(guān)系。)PCM發(fā)射機由于采用更低的信號頻率,不具有感應(yīng)發(fā)射信號的方式,只能用直連的方式發(fā)射檢測信號。PCM接收機,保持了與其他型號相同的外觀樣式及輕便性,下加帶座的磁力儀探頭(磁靴),專門為4Hz檢測以及存儲檢測數(shù)據(jù)之用。接收機還有CPS及8KHz的接收功能, CPS 功能是直接檢測外加電流陰極保
51、護電流上帶有的100Hz的交流信號,該信號是陰保站內(nèi)的整流器發(fā)出的;8KHz檢測頻率是為使PCM接收機與其它雷迪定位儀的兼容性而設(shè)置的。當(dāng)發(fā)射機供帶方向頻率電流時,接收機能同時自動讀出電流強度和電流方向。4.4、交變電流梯度法的檢測應(yīng)用交變電流梯度法應(yīng)用較為簡便。檢測時將發(fā)射機發(fā)射的檢測信號供入管道,在地面上沿管道路由記錄管道中各個測點的電流值;觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件處理即得出檢測結(jié)果。圖形結(jié)果可直接顯示破損點位置,也可定性地判斷各段防腐層的老化狀況。若要定量地測量防腐層的狀況,則可用不同頻率的信號電流進行類似測量,將測量數(shù)據(jù)通過GDFFW xp 軟件,便可算出各段防腐層的絕緣電阻值Rg,對異常管段
52、計算檢測信號的衰減率及異常顯度,用以判別故障的類別及嚴(yán)重程度。參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)即可判定防腐層的質(zhì)量級別,檢測的原始數(shù)據(jù)及分析結(jié)果可以作為防腐數(shù)據(jù)庫的原始資料。4.4.1、檢測中的注意事項根據(jù)電流梯度法的檢測原理、測試設(shè)備的性能特點、經(jīng)過大量的現(xiàn)場檢測、驗證、參數(shù)修正,不斷提高儀器的應(yīng)用經(jīng)驗。在使用中要注意以下問題:1)測點布置與圖示問題在進行測點布置時,要根據(jù)檢測的任務(wù)要求決定檢測間距,并基于大比例尺的地形/管線圖,確定出信號供入點的大致方位。施工過程中的實際檢測點一般要根據(jù)現(xiàn)場的檢測條件適當(dāng)調(diào)整。為便于檢測數(shù)據(jù)進入埋地管線腐蝕與防護信息系統(tǒng)(CPGIS)進行數(shù)據(jù)庫管理,所測管道需按順序統(tǒng)一編號,
53、利用被檢測管道的檢修井、設(shè)施井、管道的出露點(或閥門井、泄水井、放氣閥等)或測試樁作為檢測工作的起點和終點,自起點以距離為單位按自然順序編出測樁號碼,且在地面釘牢,以標(biāo)定出測樁的位置。用測繩測量檢測間距時,閉合差應(yīng)不大于管線長度的5。檢測信號通過信號線與被測管體直接連接或與測試樁的引線連接。為保證測試結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性,接地電極采用不銹鋼接地鋼釬,電極表面和接管貼片表面保持光滑潔凈,以減小接觸電阻。通過地線和接地鋼釬構(gòu)成檢測電流回路,接地鋼釬應(yīng)與土壤接觸良好,為減輕信號干擾,地線布置在垂直于被測管道的方向。2)檢測參數(shù)的確定當(dāng)現(xiàn)場檢測選用PCM時,發(fā)射機使用24或48伏蓄電池作為動力電源,其
54、輸出功率為150W,信號傳播距離遠(yuǎn),提高了檢測的信噪比,保證了檢測精度。經(jīng)驗證實,采用超低頻信號的128Hz工作頻率較為理想。電流的大小必須保證在測試區(qū)間內(nèi)管道有足夠的剩余電流強度(末端10mA),才能較好地進行管道外防腐層的整體性能評價。初始輸出電流可選1A左右,此時建議采用48伏直流電源給發(fā)射機供電,24伏蓄電池可能會出現(xiàn)供電不足的情況,檢測時間過短。根據(jù)檢測區(qū)內(nèi)的管線敷設(shè)密度,經(jīng)現(xiàn)場對比分析,可在30-50米的范圍內(nèi)選擇檢測間距。一般為30m較為恰當(dāng)。該間距即可保證外防腐層的檢測精度,又可降低檢測的工作量。3)檢測信號電流大小的調(diào)整檢測人員在沿管道進行電流梯度檢測時,接收機的分貝電流讀數(shù)
55、要求大于20dB,但不超過80dB, 信號讀數(shù)(通過調(diào)整增益)在3070之間,檢測精度良好;使用PCM檢測時當(dāng)信號良好,電流讀數(shù)大于1000mA時接收機自動改為以安培(A)為單位。當(dāng)讀數(shù)過小時增大激勵電流,必要時移動發(fā)射機位置;對管道進行直讀測深時,深度值可讀至厘米精度。4)檢測結(jié)果的重復(fù)性為保證檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)精度,在每個測點上可進行重復(fù)觀測,兩次觀測相對誤差不超過5時取其之一或者兩次觀測值的平均數(shù)作為該點的觀測結(jié)果;在干擾較大或者讀數(shù)不穩(wěn)的測點上多次觀測,取其偏差最小的23個讀數(shù)的平均值作為該點的觀測結(jié)果。5)防腐層漏點的初步判定現(xiàn)場檢測過程中,操作者可以通過檢測兩個檢測點之間的電流變化,初
56、步確定出防腐層漏點的大致位置。確定漏點的準(zhǔn)則不應(yīng)簡單地通過檢測信號的衰減值來判定,而是可以通過計算信號衰減的百分比,一般衰減百分比在20%以上就應(yīng)判定為該段信號異常衰減。例如,30米間距的兩個檢測點信號衰減了100mA, 并不能確定是否是防腐層存在缺陷,若檢測的初始點信號值為1000mA,衰減率為10%,若初始點信號為300mA, 則衰減率高達33%了,若沒有支管等管道設(shè)施,該段內(nèi)就存在嚴(yán)重破損或管道的金屬搭接。通過加密檢測或A型架可以精確將管道的缺陷定位。6)防腐層缺陷的判定和定位防護層質(zhì)量分為防護層局部缺陷和整體老化兩種類型。在普查檢測階段,防腐層缺陷的確定應(yīng)采用50米間距的dB值的遞減率
57、,根據(jù)dB值遞減率,按下表判定其防腐層缺陷類型。利用dB值遞減率初步判定防腐層局部缺陷類型dB值遞減率(dB/km)防腐層局部缺陷類型說 明 30正 ?;就旰?。防腐層無明顯的缺陷60-110局部防腐層破損防腐層有局部缺陷300-500嚴(yán)重破損或搭接存在交叉管線在初步判定為防腐層局部缺陷的區(qū)段,通過加密測試間距,重測該管段,并計算各區(qū)段的dB值遞減率。如果至少有一段,其dB值遞減率大于2倍的區(qū)間dB值遞減率,則確定該點為防腐層局部缺陷位置段。否則,該區(qū)段為防腐層整體失效,失效程度參照SY/T5918-2004標(biāo)準(zhǔn)中防腐層整體質(zhì)量評價方法確定。7)適用范圍及評價參數(shù)的確定根據(jù)埋設(shè)的土壤類型,將土壤的含水量分為五級:特干、干、
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