埋地管道防腐絕緣層的組合檢測(cè)方法[權(quán)威資料]

埋地管道防腐絕緣層的組合檢測(cè)方法 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：本文介紹兩種埋地管道外防腐層的檢測(cè)方法。首先采用先進(jìn)的、可以直讀的 C-SCAN2010 埋地管線防腐層檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)埋地的 PX管道進(jìn)行分段粗掃，評(píng)估各個(gè)管段的防腐層絕緣效率；然后根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果采用皮爾遜法對(duì)電流衰減嚴(yán)重的管段進(jìn)行細(xì)掃，找出防腐層可能破損的具體位置，最后選擇性地開挖以驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果的正確性，結(jié)果表明兩種檢測(cè)方法具有互補(bǔ)性，檢出準(zhǔn)確率高，并能提高檢測(cè)效率。 C-SCAN 系統(tǒng)和皮爾遜法兩種方法的結(jié)合使用，可以作為長(zhǎng)輸埋地管道防腐絕緣層檢測(cè)的典范方法之一。 關(guān)鍵詞： C-SCAN 系統(tǒng) 皮爾遜法 粗掃 細(xì)掃 工程簡(jiǎn)介 我院承接某化工公司約 16千米埋地的有毒介質(zhì)輸送管道（ PX管道）的全面檢測(cè)，規(guī)格 323.98/9.5 ，材質(zhì)為ASTM A106B，采用加強(qiáng)級(jí) 3PE 防腐絕緣層，設(shè)計(jì)埋深 1.2 米（部分穿越段達(dá)到 3.0 米），采用外加強(qiáng)制電流法作為陰極保護(hù)系統(tǒng)。我院擬定的檢測(cè)項(xiàng)目含有防腐層檢測(cè)，使用 C-SCAN2010 埋地管線防腐層檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)埋地的 PX管道 進(jìn)行粗掃，分段對(duì)防腐層絕緣效果進(jìn)行評(píng)價(jià)；然后根據(jù) C-SCAN2010的分段評(píng)價(jià)結(jié)果采用音頻檢測(cè)儀 SL-2088 對(duì)電流衰減異常的管段進(jìn)行選擇性細(xì)掃，找出可能的防腐層破損點(diǎn)的具體位置。 1 檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單介紹 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于埋地管道防腐絕緣層的主流檢測(cè)方法有： C-SCAN、 DCVG/CIPS、 PCM+（ A 字架）、皮爾遜法（也叫音頻檢漏法）等。 （ 1） C-SCAN2010 埋地管線防腐層檢測(cè)系統(tǒng) 在埋地管道沿線布置的陰極保護(hù)測(cè)試樁接入信號(hào)發(fā)生器的一端，另一端與大地連接，在管 道與大地之間形成閉合的電流回路，而管中電流隨管道長(zhǎng)度的遞增而衰減。用信號(hào)探測(cè)器在管道上方接收管中電流信號(hào)?？梢詸z測(cè)：埋地管道防腐層破損點(diǎn)位置和總體評(píng)價(jià)、陰極保護(hù)效率、管道立體定位。具有 GPS 數(shù)據(jù)記錄功能。 原理：當(dāng)有固定頻率的檢測(cè)信號(hào)（ 937.5Hz 恒定波動(dòng)電流）從管道某一點(diǎn)供入后，電流沿管道流動(dòng)并隨距離增加而有規(guī)律地衰減，其衰減量和電流沿管線傳播距離的關(guān)系是對(duì)數(shù)關(guān)系。也就是說，對(duì)于干管及一般較長(zhǎng)的管道，電流 I 將隨距離 X 成對(duì)數(shù)衰減，即 I=I0ex 式中 為衰減系數(shù)，它與管道的電特性參數(shù) R、 G、 C、 L 密切相關(guān)。 R 為管道的縱向電阻， .mm ； G 為橫向電導(dǎo)率， 1/（ .m ），它的倒數(shù)是橫向絕緣電阻，它是防腐層好壞的重要標(biāo)志； C 為管道與地間的分布電容， F/m ； L 為管道的自感， mH/m。 信號(hào)探測(cè)器的多組陣列天線，通過對(duì)地面場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量，間接測(cè)量管線波動(dòng)電流強(qiáng)度 Ixn。在 Ixn-1 和距離 X 已得出情況下，可測(cè)得電流衰減系數(shù) ，這樣就可以對(duì)外防腐層的絕緣狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)和缺陷點(diǎn)定位。該系統(tǒng)無(wú)需與地面接觸，可直接讀出兩點(diǎn)之間的管段外防腐層的平均腐蝕狀況，即時(shí)顯示防腐層絕緣電阻率和深度，在管線上方可探測(cè)至下方 10 米深度（有時(shí)甚至達(dá)到 15米深度）。 “ 近間距 ” 測(cè)量模式可以檢出單個(gè)防腐層缺陷點(diǎn)的具體位置，以便開挖和修復(fù)。由于采用了直觀的電流對(duì)數(shù)衰減率平均值以及分段搜索測(cè)量來探測(cè)防腐層有破壞點(diǎn)的位置，大大提高了檢測(cè)速度。 （ 2）皮爾遜法 皮爾遜法，也稱音頻檢漏法。在管道與大地之間施加的（ 1000Hz）交變信號(hào)通過管道防腐層的缺陷點(diǎn)處時(shí)會(huì)流失到大地土壤中，因而電流密度隨著遠(yuǎn)離缺陷點(diǎn)的距離而減小，在缺陷點(diǎn)的上方地表面形成了一個(gè)交流電壓梯度。目前該檢測(cè)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)普遍，機(jī)型有 SL-2188， SL-2198， SL-6 等近十種。系統(tǒng)采用的是 “ 人體電容 ” 法。是用人體做檢測(cè)儀的感應(yīng)元件，沿管道上方行走進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)員走到缺陷點(diǎn)附近時(shí)，檢測(cè)儀開始有反應(yīng)，至缺陷點(diǎn)正上方時(shí)，檢測(cè)儀幅值顯示最大，從而能準(zhǔn)確找到缺陷點(diǎn)。同時(shí)還可以檢查出地下金屬管道的防腐層破損點(diǎn)的相對(duì)大小、管道走向及陰極保護(hù)效果。該系統(tǒng)在我國(guó)國(guó)內(nèi)的埋地管道防腐層檢測(cè)中得到較為廣泛的應(yīng)用。 2 C-SCAN2010 系統(tǒng)檢測(cè)粗掃結(jié)果 系統(tǒng)自動(dòng)按 NACE 標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)直接對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)如下表 1： 約 16 千米管道共接入測(cè)試樁 12次 ，即分 12 個(gè)區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，一共采集數(shù)據(jù) 543 組，即分 543 個(gè)管段進(jìn)行檢測(cè)，最長(zhǎng)的管段 200 米，最短的管段 15米，絕大部分在 25米和30米之間。其中有 85個(gè)管段評(píng)價(jià)為差和劣，具體如下表 2（只列出防腐等級(jí)為 “ 劣 ” 的管段）： 最終 PX 管道全線檢測(cè)總長(zhǎng)度為 15848 米， C-SCAN2010系統(tǒng)的評(píng)價(jià)結(jié)果中，防腐層絕緣電阻評(píng)價(jià)為 “ 優(yōu) ” 的管段共計(jì) 9368 米，約 59.11%；評(píng)價(jià)為 “ 良 ” 的管段共計(jì) 4159 米，約 26.25%；評(píng)價(jià)為 “ 差 ” 的管段共計(jì) 1826 米，約 11.52%；評(píng)價(jià)為 “ 劣 ” 的管段共計(jì) 495 米，約 3.12%；優(yōu)良率為85.36%，差劣率 14.64%。 3 皮爾遜法細(xì)掃 根據(jù) C-SCAN2010 系統(tǒng)的檢測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果，用音頻檢漏儀SL-2088 對(duì)防腐層絕緣電阻評(píng)價(jià)為差和劣的管段進(jìn)行細(xì)掃，試圖找出具體的防腐層缺陷點(diǎn)位置，以便開挖修復(fù)，共 2321米，占管道全長(zhǎng)的 14.64%。檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)共 43個(gè)防腐層漏電點(diǎn)。根據(jù) SL-2088 在漏電點(diǎn)接收到的信號(hào)大小，將缺陷進(jìn)行分級(jí)，結(jié)果如下表 3，只列出分級(jí)為 “ 一類 ” 和 “ 二類 ” 的部分 4 兩種系統(tǒng)互相驗(yàn)證 為了驗(yàn)證此兩套埋地管道檢測(cè)系統(tǒng)的有 效性，我們從表 3 中選擇缺陷分級(jí)為 “ 一類 ” 的缺陷點(diǎn)，即序號(hào)為 8、 17、24和 43的漏電點(diǎn)位置，用 C-SCAN2010 系統(tǒng)的 “ 近間距 ” 模式進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，結(jié)果符合防腐絕緣層破損點(diǎn)的漏電特征，都能一一對(duì)應(yīng)，只是具體的定位精度有些誤差，約 400mm。 使用單位對(duì)序號(hào)為 8、 17、 24和 43的 4 處漏電點(diǎn)進(jìn)行開挖， 4 處均發(fā)現(xiàn)有防腐絕緣層有破損，并露出鐵銹。用卷尺測(cè)量?jī)煞N設(shè)備系統(tǒng)對(duì)于缺陷點(diǎn)的定位精度，發(fā)現(xiàn) C-SCAN2010系統(tǒng)（不需要操作者經(jīng)驗(yàn)值）的定位誤差最大為 +800mm，最小誤差 0；而 SL-2088 音頻檢漏 系統(tǒng)（需要操作者經(jīng)驗(yàn)值）的定位誤差最大為 +400mm，最小誤差為 0。兩者的定位誤差值在實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用中都不影響檢測(cè)效果。 5 兩種系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) C-SCAN2010 埋地管道防腐層檢測(cè)系統(tǒng)不需要點(diǎn)點(diǎn)到位地在管道上方進(jìn)行檢測(cè)，只需要在間隔一段距離（有時(shí)可達(dá)500 米）的管段兩端進(jìn)行檢測(cè)，就可以直觀地從顯示屏上讀出該管段的防腐絕緣層電阻，即直接在現(xiàn)場(chǎng)得知該管段的防腐絕緣層的 “ 優(yōu)良差劣 ” ，準(zhǔn)確將管道定位并直接讀出深度； C-Scan 系統(tǒng)設(shè)備不需要與地面直接接觸，無(wú)論地面時(shí)什么介質(zhì) -水、水泥、樹叢、 山石或泥沙等，都不妨礙其檢測(cè)；該 C-Scan 系統(tǒng)的讀數(shù)是 6 秒鐘內(nèi) 400 次測(cè)量的平均值，大大消除了瞬間雜散電流干擾，降低了誤測(cè)率，這是 DCVG/CIPS、皮爾遜法和 PCM+所不能比擬的。同時(shí)它也有他的局限性，其“ 密間隔 ” 檢測(cè)功能，操作較為麻煩，而且對(duì)于缺陷點(diǎn)的定位誤差比較大，根據(jù)本次工程檢測(cè)結(jié)果，其最大誤差值比音頻檢漏儀多 400mm，所以，相對(duì)而言其 “ 密間隔 ” 功能不值得提倡。皮爾遜法采用 “ 人體電容法 ” ，需要兩位檢測(cè)人員100%沿管道上方來回行走進(jìn)行檢測(cè)，效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)值較高；同時(shí)也不能直觀的 體現(xiàn)埋地管道防腐層的總體狀況。但是皮爾遜法對(duì)防腐層漏電點(diǎn)的定位比較準(zhǔn)確，檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)值高的檢測(cè)人員甚至可以描述缺陷點(diǎn)在地底下的立體位置。因此，我們只要將這兩種儀器進(jìn)行結(jié)合使用，就可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)越性。 6 結(jié)論 C-SCAN 和皮爾遜這兩套埋地管道防腐絕緣層檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)速度一快一慢，檢測(cè)誤差也能互相彌補(bǔ)。從我院的本次化工廠 PX埋地管道檢測(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)過程證明，同時(shí)使用這兩套檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)埋地管道進(jìn)行互補(bǔ)性檢測(cè)，不但能大大提高檢測(cè)效率，而且對(duì)于管道可能存在的防腐層破損點(diǎn)都能有效地檢出。因此，筆者 推薦采用這兩套埋地管道防腐層檢測(cè)系統(tǒng)作為埋地管道防腐絕緣層檢測(cè)的一種經(jīng)典方法，希望可以推廣使用。 參考文獻(xiàn)： 1王桂增，葉昊 .流體輸送管道的泄露檢測(cè)與定位M，北京：清華大學(xué)出版社， 2010. 2周方勤 .長(zhǎng)輸天然氣管道檢測(cè)講義 M，北京：中國(guó)特種設(shè)備檢驗(yàn)協(xié)會(huì)， 2008. 3石仁委 .油氣管道地面檢測(cè)技術(shù)與案例分析 M，北京：中國(guó)石化出版社， 2012. 4袁厚明 .管道檢測(cè)技術(shù)問答 M.北京：中國(guó)石化出版社， 2010. 5SY/T 5918-2004，埋地鋼制管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范 S. 6TSG D7004-2010，壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則 公用管道 S. 7TSG D7003-2010，壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則 -長(zhǎng)輸油氣管道 S. 8GB50028-2006，城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范 S. 9ANSI/NACE SP0502-2002， Standard Recommended Practice Pipeline External 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