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    管道外防腐層PCM檢測技術

    2016/12/17 10:19:40


           隨著經濟的迅速發展,油氣的供用量不斷增大,鋪設了大量管道。一般來說,對于成品油管道或者天然氣管道,內腐蝕并不嚴重,而管道罐壁的外腐蝕問題日益突出。防腐層防腐是最為常用的防腐蝕方式,并且在應用中取得了良好的保護效果,隔離了腐蝕環境與管道,有效的阻止了腐蝕的進行。管道防腐層的完好程度間接反映腐蝕的狀態,因此埋地管道外防腐層的檢測提升到日程上來。埋地金屬管道外防腐層檢測技術方法很多,如今防腐層狀況檢測技術大多是通過管道上方地面測量,通過相關參數反映管道外防腐層的狀態。


           對管道防腐層的檢測技術成熟,應用比較廣。常用的檢測技術包括:多頻管中電流法(PCM)、皮爾遜檢測方法(Pearson)、直流電位梯度法(DCVG)以及密間隔電位測試(CIPS)等。本次主要講解一下多頻管中電流法(PCM)。


        一、PCM檢測原理


           PCM管道防腐層檢測技術是利用交變電流梯度法,它是通過在管道和大地之間施加某一頻率的正弦電壓,給待檢測的管道發射檢測信號電流,在地面上沿路由檢測由管道電流產生交變電磁場的強度及變化規律。通過管道上方地面的磁場強度換算出管中電流的變化,據此可以判斷出管道的支線位置或破損缺陷等。


           PCM檢測的基本應用原理是:管道的防腐層和大地之間存在著分布電容耦合效應,且防腐層本身也存在著弱而穩定的導電性,使信號電流在管道外防腐層完好時的傳播過程中呈指數衰減規律,當管道防腐層破損后,管中電流便由破損點流入大地,管中電流會明顯衰減,引發地面的磁場強度的急劇減小,由此可對防腐層的破損進行定位。在得到檢測電流的變化情況后,根據評價模型可推算出防腐層的性能參數值Rg。


           采用這種方法不但可以對防腐層的破損進行定位,推算出防腐層的性能參數值Rg,而且可對管道路由精確定位描繪,測量深度。本測試方法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。


    圖1:埋地管道供入信號電流


           PCM儀器在管道防腐層檢測的應用,對埋地管道防腐層狀況的檢測應用,操作具體方法是:在現場工作時先用發射機將一個檢測信號供入被測管道,如圖1所示,然后在地面上沿管道線路進行測量,記錄下該管道中各檢測點流過的電流值。檢測數據處理可運行管道防腐層計算軟件,可以方便地得到防腐層絕緣電阻計算結果與對應的直觀計算結果圖形,軟件的計算功能可以得到防腐層絕緣電阻Rg,根據《埋地鋼質管道瀝青防腐層大修理技術規定SY/T 5918-94》中關于防腐層老化狀況等級的劃分,就可得到管道的防腐層準確狀況。


           利用交變電流梯度法對管道外防腐層情況進行綜合評價,首先要計算管道各分段外防腐層絕緣電阻率,對于管道分段絕緣電阻率較低區域進行標定,劃定破損嚴重區,最后對管道漏點進行精確定位。


        二、防腐層漏點檢測


           采用埋地管道電流測繪系統(PCM)對管道防腐層漏點的檢測定位,管道的防腐層和大地之間存在著分布電容耦合效應,信號電流在管道外防腐層完好時的傳播過程中呈指數衰減規律,當管道防腐層破損后,管中電流便由破損點流入大地,管中電流會明顯衰減,引發地面的磁場強度的急劇減小,由此可對防腐層的破損進行定位。在得到檢測電流的變化情況后,裝配A型架后,儀器便具備了FFL的功能(即外皮破損點定位功能),其工作原理是皮爾松法,也叫地面電場法。地面電場法的原理是指當管道或電纜絕緣層有破損時,給管道施加的電流信號泄漏于周圍土壤中,并且在地面上產生散發性的電場分布,此時用A型架接觸地面,接收機便可測量到這種電場,并能追蹤到破損點的電位。


        三、檢測結果處理


           PCM配套的軟件對處理結果進行分析,依據電流的衰減變化值,計算Rg值,通過Rg,行業標準規定管道防腐層絕緣電阻率計算等級劃分如下:


        四、檢測中需要注意的問題


        (1)信號回路:PCM檢測需要有發射機向管道施加輸出信號源,一般選取管道沿線的測試樁、閥井處和裸露在外部的金屬設施等,接地極可選取沿線的犧牲陽極,或者單獨設置的接地極,有些土壤干燥的區域,需加水降低土壤的電阻率,也可促使接地極和土壤良好接觸。


        (2)發射機提供的管中信號電流大小依據時間情況確定,如防腐層老化嚴重,電流衰減快,需要加大信號的輸出,否則發射信號范圍短,影響檢測效率,一般情況下,PCM接收機檢測到信號小于10mA,應更換信號輸入點。


        (3)PCM地極一般在距檢測管線的垂直方向30~50 m以外的地方,除非可以確定與目標管線絕緣良好,一般不能將其他管道、金屬構架作為地極使用,但是可利用池塘、水溝、建筑物的接地線、避雷針地極等。


           PCM檢測的工程應用很大程度上取決于工程技術人員的素質和熟練程度,因此在了解PCM儀器使用后,實際應用中不斷總結經驗,才能提高認識。新建管道防腐層PCM檢測,對露點的檢測準確度比較高,但是對舊管道檢測過程中,因防腐層老化,不存在個別的露點,如果是大面積的脫落,這樣PCM檢測出現困難,但信號衰減嚴重。


           PCM管道外防腐層檢測受到外界干擾,如高壓線、并行的管道、交叉或并行的電纜等,因此實際檢測過程遇到很多問題,特別是在管網復雜的地段,管道之間有電連接,交互干擾嚴重,給實際檢測帶來很大困難。

     


    --責任編輯:啄木鳥管道檢測

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