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埋地金屬管道綜合檢測技術利用研究

更新时间:2019-11-29 06:59人气:4994
1、前言 隨著科技的進步和國家相關政策法令(如302號令(1))的出台 ,埋地金屬管道使用單位對管道的安全性能愈來愈重視。隨著當局有關本能性能部分的改革,對埋地金屬管道的安全監察也日益重視(2)。經過對舊管道的修複(Renovation) 、修理(Repair)及更換(Replacement),(簡稱3R技術)(3),通過進行方案比較,發現主動進行有計劃的“修複”比管道事故後的“修理”代價小得多,有效地避免了惡性事故的發生,大大地進步了社會效益和經濟效益。而修複的基本要求是對埋地鋼質管道的走向與埋深、管道的腐蝕防護係統進行精確的檢測與評價,其結果對的精確性管道的安全運行起著關鍵感化。因此,如何進行科學有效的檢測和擬定綜合檢測技術與方案 ,目前尚未全麵解決城市埋地金屬管道腐蝕檢測題目的方法儀器與相應的技術方案。是以 ,開展埋地金屬管道綜合檢驗檢測技術研究具有首要的現實意義(4)。 埋地鋼質管道檢測技術包括內部檢測與外部檢測,本文首要討論外檢測技術 。外部檢測首要是指在地麵不開挖條件下,對埋地鋼質管道外覆蓋層和陰極保護效果進行檢測評價,同時,有效地檢測監控管道經過地區的環境條件 ,也是埋地金屬管道腐蝕防護檢驗檢測評價的一個首要方麵。 2、埋地金屬管道外覆蓋層檢測技術與儀器 埋地金屬管道防腐塗層檢測的方法很多,而且各具特色,但迄今為止,尚無綜合方法解決城市埋地燃氣鋼質管道的腐蝕與防護檢測題目。現將國內外常用檢測方法的道理、特點和優缺點進行了研究。常用的管道外檢測技術有:標準管/地(P/S)電位測試 、密間隔電位測試技術(CIPS)、直流電位梯度法(DCVG)、 Pearson測試技術、多頻管中電流衰減測試法、變頻選頻法、直流電流-電位法等(3,4,5,6,7)。 (1)管/地電位檢測技術 管/ 地電位檢測技術就是利用數字萬用表與Cu/CuSO4(CSE)硫酸銅參比電極對埋地管道自然電位和保護電位的丈量,通過電位的數值間接評定塗層的質量狀況。常用的有近參比法、地表參比法與遠參比法。該種方法能快速丈量管線的陰極保護電位,是目前通用的地麵丈量管道保護電位的方法,不能確定缺陷大小、位置和塗層剝離 。 (2)密間歇電位檢測(CIPS) 密間歇電位(有時也稱為近間距電位測試)檢測技術是當今尖真個檢測技術之一,是一種用來提供管道對地電位與間隔關係具體情況的地麵檢測技術。 CIPS 的含義是近間距管對地電位丈量,它由一個高靈敏的毫伏表和一個Cu/CuSO4半電池探杖和一個尾線輪構成。丈量時,在陰極保護電源輸出線上串接斷流器,斷流器以一定的周期斷開或接通陰極保護電流。能唆使管道沿線的CP效果,指有缺陷的嚴重性,並主動采集數據樣。缺點是檢測時需步行全部管線 ,檢測結果不能唆使塗層的剝離,還可能受到幹擾電流的影響,需拖拉電纜 ,使用範圍有一定的限製。 代表儀器是加拿大Cathodic Technology Company生產的Hexcorder CIPS。 (3)直流電壓梯度測試技術(DCVG) 當直流信號象陰極保護電流一樣加到管道上時,在管道防腐層破損***漏點和土壤之間存在電壓梯度。在接近破損***漏點部位,電流密度增大,電壓梯度增大。一般地,電壓梯度與***漏麵積成正比例關係。直流電壓梯度檢測技術,就是基於上述道理而建立的 。 DCVG方法是使用一個的毫伏表(先進的DCVG儀器用數字液晶屏幕顯示所測的毫伏數),和2個Cu/CuSO4半電池探杖插進檢測部位的地麵進行電位梯度檢測 。 為了有益於對信號的觀察和解釋,在DCVG丈量時 ,要在陰極保護輸出上加一個斷流器。在丈量過程中 ,操縱員沿管線以2m間隔用探杖在管頂上方進行丈量。 該方法能精確地查出防腐層的破損位置,可估算缺陷大小,並通過IR%判定缺陷的嚴重程度。測試過程中不受交流電幹擾,不需拖拉電纜,受地貌影響小,操縱簡單,精確度高。根據檢測結果可給用戶提供公道的維護和改造建議。但該方法不能唆使管線陰極保護效果,不能唆使塗層剝離,需沿線步行檢測;雜散電流、地表土壤的電阻率等環境身分會引發一定的丈量誤差。 代表儀器是加拿大Cathodic Technology Company生產的HexcorderDCVG。 (4)Pearson檢測技術 該檢測技術也稱電壓差法,在管道與大地之間施加的交變信號通過管道防腐層的破損點處時會流失到大地土壤中,因此電流密度隨著闊別破損點的間隔而減小,在破損點的上方地表麵形成了一個交流電壓梯度。檢測時,兩名操縱者腳穿鐵釘鞋或手握探針,相距3~6m,將各自拾取的電壓信號通過電纜送接收裝配,經濾波放大後,唆使檢測結果。 可沿線檢測防腐層破損點和金屬物體,是目前國內最常用的檢測技術。價格便宜 ,且在國內有較成熟的使用經驗 ,檢測速度較快 ,同時,該法具有識別破損點大小的功能,微小漏點均能測到,在長輸管道的檢測與運行維護中的使用效果較好。但需要沿全線步行檢測,不能唆使缺陷的嚴重程度、 CP效率和塗層剝離,易受外界電流的幹擾,依靠操縱者的技能,常給出不存在的缺陷信息,同時,勞動強度較大,對水泥或瀝青地麵產生了接地難的題目。 代表儀器為大慶市匯通無損檢測技術公司生產的HT係列地下管道防腐層探測檢漏儀。 (5)管內電流檢測技術 管內電流檢測技術,又稱多頻管中電流法(又稱電流衰減法)。是采用等效電流道理,評價防腐層盡緣電阻。 檢測時由發射機向管道發射某一頻率的信號電流,電流流經管道時 ,在管道四周產生相應的磁場;當管道外防腐層完好時,隨著管道的延伸,電流較平衡,無電流流失現象或流失較少,其在管道四周產生的磁場比較穩定;當管道外防腐塗層破損或老化時,在破損處就會有電流流失現象,隨著管道的延伸,其在管道四周磁場的強度就會減弱。 這是目前國內外利用比較成熟的一種檢測方法 ,可長間距快速探測整條管線的防腐層狀況 ,也可縮短間距對破損點進行定位,屬於非接觸地麵丈量,受地麵環境影響較小 。但丈量結果不直觀,不能唆使CP效率,不能唆使塗層剝離,易受外界電流的幹擾,且需預先獲得一些物理量,如管體的電阻、內電感、外電感和防腐層的電容率等 。 首要代表儀器是英國公司生產的RD400-PCM檢測儀。 (6)變頻-選頻法 該方法是通過被測管路的某個標樁向管體和大地之間加載一定功率的交流信號,在另一標樁處檢測管體與大地之間同一頻率的信號,同步的改變發 、收頻率直到接收功率是發射功率的5%以下即可以為“信號損耗殆盡”,然後利用兩標樁之間管體長度、管體直徑、管壁厚度、包覆層的材料損耗角正切、土壤特性阻抗等有關物理量計算兩標樁之間管道包覆層的漏電阻。由於評價是以段為單位進行的,實際上給出的是段內均勻漏電阻,不能指出具體的破損點位置。 這是國內提出的一種檢測方法,能快速普查整條管道防腐層的綜合保護性能,受地麵環境影響較小。但計算結果引進的人為身分多,誤差大,其線傳輸理論模型在管路複雜的情況下難以適應,特別是對於城市埋地管線,且不能有效的判定破損點的位置。 代表儀器是大慶市匯通無損檢測技術公司生產的HT係列地下管道防腐層盡緣電阻丈量儀。 (7)管中電流-電位法 其道理是通過陰極電流丈量電流衰減及電位偏移來計算其覆蓋層的盡緣性能參數 ,是丈量覆蓋層盡緣性能的理想方法,但此法受到客觀身分的製約,如交、直流的幹擾,儀器的專用性和響應速度,電流測試樁的設置,電源的通/斷,30m管長的誤差及鋼材電阻率的取值等,都將影響其結果的精確性 。 3、擬定的檢測與設備組合 根據對上述各種檢測方法道理分析,和優缺點總結,結合工程實際檢測和對埋地金屬管道安全運行治理的需要,本文作者提出了埋地金屬管道綜合檢驗檢測技術組合方法,具體的利用步驟如下: (1)管線探尋 為了保證所進行的檢測是在管道正上方,需要明確管線的位置與走向 。對廠區內的短間隔管線,可選用RD4000-PDL,而長間隔的管線,隻能選用RD400-PCM進行探測;而對於局部區域內的複雜管線,可選用探地雷達,如PipeHawk地下管道探測雷達。 探地雷達的工作道理是:通過天線向地下發射一個快速上升的電磁脈衝,該脈衝被地下介質介電常數的變化散射,這些由地下介質介電常數的變化產生的散射將一小部分能量反射回到雷達天線。反射回來的信號由天線接收後傳送到數字信號處理硬件,經計算機處理後就能得到管道的具體位置。國家質檢總局鍋檢中間具有國內唯一的一台設備。 (2)管線外覆蓋層安全質量狀況檢測 采用管中電流測繪法評價管線外覆蓋層的安全質量狀況 。可采用RD400-PCM和變頻選頻儀 ,但目前比較常用的是RD400-PCM。通過檢測,可了解管段的整體安全質量狀況。 (3)陰極保護效果檢測 對於管道外覆蓋層安全狀況較好的管段,可采用P/S管地電位丈量方法,綜合評價管道的陰極保護效果 。而對於外覆蓋層安全質量狀況較差的管道,宜采用CIPS 測試其Von/Voff電位的分布情況,以判定陰保效果,確保管道的安全運行。而對土壤電阻率較高的地區,建議也采用CIPS測試P/S電位,以有效地消除IR降題目 。 (4)破損點找尋、定位與大小估算 對外覆蓋層安1頁

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