淺談PCM檢測技術在埋地鋼制管道上的應用

摘要：英國雷迪公司生產的管道電流測繪儀已經在管道檢測中得到了廣泛應用，成為目前管道防腐層檢測的主要工具。文中結合現(xiàn)場的實踐經驗，分別介紹了PCM"在管道防腐層質量評定、絕緣接頭性能測試、管道泄漏點定位、犧牲陽極查找等方面的應用。同時，根據(jù)現(xiàn)場經驗，給出了PCM"使用過程中的建議與注意事項，以便更好地發(fā)揮PCM"在管道檢測中的作用。

關鍵詞：PCM;管道;檢測;應用

引言

英國雷迪公司研發(fā)的多頻管線電流測繪儀（PCM）是一套采用全新測試方法的高效能管線檢測儀，由發(fā)射機和便攜式接收機組成。發(fā)射機將含有近于直流的4H"z電流信號的混頻電流信號施加于被測管道上，接收機通過感應線圈或高精度磁力儀檢測這一特殊信號，得出管道電流的強度和方向。用信號發(fā)射機向管道施加某一特定頻率或多個頻率的激勵信號，信號自發(fā)射點開始沿著管道兩側傳輸，管中電流信號強度將隨著管道距離的增加而衰減，管道電流流經管道時，在管道周圍產生一個磁場，利用接收機在管道上方按一定間隔檢測管中激勵信號的強度。現(xiàn)今，PCM"已廣泛應用于管道外防腐層保護狀況評估、新鋪管道防腐層施工質量的驗收、管道陰極保護效果評估、管線對地絕緣故障點（管道防腐層、保溫層、電纜外護套的缺陷與破損點）定位、目標管道與其他管道搭接點的查找和定位、盜接管道/分支管道的查找和定位、管道泄漏點的查找和定位以及作為大功率管線定位儀探測定位長輸管道等各個方面。

1"應用實例

1.1"絕緣接頭性能檢查

任京線管道防腐選用石油瀝青涂層與強制電流陰極保護，已運行近30年。任京線任丘首站，恒電位儀電流輸出為4215A，保護距離僅為16"km"左右，而同樣保護距離的雄縣輸油站，恒電位儀輸出電流為7A"左右。

使用PCM，將發(fā)射機架設在陰極保護間內，使用交流電對發(fā)射機供電。發(fā)射機輸出電流2A，絕緣接頭站內一側的接收機的電流約1165"A，而絕緣法蘭站外一側1"km"處接收機電流約為0130A.根據(jù)GB"/T21246-"2007，絕緣法蘭的漏電率達到8416%。開挖后，使用U"J-"33電位差計，對絕緣法蘭兩端的電流進行了測量，分別為611A與35A，與PCM的檢測結果基本吻合。對絕緣接頭更換維修后，恒電位儀的輸出電流僅為511A.

1.2"管道泄漏點的定位

國內某條成品油管道建于20世紀80年代初，管徑189mm，防腐層選用石油瀝青。多年停輸后，根據(jù)發(fā)展要求，需要重新投入使用。在打壓過程中，發(fā)現(xiàn)壓力穩(wěn)定不住，逐漸下降，最終最低點的壓力保持在0165MPa，根據(jù)靜水壓公式p"="Qgh，初步判斷泄漏點的海拔高度應比管道最低點的海拔高度高約66"m.但是，管道泄漏過程中并沒有水滲到地表上來。為查找泄漏點的位置，項目組首先根據(jù)GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)初步確定了泄漏點的海拔高度，而后在確定的海拔位置附近，選用PCM"發(fā)射機對管道施加電流，讀取PCM"接收機的讀數(shù)。當電流有較大的衰減時，連接A字架對缺陷點進行精確定位。對定位的缺陷點開挖后并沒有找到泄漏點。

由于防腐層質量較差，而泄漏點又極可能是小的滲漏點，而上述通過電流衰減而后連接A"字架查找缺陷點的方法極有可能漏掉小的缺陷點，因此決定使用PCM直接連接A"字架逐步定位缺陷點。使用該種方法定位出更多的缺陷點，經過對多處可疑的缺陷點開挖后，成功查找出管道泄漏點。

1.3"犧牲陽極的查找

某條新建管道建成投產后，有一段管道自然電位一直偏高，初步懷疑為管道未投產之前的使用的犧牲陽極未摘掉，使用PCM"順利找到。

2"PCM"使用中注意事項

（1）由于接收機的深度與電流讀數(shù)均基于電磁場理論，接收機相對于管道的位置不同，對接收機讀數(shù)的影響較大，因此接收機應在管道正上方讀取電流或者深度數(shù)值。

（2）干擾影響。外界電磁干擾對電流測量的影響類似于鄰近地下管線磁場干擾。測量點附近存在高壓線路、電氣化鐵路、大構筑物接地、金屬物體等外界電磁干擾時，電流測量也必然存在誤差。為判斷是否受到干擾的影響，常用的方法是先選用峰值法讀取埋深值，然后選用谷值法讀取埋深值，如果兩次讀數(shù)誤差較小，認為不存在干擾，可以讀取相應頻率的電流數(shù)值。當峰谷讀數(shù)不一致時，表示被檢管線存在干擾，此時的峰/零值點均不能準確指示管線的位置。這種情況下可以使用大功率的便攜式發(fā)電機對發(fā)射機供電，提高發(fā)射機的輸出電流，并讀取較高頻率的電流數(shù)值，可以減小電磁干擾的影響。

（3）接收機的讀數(shù)還與地形地貌、管道埋深、土壤均質有關。檢測過程中遇到上述情況時，應加密測試，多讀取接收機的電流數(shù)值。

（4）在檢測工作中，經常會發(fā)現(xiàn)在涂層缺陷點處，電流數(shù)據(jù)呈階梯狀的/"V"0字型分布，電流曲線經常出現(xiàn)起伏形態(tài)。這是由于在管線連接點、接地點、陽極地床接入點、管線搭接點以及管線絕緣故障點，管線電流的土壤泄漏（回流）電流的強度較大，與管線電流正向或者負向疊加形成疊加磁場。在故障點之前的磁場是管道電流減去土壤泄漏電流后的疊加磁場，所以測量的電流會在故障點之前表現(xiàn)出陡降的特征;在故障點之后的磁場是管道電流加上土壤泄漏電流后的疊加磁場，所以測量的電流會在故障點之后表現(xiàn)出反彈的特征，出現(xiàn)峰值形態(tài)，隨后遞減。

（5）接地極的選擇，在現(xiàn)場工作環(huán)境中，PCM"發(fā)射機的電流輸出經常受到接地條件的影響。在管道站場或者陰極保護站，可以選擇輔助陽極或者儀器設備的接地做為接地極。而在管道干線上，則應盡量選擇有水或者濕潤的土壤位置，采取多組接地極，適當?shù)臅r候添加鹽水以減小接地極的接地電阻。

3"結束語

在干擾較少的地段，使用PCM"可以很好地對埋地鋼制管道防腐層缺陷點進行定位，對防腐層絕緣性能進行評價。其尤其適用于在防腐層整體性能優(yōu)良的管段，如新建管道的3PE"涂層進行防腐層缺陷點查找。

使用PCM"的配合A"字架可以對一定埋深的水下管道的防腐層缺陷點進行精確定位。使用PCM"可以對絕緣法蘭的絕緣性能進行半定量評價。PCM"容易受到交流干擾的影響，如何減緩干擾，獲取有效的電流值與深度值，需要在現(xiàn)場測試中總結經驗。

使用PCM"可以對防腐層性能進行定性評價，但如何通過PCM接收機的讀數(shù)更好地轉化為管道防腐層的絕緣電阻，來對不同防腐層性能進行比較與失效評定，國內外還沒有統(tǒng)一的標準或者指導原則。

參考文獻：

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