埋地壓力管道檢測技術(shù)探析

龍幽清（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院， 江蘇 南京 210036）

埋地壓力管道檢測技術(shù)探析

龍幽清（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院， 江蘇 南京 210036）

管道檢測是預(yù)防管道事故、保證管道安全運行的重要手段。本文闡述了埋地壓力管道常見的故障類型及其成因，詳細(xì)介紹了埋地壓力管道的Pearson檢測法、變頻-選頻檢測法、多頻管中電流法等常用檢測技術(shù)，希望為管道企業(yè)或有關(guān)部門進行針對性的管道維護提供理論參考和技術(shù)支持。

埋地；壓力；管道；檢測；

壓力管道是進行石油、天然氣等介質(zhì)輸送的重要手段，隨著社會的高速發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型，壓力管道的輸送里程、分布地域越來越廣泛，因此，保證壓力管道的正常運輸和安全運行意義十分重大。但是，在實際的生產(chǎn)過程中，壓力管道多是進行埋地敷設(shè)，難以進行開挖監(jiān)測，因此檢測難度大幅上升。選擇合適的監(jiān)測設(shè)備，制定完整的監(jiān)測手段，是進行埋地壓力管道安全檢測的重中之重。

1 埋地壓力管道常見問題及成因

埋地壓力管道在介質(zhì)運輸過程中，常受到內(nèi)、外部等影響因素，使管道發(fā)生泄漏、穿孔、破裂等問題，嚴(yán)重影響埋地管道的正常運行。管道發(fā)生泄漏、穿孔、破裂等問題的最主要原因是由于管道發(fā)生了電化學(xué)腐蝕、疲勞腐蝕、物理腐蝕等腐蝕問題。引起管道腐蝕的情況很多，主要有：①管道內(nèi)部輸送介質(zhì)具有腐蝕性，而管道防腐措施不夠，會引起管道內(nèi)壁發(fā)生腐蝕，主要表現(xiàn)為厚度減薄；②介質(zhì)在運輸過程具有一定的速度和動能，會對管道拐角等部位造成沖擊，因此引起幾何不連續(xù)的管道內(nèi)壁厚度減?。虎塾捎诜蹠r間過長，管道內(nèi)壁防腐層發(fā)生自然老化或陰極保護效果失效等引起的防腐效果減弱甚至失效；④管道生產(chǎn)過程中由于防腐涂層、回填工藝等技術(shù)不到位而造成缺陷是引起管道外部腐蝕的重要因素；⑤管道受到周期性振動或頻繁振動會引起管道的疲勞損傷，繼而引發(fā)電偶腐蝕，這種情況多發(fā)生于埋在道路交叉口的管道中。此外還有受到復(fù)雜分布、方向多變的周圍游散電流或者工業(yè)廢液侵蝕而引起的腐蝕等。

2 埋地壓力管道的常用檢測技術(shù)

進行壓力管道檢測，除了檢查排查設(shè)計、制造和安裝過程中可能留下的問題外，更多的是對管道腐蝕情況進行檢測。當(dāng)前，埋地壓力管道檢測是特種設(shè)備安全監(jiān)察中較為薄弱的環(huán)節(jié)，但國內(nèi)外針對防腐涂層的檢測技術(shù)也在逐漸趨于成熟。針對不同的輸送介質(zhì)、管道材料、土壤環(huán)境等，需要采用不同的檢測技術(shù)和設(shè)備。

（1）Pearson檢測法 Pearson檢測也稱為電壓差檢測法，該檢測方法的工作原理和操作方法較為簡單。檢測過程中，首先在管道和大地兩者之間施加相應(yīng)的交變信號，如果管道防腐涂層出現(xiàn)破損點時，那么交變電流在經(jīng)過該處時就會發(fā)生流失損失想象，因此在遠(yuǎn)離破損點的距離電流密度會減小，而在破損點上方則會形成一個交流電壓梯度。在具體的實施過程中，操作人員需要腳穿鐵釘鞋，手握探針拾取電壓信號并通過電纜傳送到接收裝置，接收端通過濾波放大后，可顯示檢測結(jié)果。目前，較具代表性的是由我國江蘇某儀器廠開發(fā)的基于該測試技術(shù)的SL系列檢測設(shè)備。該方法可以在不對埋地管道開挖的情況下，準(zhǔn)確探測金屬管道的走向、深度以及防腐涂層破損點的個數(shù)、大小、位置和距離等，具有較高的識別度和較快的檢測速度。同時，該檢測技術(shù)需操作人員全程步行檢測，勞動強度大，同時對水泥和瀝青地面會產(chǎn)生接地難等問題，在一定程度上限制了其使用范圍。

（2）變頻-選頻檢測法 變頻-選頻檢測法是國內(nèi)首先提出的一種檢測方法，該方法通過比較被測段與標(biāo)樁段加載功率的變化進行檢測。操作時，首先在被測管道的某個標(biāo)樁管體和大地之間加載一定管路的交變信號，在另一檢測處檢測該處管道與大地之間的信號，并同步改變接、發(fā)頻率直到接收頻率達到發(fā)射頻率的5%，此時即可認(rèn)為“交變信號損耗殆盡”，然后根據(jù)土壤特性、管體長度直徑、管壁厚度等相關(guān)物理量進行漏電阻計算。該方法操作簡單，可以方便的進行管道的快速普查，大大降低勞動強度，但實際檢測時只能給出某段內(nèi)的平均漏電阻，不能給出防腐涂層的具體破損點，且計算過程涉及較多的物理量，容易引起較大的認(rèn)為誤差。

（3）多頻管中電流檢測法 多頻管中電流檢測法又稱為電流衰減法，是國內(nèi)外運用較為成熟的檢測方法之一。該方法的工作原理是通過某一頻率電流在管道內(nèi)部產(chǎn)生的電流和磁場變化而確定防腐涂層狀況的。在具體操作時，先由發(fā)射機向管道內(nèi)發(fā)射一定頻率的信號電流，該信號電流在通過管道時會輻射磁場，若管道周圍防腐層狀況良好，則電流信號可以平穩(wěn)傳輸，且磁場強度不會減弱。若管道周圍出現(xiàn)防腐層老化或破損時，電流信號或出現(xiàn)流失或減小，磁場強度也會減弱。根據(jù)電流和磁場強度的變化可以準(zhǔn)確的判斷管道內(nèi)部的防腐層情況。該檢測方法屬于非接觸地面測量方法，可以快速的、長間距的探測整條管道的狀況，但同時也存在容易受外界電流干擾、測量結(jié)果不直觀等問題。

（4）其他常用檢測方法 除上述三種檢測方法，還有利用萬用數(shù)字表與CSE參比電極對管道自然電位和保護電位進行測量的標(biāo)準(zhǔn)管/地電位檢測法，利用毫伏表對管道檢測部位的地面進行電位梯度檢測的直流電壓梯度測試法等，當(dāng)今檢測技術(shù)處于尖端地位、可以提供詳細(xì)檢測情況的檢測方法是密間歇電位測量法以及無損探測等。

3 結(jié)語

壓力管道已成為能源輸送的強有力工具，定期進行安全檢測是保證管道安全運行、正常工作的重要手段。進行埋地管道檢測的方法很多，但要根據(jù)土壤特性、輸送介質(zhì)、檢測目的等進行選擇，最終實現(xiàn)管道檢測的安全可靠、經(jīng)濟便捷。

［1］王朝暉，石永春，等.管道檢測技術(shù)［J］.管道技術(shù)與設(shè)備，1999，（1）：40-41.

［2］何仁洋.我國壓力管道的運行維護與檢驗技術(shù)研究［J］.鍋爐壓力容器安全技術(shù)，2003，（4）：1-4.