常用的埋地管道防腐层破损检测技术的原理
近年来, 随着计算机技术的快速发展, 国内外埋地管道外检测技术也得到了迅速发展, 下面介绍三种国内常用的埋地管道防腐层破损检测技术。
一、 Pearson 法(又称地电位梯度法、人体电容法
该方法由美国人 Pearson 提出而得名,工作原理为管道和土地之间加载一个
1KHz 的交流信号, 此信号会在管道防腐层破损点处流失到土地之中, 因而在破损点的正上方地表形成一个交流电压梯度。实际操作时需有两个操作人员的人体代替两个电极, 用人体对土地的耦合电容来检测电压梯度信号并由接受装置接受,经滤波放大由指示器指示检测结果。
此方法在我国运用广泛, 其优点是应用经验丰富, 配合管线仪一同使用工作效率较高, 对于地表要求不大, 在城市的柏油水泥路上也能进行。缺点是受外界电流干扰及其他因素影响大, 并且极度依赖操作者的熟练度, 会给出的不准确信息较多, 故此方法在国外已基本淘汰。二、电流衰减法
电流衰减法利用的是交变电流梯度法, 通过在管道和土地间施加任一频率的正弦电压, 给埋地管道发射检测信号, 在地面上由管道自身电流产生交变电磁场的强度及变化规律。通过管道上方地面的磁场强度换算出管中电流的变化,据此判断管道的支线位置或破损缺陷等。管道的防腐层和大地之间存在着分布电容耦合效应, 信号电流在管道外防腐层完好时的传播过程中呈指数衰减规律, 当管道防腐层破损后, 管中电流便由破损点流入大地, 管中电流会明显衰减, 引发地面磁场强度的急剧减小, 由此对防腐层的破损进行定位。在得到检测电流的变化情况后,根据评价模型可推算出防腐层的性能参数值 Rg 。推算出防腐层的性能参数值 Rg ,而且可对管道路由精确定位描述,测量深度。配合 A 字架(ACVG 与 GPS 定位, 可以精准定位埋地管道防腐层破损点。下图 1为整套电流衰减法检测设备。
此方法的特点是实用性强, 定位准确, 在国外已经得到较多的应用, 缺点是该方法对地表有所要求,尤其是在配合 A 字架一同使用时;并且受管道自身条件约束,对于设有绝缘法兰的管道,有支线的管道,此方法运用比较繁琐。
三、 CIPS 和 DCVG 综合检测技术
CIPS (密间隔电位测试 ,此方法在检测前,需在阴极保护电源上加载电流中断器,测试时按规定的周期循环断开整流器。读取通电电位和断电电位。 DCVG (直流电压梯度技术也是在阴极保护电源上加载一个中断器, 利用阴极保护电源周期的中断而产生一个叠加周期直流脉冲信号,通过两根相距 1~2米的探棒在地面上进行测量,根据毫伏表的摆动情况确定缺陷的位置,估算缺陷的尺寸。而所谓 CIPS 和 DCVG 综合检测技术是指先采用 DCVG 方法进行防腐层检测, 再采用 CIPS 技术在缺陷位置测量开闭瞬时电位, 确定出缺陷的大小、被腐蚀程度的大小及等级,减少了开挖量。
该方法优点是充分利用了二者的技术优点, 能够评价管道的阴极保护效果, 还能够进行缺陷定位和计算缺陷大小, 测量的准确率较高。该方法的缺点是对地表要求很高, 测量程序较为复杂, 操作人员需进行专业培训。故此方法在国外已有广泛应用, 而在我国还处于应用起步阶段。
结语
通过上面三种埋地管道防腐层破损检测技术的比较, 不难发现, 现有的各种埋地管道防腐层缺陷检测技术各有优缺点, 没有一种技术是能够提供地下管道防腐状况的全面信息的。所以研究现有的国内外各种检测技术, 对引进和开发新的检测技术和检测方法具有十分重要的意义。而我们在实际工作中, 会采用两种检测方法分别对埋地管道的防腐层破损情况进行检测, 通过两种不同方法的检测结果, 相互验证, 从而可以适当避免检测过程中出现的不准确信息,减少不必要的开挖工作。确保城市燃气管道的安全运行。
SCM 的工作原理:智能信号发送器发送独立的电流信号,用 SCM 智能感应器测量所选管道中流动的干扰电流,确定干扰电流流入目标管道的流入点、方向、流出点。
SCM 可以沿着管道检测任何杂散电流的大小和方向。其测绘图展示出管道上的杂散电流进入点和放电点。有了这些信息, 就可以在管道上一个或几个适当的地方消除干扰。当采取了消除干扰的措施后, 可以用来检测消除干扰的设计是否成功, 还可以用来测绘管道上的外加的阴极保护电流。
