【導(dǎo)讀】金屬材料發(fā)生腐蝕是一個自發(fā)的、不可避免的漸變過程。管體腐蝕的發(fā)生將嚴重降低管道。維修和更換周期，威脅整個輸送系統(tǒng)的安全。管道在整個服役期間的事故發(fā)生率一般遵循浴盆。在投產(chǎn)初期，管道諸多方面的不足逐一暴露出來，因此事故率較高。在其后的一個階段，事故一直平穩(wěn)地保持在低水平上，稱之為事故平穩(wěn)期，通常為20-30. 之后，事故呈上升態(tài)勢。我國早期的管道有的已經(jīng)運行了二三十年，管道已經(jīng)陸續(xù)進入老。齡期；而近年大批新建管道正處于幼年期，這兩個階段都是事故高發(fā)階段。因而管道行業(yè)面臨。的安全形勢十分嚴峻。對老管道的腐蝕與防護狀況評價工作迫在眉睫，在有效檢測評價的基礎(chǔ)。勢必會對管道造成一定的不良影響。腐蝕檢測是以防腐層檢測作為工程實施的切入點。該處的防腐層失效，使管體不能受到有效地保護導(dǎo)致的。當電極接近破損點時，電壓差會增大，而遠離該點時，壓差又會變小，在破損點正上方時，電壓差應(yīng)為零值，以此便可確定破損點位置。

　　

【正文】 了解目標管線的情況，這個區(qū)域內(nèi)的其它管線、所有支管、閥門、陰極保護檢測樁、犧牲陽極的位置、管線連接點的大致位置以及其它相關(guān)的資料。檢測者也應(yīng) 該參考一些管線的歷史記錄：管道鋪設(shè)的日期、防腐層的自然狀況、施工質(zhì)量、所有近期的檢測報告（包括其他方法測查 的 結(jié)果）、陰極保護電位大致的測量結(jié)果、管道曾被開挖和進行過防腐層維修的時間和地點、以及開挖過程中發(fā)現(xiàn)破損的有關(guān)報告等等。 2) 要準備好相應(yīng)的記錄本，或使用天津嘉信公司專用的防腐數(shù)據(jù)記錄儀?，F(xiàn)場除必須逐點記錄距離 X 讀數(shù)及信號電流讀數(shù)外，應(yīng)經(jīng)常記錄管線檢測過程 的 峰 /零值 一致性 ，埋深，拐彎位置及管道設(shè)施（閘井、支管、分水器等等 )等情況。如果用雙頻觀測，應(yīng)同時留有記錄兩個頻率電流位置 ，并詳細記錄兩次檢測的相關(guān) 情況 。 3) 要準備好發(fā)射機用的蓄電池以及接收機用的干電池及其它必備器材。 、 檢測的工作規(guī)劃 、 信號供入點的選擇 在開始檢 測之前，特別 是 對于還未用 PCM 進行檢測過的管線來講，盡可能地在地圖上標出管線的參考位置和信號輸入點的位置，將是很有幫助的。信號必須用直連法施加到目標管線上。信號輸入點的位置可以是在陰極保護的檢測樁上、陰保站內(nèi)的保護電流輸入點位置（此時應(yīng)關(guān)掉恒電位儀或整 流器，去掉連接線）、管線上可能的閥門設(shè)施、或其他易于施加信號的位置等。當要選擇信號供入點時，必須牢記 的是：靠近信號輸入點的 位置附近是不能進行檢測的（至少10 米以外）。但是如果當管線與一條道路或河流的交匯點可能存在著破損點時，發(fā)射機就不能接在附近的陰保測試樁或相鄰的位置上，而要連在較遠的另一個接線樁上，以保證能夠檢測出可能的破損點。 、 檢測信號頻率的選擇 應(yīng)用電流梯度法進行防腐層檢測應(yīng)用的儀器，可以是 RDPCM，也可以是 RD400/4000PDL/PXL儀器。它們的應(yīng)用范圍以及適用的管線類型略有不同， PCM 較適用于長輸管線，一次施加信號可 防腐層檢測系統(tǒng)及其應(yīng)用 埋地管線防腐檢測技術(shù) 培訓(xùn)教材 19 以檢測距離較長的管線，但對于單純進行管線的定位則有些不便。而 PDL/PXL 則檢測 的距離較短，較適用 于城市管線的檢測，對于要兼顧城市管線定位的單位，則是一種較為 適用的選擇。 在測量之前，選擇合適的檢測信號頻率，對于成功、快速地完成檢測工作是至關(guān)重要的。對于使用 PCM 進行檢測的用戶來說，當檢測的管線很長，同時管線路由上的埋設(shè)條件不很復(fù)雜時，檢測信號應(yīng)采用 ELF 檔，此時的發(fā)射機共發(fā)射兩個頻率： 4Hz 及 128Hz，兩種信號的比例關(guān)系是 4Hz 占 35%， 128Hz 占 65%。這種信號的分配比例，有利于采用 128Hz 的信號進行長距離管線的檢測。（注意： PCM 發(fā)射機上的顯示液晶板上顯示的數(shù)值總是 4Hz 的 信號電流大小，而 ELF模式 的 定位 信號電流大約是顯示值的 倍。而其它檔位上幾個頻率的電流值大體相當）。 當 管線路由上埋設(shè)條件較為復(fù)雜時，建議采用 ELF↑↓ 或 LF↑↓ 的信號供入檔。 ELF↑↓ 的發(fā)射信號頻率為三個： 4Hz、 8Hz 及 128Hz 它們的比例關(guān)系為 4Hz 占 35%、 8Hz占 30% 及 128Hz 占 35%； 而 LF↑↓ 擋 的發(fā)射信號頻率也為三個： 4Hz、 8Hz 及 640Hz 它們的比例關(guān)系同為 4Hz 占 35%、 8Hz占 30% 及 640Hz占 35%；可以看出：對于三種不同信號發(fā)射方式， 4Hz 信 號都有，且電流大小不變。就應(yīng)用場合來說， ELF↑↓ 與 LF↑↓ 信號供入檔的應(yīng)用條件沒有差別，只是在一檔的定位頻率上干擾較強時換入另外一檔，以避開外界的干擾頻率。 細心的用戶可能會發(fā)現(xiàn)， PCM 的接收 機并沒有提供 8Hz 的 檢測模式。發(fā)射機發(fā)射 8Hz 信號電流是提供與 4Hz 配套的倍頻，用于確定檢測電流的方向。注意：接收機上有 8 kHz 的檢測模式（不是 8Hz），它是為與其他 定位儀器的兼容而設(shè)置的，并非檢測由 PCM 發(fā)射機發(fā)射的 8Hz 信號。也就是說用戶可以使用 RD 系列的發(fā)射機發(fā)射信號，由 PCM 接收機進行 8kHz 頻率的 檢測。 PCM 接收機提供了兩個檢測信號電流的按鍵：測定 PCM 電流（ 4Hz），它是可以進行數(shù)據(jù)存儲的；另一個檢測電流鍵稱為定位電流檢測鍵，它根據(jù)接收機處于的不同模式，測定定位電流（ 128 或 640Hz）。在實際檢測應(yīng)用中，由于 4Hz 信號時采用磁平衡原理進行檢測信號的電流測定，它的檢測精度較低（ 5%），當發(fā)射機施加較小的檢測信號時， 4Hz 的檢測效果較差。而定位電流的測定是采用傳統(tǒng)的雙線圈方法，檢測精度很高（現(xiàn)場進行的重復(fù)精度測試表明，此種的檢測重復(fù)精度 %）。對于使用單頻法進行防腐層檢測的用戶來說， 128/640Hz 是一個很明智的選擇。遺憾的是，定位電流的檢測數(shù)據(jù)無法存入 PCM 接收機。 此外，對于要同時應(yīng)用 A 型架進行防腐層精確定位的用戶來說，發(fā)射機的信號頻率只能放在兩個帶電流方向的檔上。這一點十分重要，如果沒有采用帶電流方向的檢測頻率， A 型架無法檢測出防腐層的漏點。 對于采用 RD400/4000PDL/PXL 進行埋地管線防腐層檢測的用戶，信號的選擇較為簡單，除非 LF 信號（ 640Hz）頻率的干擾很大，一般采用 640Hz 的頻率，并且要用直連法給被測管線施加檢測信號。當有干擾時，可以采用 8kHz 的檢測頻率。 但此頻率的有效檢測距離將會大為縮短。 、 破損點的可能位置 防腐層破損點的位置大多數(shù)分布在：河流或小溪下的管道；巖石中的管道要比松軟泥土中的管道防腐層先破損；管線在公路下面的穿越；當管道敷設(shè)竣工之后，在其臨近位置又進行了開挖（如土木工程或其它管道的施工）的地方等。需要檢測的區(qū)域還包括：管道的連接位置，這主要是指由不同的單位在不同時間施工的管件連接部位；管線的小半徑彎頭等部位。建議在這些地區(qū)，檢測點的間距應(yīng)該相應(yīng)的小一些。 此外，當將發(fā)射機的信號供入檢測管線的中間地段時，用接收機在供入點的兩側(cè)分別讀取信號電流的數(shù)值，從中可以判斷出兩側(cè)防腐層的大致狀況，也就是說信號電流大的一端防腐層 防腐層檢測系統(tǒng)及其應(yīng)用 埋地管線防腐檢測技術(shù) 培訓(xùn)教材 20 狀況較差或破損點的分布較多。這是因為，大部分信號電流肯定是流向防腐層 性能 差或有破損點 較多 的管段。 、 發(fā)射機地極的位置 1) 地極點應(yīng)當選擇在管道簡單、附近管道無接地點的位置上。 2) 地極一般打在距檢測管線的垂直方向 3050 米以外地方，除非可以確定與目標管線絕緣良好，且距離較遠，一般不能將其他管道、金屬構(gòu)架作為地極使用。如果現(xiàn)場附近有池塘、水溝、建筑物的接地線、避雷針地極、等易于導(dǎo)電的裝置，利用它們是一個很方便的 選擇。 3) 檢查接地回路電阻，回路電阻應(yīng)在數(shù)十歐姆至數(shù)百歐姆之間，當回路電阻過大時 PCM 發(fā)射機電壓超限指示燈亮，此時無法在目標管線得到理想的信號電流。解決的方法是：可給地極澆水，增加地極數(shù)量等辦法，以降低接地電阻。 4) 對于如戈壁、沙漠等過干的土壤環(huán)境的用戶，準備 平米的鋁板（厚度不限），將其埋入地下 3050 厘米，澆上鹽水，這樣的地極效果較為理想。 5) 試選發(fā)射頻率，該管道上所選頻率的干擾背景，方法是先關(guān)上發(fā)射機，將接收機調(diào)至所選的頻率上，將增益調(diào)至最大 (100)，檢查讀數(shù)大小。如果干擾 太大，則需要改變所選頻率。 、 檢測中的情況的處理 、 檢測間距的選擇 測量點之間最佳距離的選擇，主要取決于兩個因素：管道外防腐層狀況以及進行開挖和修復(fù)需要精確定位破損點的最小尺寸。對于一條還沒有用 PCM 檢測過的管線來說，選擇的距離小一點是很重要的，為的是把所有的異反常現(xiàn)象都能夠 檢測出 來。一般地，對防腐層較好的管線，可選擇 50 米以上的間距，對于較差的管線，要用 30 米以下的檢測間距，破損點或可疑點附近，要加密檢測。 測量點之間的最小間距：除非管道處在一個非常嚴重的老化狀態(tài)下，否則，我們建議在采用衰 減法測量時的讀數(shù)間距不應(yīng)小于 30 米，這主要是因為，在這樣一個很短的距離上，信號電流值 可能存在的檢測偏差會與防腐保護比較好的管線 上的信號衰減幅度相當，這樣得到的衰減值可能是沒有用的。但 對已有破損的管段進行進一步加密檢測時，間距就要小于 10 米。 、 信號大小選擇及可檢測的管線長度 選擇施加檢測信號的強度是以夠用為原則，并非愈大愈好。這主要依據(jù)于下面的因素： 防腐層的狀況 要檢測管線的長度 特定強度的檢測信號，能夠檢測管線的范圍主要依據(jù)于下面的因素： 1） 防腐層的條件 2） 使用的信號強度 3) 管線上有 是 否有支管或絕緣法蘭。 當管線處在 外 防腐層嚴重老化的狀況下， 信號衰減將變得很大。 因此 ，信號的有效范圍也將變小 。如果應(yīng)用一個較小的信號電流，檢測范圍也將減小。 下 圖 就表明了對于一個給定的發(fā)射電流，最大范圍值與信號衰減之間的比值關(guān)系。 該表數(shù)據(jù)是 假設(shè)發(fā)射的檢測電流在信號供入點的向兩方向上傳播。如果供入點在管線的端點上，那么得到的電流將是上面情況的兩倍，檢測范圍也相應(yīng)加大。 防腐層檢測系統(tǒng)及其應(yīng)用 埋地管線防腐檢測技術(shù) 培訓(xùn)教材 21 、 分貝電流 衰減數(shù)值 對不同規(guī)格外防腐層狀況較好的管線，檢測的信號衰減如下表： 但防腐層更好的管線上得到的實 際衰減數(shù)值有可能超出這個范圍，若是土壤平均電阻率異常地高或低的情況，更是如此。 管道規(guī)格 （ m） 信號衰減率（ %） 衰減范圍 (mB/m) %/50 米 %/50 米 %/50 米 %/50 米 、 最初的檢測 當對一條新 管線開始測量的時候，操作者應(yīng)該選出管道的兩三部分管段（一般每段為 50100米 ）測試一些檢測讀數(shù)。對于直徑為 米（ 24 寸）的管線，當信 號衰減 率在 50 米的范圍內(nèi)達到 2025%，這就表明防腐層的狀況很差，但不一定是破損點所致，有可能是防腐層的整體老化或是防腐層的多處破損，防腐層的狀況也可通過參照近期的陰極保護電位讀數(shù)得以證實。在這種情況下，想對管線進行長距離的 檢測 困難較大，所以為了將來的檢測，操作者就 應(yīng)該記錄下管線的所有相關(guān)信息，并以這些信息作為參考基點，在 檢測中 對 于 一段 500 米的管線 而言 ，當其衰減明顯地高出 正常范 圍 分貝 時 ， 就可以試圖找出單個破損點的位置，這樣的讀數(shù)就可以確定出除了一般腐蝕點之外，衰減信號在 250500 毫貝的破損點 的位置。這也可以通過“二等分”該段管線，來迅速地找出破損位置（在兩次讀數(shù)的中點處讀數(shù)，同時計算出兩個方向上的衰減值），一個衰減值為 250500 毫貝的破損點面積大約相當裸露管線的幾平方毫米。 、 破損面積 由于應(yīng)用 PCM 進行防腐層檢測的是防腐層綜合電氣性能，而非防腐層的物理特性。在檢測中會發(fā)現(xiàn)，信號電流的衰減率與破損部分的面積之間具有一定的相關(guān)性。管段內(nèi)發(fā)生 100150毫貝的衰減（信號電流降低 10 %），就表明大約有相當于一個 1mm2 的破損點，當其余的極限衰 防腐層檢測系統(tǒng)及其應(yīng)用 埋地管線防腐檢測技術(shù) 培訓(xùn)教材 22 減為 1500 毫貝時（信號電流降低 85%） ，管道就集中了大約有 1 平方米的破損，但這并不意味著管段內(nèi)真有這樣的破損點存在，完全可能是若干個小的破損點，也可能是一段管線的防腐層絕緣性能的 降 低所致。 要注意的是：在管段局部衰減的幅度和破損尺寸之間不存在線性關(guān)系，因為這受到土壤的電阻率，破損點處長時間腐蝕沉積物的分布等因素的影響。也可能存在著這種情況 : 表面上看起來很明顯是一個小的破損，而實際上附近 大面積的防腐層性能下降，因此產(chǎn)生了一個很大的局部信號衰減。對于一條特定的管道，破損面積與其自身的信號衰減之間存在著一個很密切的相關(guān)性，但還需要對破損位置延伸方向 的部分管道收集更多的數(shù)據(jù)來加以進一步的確認。 、 重復(fù)讀數(shù) 當讀取衰減數(shù)據(jù)時，讓接收機重復(fù) 地讀一組電流值是很有益的，所得到的深度和電流的讀數(shù)會有很小的變化，都不應(yīng)超過177。 2%（小強度的 4Hz 信號除外），除非電流很小或管線很深。當至少有兩組成功的讀數(shù)是完全相同的，數(shù)據(jù)就可以存儲起來，在有些時候，電流的讀數(shù)也可能有非常大的變化（及深度的讀數(shù)）。經(jīng)驗表明，這些都通常發(fā)生在靠近明顯破損的位置上，電流的最大值和最小值都應(yīng)該記錄在筆記本上，為確定破損位置通常需要用小間距進行加密測量。電流值的波動原因，可能是檢測電 流從破損位置流出，返回接地點（地極位置）時流動路徑的差異以及電流大小量的變化所引起的。 PCM 的 4Hz 電流測量精度為177。 5%， 128/640Hz 的信號精度 177。 3%，但檢測的實際精度受如下因素影響：管線的埋深、檢測信號的強度、附近管線上的感應(yīng)信號強度、大的破損點的存在、管線附近有大的金屬構(gòu)件等等。值得特別注意的是：管線埋深的突然變化會影響電流的讀數(shù)，埋深的突然變淺，往往會導(dǎo)致電流讀數(shù)的上升。解決的辦法是：相鄰檢測點上的埋深盡量保持