【正文】 埋地管線防腐檢測技術 培訓教材 5 當在管道和大地之間施一 交流信號時，用電路理論分析電流信號在回路過程中的傳輸過程，則必須把這一回路進行電路等效，即建立有效的電路模型?？紤]大地電阻和電容的影響，可以對管地回路中的一個微分段作圖 1所示的等效。在理論上，在一定的測量范圍內(nèi)，可以把原本并不均勻的參數(shù)看成均勻地分布于回路的每一微段之中，電路模型得以大為簡化。檢測工程中，回路的損耗遠大于理想傳輸線，可將回路視為特性阻抗的傳輸線，此時的傳輸線處于匹配狀態(tài)，反射波不存在，除未竣工管道或靠近絕緣法蘭的管段等特殊情況外，通過入射波傳輸?shù)墓β嗜勘回撦d吸收。滿足如下傳輸規(guī)律： xeII ??? 0 （ 1） 而被稱為衰減常數(shù) 的 ?與管－地回路參數(shù)滿足如下關系式： ? ? ? ?? ? ? ? ?22 2 2 2 2 2 2 2( ) ( )( )RG LC R L G C (2） 在實際檢測中發(fā)射的是交變檢測信號，回路中的電磁場為正弦電磁場。將安培為單位的電流 Iam 轉(zhuǎn)換成分貝電流后， IdBX 曲線則是一條傾斜的直線，其斜率 Y 與 ?成正比關系。同時，與 ?對應的 Y 值大小也可定性地反映 防腐層的優(yōu)劣程度。但是，多頻方法是以增加檢測工作量為代價的。在大量的檢測經(jīng)驗基礎上，嘉信公司通過軟件推薦給用戶經(jīng)驗的電容電感數(shù)值，解決了用戶在確定參數(shù)時遇到的困難。經(jīng)過對模型的不斷完善，近來已經(jīng)有了很大的改進，為了確切地反 映方法的完善，將方法重新命名為“交變電流梯度法”。在單頻檢測時，正確給定 C、 L 值至關重要。原來推薦的三頻方程聯(lián)立求出 C、 L 值的方法因檢測工作量成倍加大，三頻方程的一致性不高，無法保證求出的 C、 L 值可用。 2) 管道縱向電阻未能考慮交流信號的因素 在求解 Rg 的過程中，準確計算管道的 縱向電阻也很重要。簡單地用管材的直流電阻不能正確反映交流信號下的電磁參數(shù)。新模型在這方面作了改進?？紤]土壤的導電性對得到正確的評價結果至關重要。伴行管線與目標管線的電磁耦合作用十分明顯，它直接會以互感的方式影響管道 的電感值。因此，僅僅經(jīng)驗性地指定管道參數(shù)是難于得到符合實際的檢測結果的，根據(jù)埋設條件選擇評價參數(shù)是必然的選擇。 2) 對 埋地 金屬 管道防腐層破損點的 精確定位，評估防腐層完好狀況。 4) 測定電流方向的功能 ， 檢測 管道 的不正常金屬搭接。 6) 具有 輕便、堅固 、 耐用、 一人可獨立操作。 8) 利用專用軟件 GDFFW xp 通過 對 管道防腐層絕緣電阻 Rg 的計算來評估管道外防腐層 等級。 用途：高性能管線定位儀，用于管線定位，管道外防腐故障檢測，深度測量，管線信號電流強度 (CM)功能，有源 /無源方式下均可探測管線。 用途：高性能管線定位儀，用于管線定位，管道外防腐故障檢測，深度測量，管線信號電流強度 (CM)及電流方向(CD)功能，可以帶故障定位 (FF)功能，有源 /無源方式下均可探測管線。 用途：高性能的管線定位儀，管道外防腐層破損點的精確定位， 管道的防腐層完好狀況的評估，檢測陰極保護系統(tǒng)的有效性， CD 功能用于判定管道與金屬物的搭接，超低頻近直流超大功率的發(fā)射機，能夠使管線檢測的距離更遠 。 管線定位功能還為 MF 系列儀器的更深層應用（如：管道防腐狀況檢測及評估、電纜故障探測、水管泄漏探測）提供必要的前提。 用于埋地電纜的定位及追蹤探測，某些型號可用信號夾鉗進行信號供入，可完成電纜的 不斷電檢測。 對于有陰極保護站的長輸管線，可以利用 RDPCM 測定管道的防腐狀況，而且測量的一次性距離可達 30Km。 此外，可以 使 用 A 型架現(xiàn)場測定防腐層破損點的位置，這是應用儀器的 FF 功能，習慣上稱之為“地面電場法”或“ 交流電位梯度法（ ACVG） ”。 、 應用原理 防腐層檢測系統(tǒng)及其應用 埋地管線防腐檢測技術 培訓教材 8 、 基本原理 以上的儀器均由發(fā)射機和接收機兩部分組成： 發(fā)射機向管道或電纜供入某一頻率的信號電流，當檢 測信號電流沿管道向遠處延伸時，它在管線周圍產(chǎn)生有規(guī)律的電磁場，這樣當工作人員手持接收機在管道上方時，便可以探測到這個電磁場，根據(jù)顯示可以測定管線的位置、深度，測定管道中的信號電流強度及該電流的方向。 、 頻率選擇 發(fā)射機及接收機有幾組互相對應的頻率可供選擇， MF 系列 儀器的頻率配置如下： RD4000PXL/PDL 發(fā)射機 CD LF 8 33 65 / / FF 接收機 CD LF 8 33 65 P fa / 頻率 (Hz) 640amp。4096 RDPCM 發(fā)射機 ELF ELF↑↓ LF↑↓ 接收機 ELF ELF↑↓ LF↑↓ 頻率 (Hz) 4amp。8amp。8amp。 發(fā)射機發(fā)射的 FF 頻率是配合 A 型架 來 測量地下漏電點的位置的，即是 管道故障查找（ FF）功能。也可供 A 型架測定地下漏電點位置使用。 128(Hz)、 4 amp。 128(Hz)和 4 amp。 640(Hz)，是一個 近直流交變的疊加電流信號，可供接收機測量 4 Hz 和 128Hz，還有 4 Hz 和 640Hz 兩組頻率的電流讀數(shù)值。 不同制式的儀器是將 128 Hz 的信號替換成 98 Hz； 640 Hz 的信號替換成 512 Hz。 2) 對不良導電的管線要采用較高的頻率，信號容易感應到管線上。其方法是關掉發(fā)射機 ,把接收機置于管線上方時，檢查接收 機上的讀數(shù)。 、 發(fā)射機供入點及接地電極位置的選定 防腐層檢測系統(tǒng)及其應用 埋地管線防腐檢測技術 培訓教材 9 使用發(fā)射機為管道供入信號的原則是盡量使待測的管線上有較強的信號電流，使相鄰的伴行管線上盡量沒有信號，或使其它管線上的信號最小。 2) 發(fā)射的信號強度以夠用為原則，并非愈大愈好。 3) 地極盡量不要連接在相鄰管道或其他金屬構件上，以免 信號傳入測量區(qū)產(chǎn)生干擾。這個特性往往用來判定管道的走向。 3) 不論 峰值或零值定位，都應在直線管道的地 段 (即測點前后三倍埋深距離內(nèi)應是一段 直管 )，在管道拐點、三通、變深點不應該讀數(shù)。如果峰零位置偏差較大，則認為地下有其他管線存在。 防腐層檢測系統(tǒng)及其應用 埋地管線防腐檢測技術 培訓教材 10 三 、 電磁法儀器的一般操作方法 、 管線定位 管線定位是指在地面上測定埋地管道的水平位置及深度，一般用于修正竣工圖、地下工程設計或地下開掘前要準確了解地下管線位置。 、 感應法掃描（盲掃定位） 當要調(diào)查某區(qū)域內(nèi)地下管線分布情況，且地表又缺少必要的連接點時，則需要用感應掃描 /盲掃方法進行檢測。 感應搜索法需要二人操作，其中一人手持發(fā)射機沿 管線的垂直方向慢慢移動，離開探測區(qū)域至少 15 步，第二人在此區(qū)域內(nèi)與發(fā)射機平行移動接收機 ，來捕捉由 發(fā)射機發(fā)射 到 管線上的信號。另一名操作者手持發(fā)射機，距接收機 15 步遠的地方，使發(fā)射機的箭頭方向指向接收機，與其平行移動。 沿管線其他可能的路徑重復進行搜索測量，在測量區(qū)域內(nèi)標記出所有管線。 、 感應零點定位 感應零點精確定位 (又稱壓制法 )的應用場合是：如果探測區(qū)域內(nèi)管線分布很密集，采用感應法正常施加信號 而又無法分辨管線時，利用這種方法可去掉其中的某一管線，從而加大 平行管線的間距，提高對同溝敷設管線的分辨能力。 感應零點精確定位法的過程如下： 1) 采用盲掃方法找到要檢測的幾根管線，如前面介紹。 3) 將接收 機放在要壓制的管線上方，然后慢慢左右移動發(fā)射機。 防腐層檢測系統(tǒng)及其應用 埋地管線防腐檢測技術 培訓教材 11 5) 當該點確定以后，發(fā)射機即將信號感應到鄰近的所有管線上，而先前發(fā)現(xiàn)并直接處于平躺的發(fā)射機正下方的管線除外。 7) 重復上述探測過程，使該管線稠密區(qū)所有管線得以確定。 、 管線的跟蹤識別 對某一特定的管道或電纜進行跟蹤時，常用跟蹤識別法對管線進行調(diào)查。 2) 采用直連法施加信號，合理選定供入點，盡量采用較低信號頻率。 4) 用峰值探測管線的位置和方向，用零值法進一步驗證管線位置，當峰 /零的定位基本重合時，說明跟蹤管線附近沒有其他管線干擾或干擾很 小。此時的峰值 /零值點均不能準確指示管線的位置。 5) 在復雜現(xiàn)場追蹤時，為了防止誤判或錯誤跟蹤，建議使用管中的電流強度 (CM)以及電流方向 (CD)測量法，以幫助識別目標管線。對于有三通管線，首先確定主管線路徑并做標記，再以一定間距讀取信號電流值，在出現(xiàn)電流衰減的管段，再探測支管出現(xiàn)的 位置。而對 管線進行 三通 檢測時 ，最可靠的方法是將發(fā)射機信號加在支管上，信號電流由支管流到主管線上，然后由三通點流向主管線的兩個方向傳導。 7) 對于管道拐彎的實際檢測的方法是：首先沿管線 的路由向前追蹤管線，當檢測到管線拐點處，沿剛剛追蹤管線的路由向前就檢測不到管線，在管道信號消失處，做半徑為 5 米的圓形搜索，可確定管線拐向何 方位的路由，而對管線深度及電流的測量，應在離拐點 5 步外才可得到精度高的數(shù)值。 (這些要求可以通過輕微轉(zhuǎn)動接收機，使面板上的顯示讀數(shù)達到最大值來達到 )，保持儀器穩(wěn)定按動測深鍵，當液晶顯示 DEP 之后，即會顯示深度數(shù)值。 、 45 度法測深 完成對管線定位后，記下管線中心點位，將接收機向一側傾斜 45 度，面板讀數(shù)將變小，保持傾斜狀態(tài)，并將儀器向外拉，讀數(shù)將會逐漸增大，過極大點后讀數(shù)又降低，信號極大點與中心點的距離，即是該處管道的實際埋深。 2) 沒有其他地下管線或地面金屬物件干擾 (用峰零值讀數(shù)方法檢驗，其差別小于 15cm)。 4) 使用 PDL/PXL 接收機時，注意檢測方式處在管線 (Line)而不是探頭 (Sonde)方式。 、直讀測深的深度校正 正確的直讀測深還需要將測深 結 果乘以一個 校正系數(shù) k?；蛘咄ㄟ^ 70％ 方法或 45度法與直讀測深方法對比計算出 k 值。此外，檢測信號的頻率也影響 k 的取值，一般檢測頻率越高， k的取值往往越小。在管道防腐檢測中，管道信號電流檢測更是一種重要測量，但必須是在正確對管線定位的基礎上進行，否則是很難正確測出信號電流強度。為了要讀取可靠的電流讀數(shù)，同樣需要注意上面測深中注意的事項，同時盡量在相同埋深的管段上進行，測出的數(shù)值會更有可比性。 2) 備相應的數(shù)據(jù)記錄本，或嘉信公司的掌上數(shù)據(jù)記錄設備，現(xiàn)場除必須逐點記錄距離 X 讀數(shù)及受測管線電流讀數(shù)外，應經(jīng)常記錄峰零值，埋深，拐彎位置及管道設施 (閘井，支管，閘井分水器等等 )。 3) 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。 2) 信號供 入點應當選擇在管道簡單、附近管道無接地點的位置上。 4) 檢查接地回路電阻，回路電阻應在數(shù)十歐姆至數(shù)百歐姆之間。 5) 試選發(fā)射頻率，測量 管道上所選頻率的干擾 程度 ，方法是先關上發(fā)射機，將接收機調(diào)至所選的頻率上，將增益調(diào)至最大 (RD400 為 100， RD4000 為 120)，檢查讀數(shù)大小。 6) 選定發(fā)射信號頻率后，用 接收機在地線上及兩側管道上觀測并記錄供入電流的 、定點、量距、讀取數(shù)據(jù) 可以用等距或不等距 的方式進行 測 量 ，當測量點 所 處地面有干擾物體或地下管道處于支管 、拐彎、 變深點時，應越過這些點進行測量。開始檢測時要記錄有關的管道信息數(shù)據(jù)，包括：管道名稱、管道類型、防腐層類別、管徑、管體壁厚、信號供入點、測量方向、測量日期、所用頻率、初始電流值等。如果工作中發(fā)現(xiàn)有異常的電流衰減，應該在兩 點間加密點距觀測，同時 在 電流變化較大的一段，查明是否存在 垂直方向支管或有 不正常的金屬搭接。 、 埋地鋼質(zhì) 管道防腐 評價 軟件： GDFFW xp 內(nèi)業(yè)整理大部分工作是在 GDFFW 軟件協(xié)助下完成的，因此必須先對該軟件有所熟悉。有關防腐軟件的使用方法，請參考GDFFW xp 的軟件使用說明書，或使用軟件的聯(lián)機幫助系統(tǒng)， GDFFW xp 軟件提供實時幫助，使用方法完全遵守微軟公司的應用規(guī)范。 A 型架需與接收機配合使用完成檢測過程： 需將 A 型架的兩個探針與大地良好接觸。 接收機面板上 還顯示 A 型架的兩個探針之間電位差的 毫安 分貝值 (dB)，該數(shù)值用來比較不同外防腐層故障檢測電流泄露的差異，以確定破損的嚴重程度。 、 操作步驟 基于用戶已經(jīng)對管線進行了電流梯度法測量，并依照檢測結果選出要進一步檢測的管段 ，再 使用 A 型架進 行漏點的精確定位 。 無論是否安裝 磁 靴， PCM 接收機都可以進行故障點定位。 PCM 接收機開機后，開始自檢并發(fā)出提示音，液晶顯示面板將標志置在附件插座位置。使用峰零值轉(zhuǎn)換 (Peak/