在DCVG檢測(cè)技術(shù)中,由于采用了不對(duì)稱信號(hào),可以判斷管道是否有電流流入或流出,因而可以判斷管道在防腐層破損點(diǎn)是否有腐蝕發(fā)生。這是其他管道缺陷檢測(cè)方法所不具備的特點(diǎn)。
在陰極保護(hù)正常工作條件下,使用DCVG確定破損位置后,在遠(yuǎn)離破損點(diǎn)的地方將DCVG的兩根探極緊挨著插人工中,將毫伏表的指針凋到中心零位,然后一根探極放在破損點(diǎn)在地表中心點(diǎn)上,另一根探極放在遠(yuǎn)處地點(diǎn),此時(shí)毫伏表納指針可能有4種指不情況,如圖6-3所示。
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在圖6—3所示的(c)和(d)兩種情況下可能有腐蝕發(fā)生。這4種情況可清楚地表明陰極保護(hù)的實(shí)際情況,所以埋地管道防腐層破損點(diǎn)是否有腐蝕發(fā)生與陰極保護(hù)有著密切的關(guān)系。在這4種情況中,最危險(xiǎn)的情況為在有無(wú)陰極保護(hù)的條件下管道都呈陽(yáng)極,這表明在此破損點(diǎn)沒(méi)有陰極保護(hù)電流流入,對(duì)管道沒(méi)有起到保護(hù)作用,在實(shí)際檢測(cè)中一旦發(fā)現(xiàn)這種情況就應(yīng)該對(duì)此破損點(diǎn)立即進(jìn)行開(kāi)挖、檢查和維修。
?、诂F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及分析 1999年11月使用英國(guó)PIM公司的DCVG測(cè)試儀在秦皇島輸油公司豐潤(rùn)一遷安段大約20 km的管道上進(jìn)行了檢測(cè),其目的是對(duì)DCVG技術(shù)在準(zhǔn)確確定破損點(diǎn)位置、評(píng)定破損等級(jí)以及預(yù)測(cè)破損點(diǎn)處管道的銹蝕情況等方面進(jìn)行考察。在此次檢測(cè)中,DCVG技術(shù)檢測(cè)出了幾十個(gè)缺陷點(diǎn),僅對(duì)其中的9個(gè)具有代表的點(diǎn)進(jìn)行了開(kāi)挖驗(yàn)證,其檢測(cè)結(jié)果如表6—1。
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序號(hào) | 位置 | DCVG檢測(cè)結(jié)果 | 開(kāi)挖檢查結(jié)果 |
1 | 148#樁后183m | 缺陷面積較大 | 下面是管道拐彎的水泥固定墩,未將管道底部挖出 |
2 | 148#樁后150m | 地面電場(chǎng)呈帶狀 | 無(wú)明顯漏鐵點(diǎn),右側(cè)有40cm×15cm的剝離 |
3 | 148#樁前250m | 缺陷面積較小 | 有2.5cm2和2cm2兩處破損,右側(cè)有20cm×20cm的剝離 |
4 | 151#樁后23m | 缺陷面積較小 | 多處破損,面積約為300cm2,管體下部涂層全部剝離 |
5 | 152#樁后197m | 缺陷面積較小 | 有一小漏點(diǎn),直徑0.5cm,周圍涂層部分剝離 |
6 | 152#樁后210m | 缺陷面積很大 | 有兩處漏鐵點(diǎn),分別為10cm×50cm和20cm×10cm |
7 | 156#樁前286m | 缺陷面積較大 | 左上方有15cm×15cm破損,右側(cè)下半邊剝離 |
8 | 156#樁前355m | 缺陷面積較大 | 管項(xiàng)部有5cm3破損,此處為補(bǔ)口處,管體下部為剝離 |
9 | 161#樁前230m | 缺陷面積較大 | 管項(xiàng)療有10cm2破損,管體下部為剝離 |
雖然只開(kāi)挖了9個(gè)點(diǎn),但從現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖的結(jié)果可以看出,DCVG技術(shù)在管道防腐層缺陷檢測(cè)中的誤檢率極低,可檢測(cè)出較小的破損點(diǎn),且缺陷定位精度在十幾厘米范圍內(nèi)。該方法預(yù)測(cè)峋破損點(diǎn)等級(jí)與被開(kāi)挖出的管道防腐層缺陷點(diǎn)的大小相符得很好。
在148#樁后150 m處,DCVG檢測(cè)出一缺陷點(diǎn),%IR不大,但該處管道地表電場(chǎng)分布呈帶狀如圖6-2(d)所示。因此判斷此處可能為管道防腐層老化失效。開(kāi)挖以后,發(fā)現(xiàn)此點(diǎn)雖無(wú)明顯的漏鐵點(diǎn),但涂層已老化,用手敲擊管體發(fā)現(xiàn)管體右側(cè)有空響,剝開(kāi)后有40 cm×15 cm的剝離,管體未發(fā)現(xiàn)腐蝕,由此可以看出,DCVG檢測(cè)技術(shù)通過(guò)地表電場(chǎng)的描述還可有效地區(qū)分缺陷點(diǎn)的性質(zhì)。DCVG技術(shù)在該段管道防腐層缺陷處的腐蝕判定中,未發(fā)現(xiàn)管道腐蝕現(xiàn)象,與實(shí)際開(kāi)挖點(diǎn)的情況基本相符。
?、跠CYG技術(shù)與Pearson技術(shù)的比較 Pearson技術(shù)是40多年前就有的埋地管道涂層缺陷檢測(cè)方法,我國(guó)應(yīng)用該技術(shù)研制的檢測(cè)儀器稱為檢漏儀,是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用員為廣泛的檢測(cè)儀器之一。DCVG技術(shù)與Pearson技術(shù)采用不同的信號(hào)施加在管道上,DCVG技術(shù)采用的是直流信號(hào),而Pearson技術(shù)采用的是交流信號(hào)。
a.1998年4月在北京輸油公司石樓泵站石化二線近300 m長(zhǎng)的管道上使用DCVG與Pearson進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。石化二線與另一管道并行相距60 m遠(yuǎn),而且有均壓線相連。在此次柱測(cè)過(guò)程中,Pearson檢測(cè)僅發(fā)現(xiàn)一處缺陷,其位置為140 m處,開(kāi)挖后未發(fā)現(xiàn)任何缺陷,可能是干擾引起的信號(hào)改變而誤認(rèn)為是涂層缺陷。DCVG檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6—2。
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序號(hào) | 缺陷位置/m | 電位差(1m)/mV | 開(kāi)挖情況 |
1 | 72 | 200 | 未開(kāi)挖 |
2 | 118 | 45 | 未開(kāi)挖 |
3 | 130 | 25 | 未開(kāi)挖 |
4 | 154 | 2 | 未開(kāi)挖 |
5 | 166 | 10 | 管道頂部2cm2破損 |
6 | 179 | 20 | 未開(kāi)挖 |
7 | 189 | 040 | 未開(kāi)挖 |
8 | 200 | 30 | 未開(kāi)挖 |
8 | 225.5 | 40 | 未開(kāi)挖 |
10 | 237 | 30 | 未開(kāi)挖 |
11 | 261.4 | 750 | 管道底部防腐涂層老化剝離,破損超過(guò)40cm2 |
通過(guò)對(duì)比測(cè)試,使用DCVG共檢測(cè)出11個(gè)缺陷點(diǎn),開(kāi)挖其中的兩個(gè)點(diǎn),開(kāi)挖結(jié)果與檢測(cè)結(jié)果完全相符。而Pearson檢測(cè)技術(shù)未檢測(cè)出此11個(gè)點(diǎn),檢測(cè)出的一個(gè)點(diǎn)是誤檢點(diǎn)。由此可以看出,DCVG技術(shù)檢測(cè)缺陷的準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Pearson技術(shù),抗干擾能力較強(qiáng),平行管道可以無(wú)需分離地進(jìn)行單根檢測(cè),而且操作者只需稍加培訓(xùn)就可測(cè)出精確結(jié)果。
從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的結(jié)果以及實(shí)際應(yīng)用的情況來(lái)看,Pearson檢測(cè)技術(shù)與操作者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系,該技術(shù)不能評(píng)定破損點(diǎn)的等級(jí),不能預(yù)測(cè)破損點(diǎn)的腐蝕程度,抗干擾能力較差。
b.通過(guò)在秦皇島輸油公司所屬管道進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和開(kāi)挖驗(yàn)證,對(duì)DCVG技術(shù)在準(zhǔn)確確定破損點(diǎn)位置、評(píng)定破損等級(jí)以及預(yù)測(cè)破損點(diǎn)處管道的銹蝕情況等方面進(jìn)行了考察。實(shí)踐證明,DCVG技術(shù)是最準(zhǔn)確的埋地管道涂層破損定位方法(±15 cm)。這種方法使用起來(lái)非常方便,操作者只需稍加培訓(xùn)就可測(cè)出精確結(jié)果。該儀器能夠測(cè)量穿過(guò)溝、河流、灌木叢等復(fù)雜地理環(huán)境酌埋地管道。測(cè)量時(shí),只需一個(gè)人單獨(dú)進(jìn)行檢測(cè),另一個(gè)人記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)和標(biāo)定破損點(diǎn)位置。這項(xiàng)技術(shù)可檢測(cè)出面積較小的破損點(diǎn)或間距較近的大破損點(diǎn),平行管道可以無(wú)需分離地進(jìn)行單根檢測(cè)。在有嚴(yán)重的交直流源干擾的地區(qū),這種檢測(cè)方法仍可有效使用。這項(xiàng)技術(shù)可與土壤電阻率等其他管道防腐蝕檢測(cè)方法一起進(jìn)行測(cè)量,可以用于管道防腐蝕系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。
由于DCVG技術(shù)在對(duì)管道防腐層破損點(diǎn)定位以及描述破損點(diǎn)特征時(shí),需往復(fù)測(cè)試,測(cè)量過(guò)程較為繁瑣,因而無(wú)法自動(dòng)記錄數(shù)據(jù),只能人工記錄。另外,這項(xiàng)技術(shù)不能直接給出礅損點(diǎn)處的管地電位,而是利用其他值進(jìn)行計(jì)算得出,難免與實(shí)際情況有偏差:為了避免誤差,研制智能化的DCVG測(cè)試儀,通過(guò)一根與測(cè)試樁相連的電纜可準(zhǔn)確地測(cè)出破損點(diǎn)處管地電位,可以精確地判斷破損點(diǎn)面積的大小。目前,DCVG技術(shù)也可以通過(guò)結(jié)合“密間隔電位測(cè)試,(CIPS)技術(shù)以提高其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。CIPS技術(shù)可真實(shí)地記錄管道沿線的管地電位,可對(duì)管道防腐層和陰極保護(hù)效果進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。具體操作上,首先使用CIPS技術(shù)對(duì)管道進(jìn)行總體檢測(cè),根據(jù)CIPS的檢測(cè)結(jié)果對(duì)管道的保護(hù)狀況進(jìn)行初步評(píng)價(jià),根據(jù)這個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果,對(duì)存在缺陷的管段,再使用DCVG技術(shù)進(jìn)行精確定位,缺陷嚴(yán)重程度用%IR值來(lái)評(píng)價(jià)分級(jí),可得到更為準(zhǔn)確的埋地管道防腐蝕系統(tǒng)狀況的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果,為管道維護(hù)和大修提供更為準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)依據(jù)。
(3)埋地管道地探儀檢測(cè)技術(shù)。地探儀采用多頻管中電流法,在不影響管道正常運(yùn)行及不開(kāi)挖情況下,可以對(duì)埋地鋼質(zhì)管道埋設(shè)位置、
埋深及防腐層狀況,尤其是防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行精確定位,便于及時(shí)修補(bǔ)。用長(zhǎng)輸管道地探儀對(duì)34.8km埋地管道進(jìn)行檢測(cè),地面檢測(cè)結(jié)果通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖的事實(shí)證明,對(duì)該管道定位基本無(wú)偏差,深度測(cè)量誤差小于深度的5%,檢測(cè)露鐵點(diǎn)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖,準(zhǔn)確率100%?,F(xiàn)用的地探儀是英國(guó)某公司生產(chǎn)的長(zhǎng)輸管道地探儀,具有超大功率發(fā)射機(jī)(150W),超低頻4Hz的檢測(cè)頻率,可準(zhǔn)確地判定目標(biāo)管道位置、走向、管道埋地深度、管道防腐層破損點(diǎn)的準(zhǔn)確位置,定性顯示外防腐層破壞面積大小。
?、賴?guó)外埋地管道楦測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀 目前,各國(guó)管道公司都已認(rèn)識(shí)到,即使管道運(yùn)行已達(dá)到了設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),管道酌腐蝕、老化仍是不可避免的。因此,管道工業(yè)發(fā)達(dá)的美國(guó)、加拿大、西歐各國(guó)相繼開(kāi)發(fā)各種管道儉測(cè)技術(shù),用于指導(dǎo)埋地管道的管理、維護(hù)、大修,幾種主要檢測(cè)技術(shù)的詳細(xì)情況見(jiàn)表6—3。