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管道防腐層決陷檢測(cè)技術(shù)

  
評(píng)論: 更新日期:2016年04月21日


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表6-3 國(guó)外埋地管道檢測(cè)技術(shù)
項(xiàng)目內(nèi)檢測(cè)技術(shù)外檢測(cè)技術(shù)
智能清管器超聲波法(CU/S)智能清管器漏磁法(MFL)管中電流法(PCM)電位梯度法(PCVG)近間距對(duì)地電位測(cè)量(CLPS)瞬變電磁法(TEM)
功能檢測(cè)管道內(nèi)防腐檢測(cè)管道內(nèi)防腐檢測(cè)管道走向,埋深,防腐層絕緣性能探測(cè)施加了陰極保護(hù)的管道防腐層破損點(diǎn)檢測(cè)陰極保護(hù)效果和防腐層失效范圍檢測(cè)金屬管體的腐蝕程度
優(yōu)點(diǎn)檢測(cè)準(zhǔn)確度高,不受環(huán)境因素干擾準(zhǔn)確性較高,清蠟要求不高功能多單根管道檢測(cè)準(zhǔn)確率較高清除了干擾,測(cè)量準(zhǔn)確率較高檢測(cè)速度快配合DCVG重點(diǎn)定位檢測(cè)發(fā)現(xiàn)某段管體腐蝕的準(zhǔn)確率很高
缺點(diǎn)檢測(cè)綱高要清除管壁蠟準(zhǔn)確性略低于CU/S法檢測(cè)軸向裂縫有困難有干擾或土壤電阻率高時(shí)準(zhǔn)確度低土壤電阻率高時(shí)測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定準(zhǔn)確度不高許多小腐蝕點(diǎn)難以發(fā)現(xiàn)
國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況MFL更適合我國(guó)原油含蠟高的特點(diǎn),管道局已進(jìn)口3臺(tái)在國(guó)內(nèi)得到初步應(yīng)用處于探索階段


  ②管道外防腐層測(cè)試原理 管道外防腐層測(cè)試采用多頻管中電流法、簡(jiǎn)稱管中電流法,主要用來(lái)檢測(cè)防腐層破損及防腐絕緣層性能。電流梯度法是用發(fā)射機(jī)向待測(cè)管發(fā)射特定頻率達(dá)激勵(lì)信號(hào)自發(fā)射點(diǎn)開始將沿管通向兩側(cè)傳輸,將管中電流看做線電流,那么,激勵(lì)信號(hào)在管道中傳輸時(shí)
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 式中 Ioe——發(fā)射點(diǎn)處管中電流強(qiáng)度,mA;
    I——管中任意點(diǎn)電流強(qiáng)度,mA;
    x——現(xiàn)測(cè)點(diǎn)至發(fā)射點(diǎn)距離,m;
    a——與管徑、防腐絕緣層電阻、信號(hào)頻率、管材、輸送介質(zhì)等有關(guān)的參數(shù)。
  電流信號(hào)強(qiáng)度將按照與傳輸距離、管道電導(dǎo)率信號(hào)頻率等參數(shù)有關(guān)的特定函數(shù)進(jìn)行衰減。用接收機(jī)在管道上方按一定間距觀測(cè)管中激勵(lì)信號(hào)的強(qiáng)度,并檢查激勵(lì)電流是否按正常規(guī)律衰減。當(dāng)管道防腐層性能均勻時(shí),管中電流對(duì)數(shù)值與距離(x)成線形關(guān)系,其斜率值(即電流衰減律)取決于絕緣層的絕緣電阻,評(píng)價(jià)防腐絕緣層的絕緣質(zhì)量。若電流異常衰減,該段有電流泄漏點(diǎn),防腐層的絕緣性能下降以致破損的部位,從而導(dǎo)致電流信號(hào)泄漏,出現(xiàn)電流的異常衰減段。對(duì)于同一條管道,電流衰減率越小,防腐層絕緣性越好;反之,防腐層絕緣性越差。
 ?、酃苤须娏鞣ǖ拈_發(fā)應(yīng)用 采用PCM探測(cè)儀對(duì)大慶管道總長(zhǎng)113.7km進(jìn)行外防腐層的測(cè)試。
  a.檢測(cè)參數(shù)的確定 選用PCM型探測(cè)儀,使用24V蓄電池作為激勵(lì)電源,發(fā)射機(jī)輸出功率為150W;低頻交流信號(hào)的工作頻率確定為128Hz,初始電流可達(dá)1 A左右,此后,發(fā)射操作應(yīng)按觀測(cè)要求調(diào)整激勵(lì)電流的大小。檢測(cè)間距確定為50m較為準(zhǔn)確。激勵(lì)電流大小的調(diào)整,觀測(cè)操作員在沿被測(cè)管道進(jìn)行電流梯度檢測(cè)時(shí),讀數(shù)時(shí)分貝讀數(shù)要求大于20 dB,但不超過80 dB,磁場(chǎng)讀數(shù)在30~70之間,視作電流,以mA為單位,當(dāng)讀數(shù)過小時(shí)增大激勵(lì)電流,必要時(shí)移動(dòng)發(fā)射位置;視深度讀至dm(0.1 m)。 該系統(tǒng)的檢測(cè)示意見圖6—4。
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  b.檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法 利用檢測(cè)信號(hào)損失率(dB/km),初判定防腐層局部缺陷類型(50m間距的dB值遞減率)見表6—4。
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表6-4 利用dB值遞減率初步判定防腐層局部決陷類型
dB值遞減率/dB·km-1防腐層局部缺陷類型說(shuō)明
30正常無(wú)明顯防腐層局部缺陷
60~110局部防腐層破損?
300~500嚴(yán)重破損或管道搭接存在交叉管道


  防腐層失效程度由防腐層整體質(zhì)量評(píng)價(jià)確定,見表6-5。
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表6-5 防腐層整體質(zhì)量評(píng)價(jià)方法
防腐層等級(jí)一級(jí)(優(yōu))二級(jí)(良)三級(jí)(一般)四級(jí)(差)五級(jí)(劣)
檢測(cè)信號(hào)破損率/dB·km-1<2020~3030~4040~50>50
絕緣電阻/kΩ·m2>105~103~51~3<1
老化程度及表現(xiàn)基本無(wú)老化老化輕微無(wú)剝離和破壞老化較輕基完整老化嚴(yán)重有剝離和較嚴(yán)重的吸水現(xiàn)象老化和剝離嚴(yán)重


  外防腐層狀況與運(yùn)行周期及維護(hù)措施見表6-6。
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表6-6 外防腐層狀況與運(yùn)行周期
管道外防腐層壽命周期防腐層特征維護(hù)措施輸油管道瀝青防腐層運(yùn)行周期特征/a
初建期整體質(zhì)量較好,但存在因施工,預(yù)制過程中產(chǎn)生的防腐層局部缺陷檢測(cè)補(bǔ)強(qiáng)1~3
穩(wěn)定期整體質(zhì)量較好定期檢測(cè)3~10
發(fā)展期整體質(zhì)量開始下降出現(xiàn)瓣的防腐層局部缺陷加強(qiáng)檢測(cè)補(bǔ)漏10~15
老化期整體質(zhì)量下降較憶部分管段需要更換加強(qiáng)檢測(cè)大修15~20
失效期防腐層失去保護(hù)能力,更換工作量逐年加大,部分地段管體開始腐蝕更換>20

  根據(jù)dB值遞減率(dB/km)判斷管道外防腐層壽命周期見表6-7。
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表6-7 管道外防腐層壽命周期的判斷
管道外防腐層壽命周期平均dB值遞減率/dB·km-1一級(jí)/%二級(jí)/%三級(jí)/%四級(jí)/%五級(jí)/%
初建期<10>85<5<5<5<5
穩(wěn)定期10~2085~75<10<10<5<5
發(fā)展期20~3075~65>5>5>10>10
老化期30~4065~55>10>10>20>20
失效期>40<55>15>15>30>30


  PCM探測(cè)儀適用范圍的確定。
  管中電流法可用于石油瀝青防腐管道,瀝青珍珠巖防腐保溫管及泡沫塑料夾克防腐保溫管道。
  不適用于高電阻率土壤介質(zhì)中的埋地鋼質(zhì)管道外防腐層檢測(cè),如凍土條件。
  大慶油田用PCM探測(cè)儀對(duì)113.7 km的檢測(cè),選取的管道分類情況,見表6—8。
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表6-8 按運(yùn)行年限分類的選線結(jié)果
分類/a1010~1515~20>20合計(jì)
長(zhǎng)度/km46.4616.5417.023.7113.7


  由上表可知五級(jí)占48%,四級(jí)占23%,兩者之和超過70%。管道總體性能差,有針孔,龜裂現(xiàn)象。管道埋設(shè)已 10多年,地處低洼地帶,常年泡在水中,加速管道防腐層的損壞、老化、降低了防腐層的性能。經(jīng)開挖驗(yàn)證,實(shí)際情況與檢測(cè)基本吻合,采取大修措施。
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