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項(xiàng)目 | 內(nèi)檢測技術(shù) | 外檢測技術(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) | 近間距對地電位測量(CLPS) | 瞬變電磁法(TEM) | |
功能 | 檢測管道內(nèi)防腐 | 檢測管道內(nèi)防腐 | 檢測管道走向,埋深,防腐層絕緣性能 | 探測施加了陰極保護(hù)的管道防腐層破損點(diǎn) | 檢測陰極保護(hù)效果和防腐層失效范圍 | 檢測金屬管體的腐蝕程度 |
優(yōu)點(diǎn) | 檢測準(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準(zhǔn)確率較高 | 清除了干擾,測量準(zhǔn)確率較高 | 檢測速度快配合DCVG重點(diǎn)定位檢測 | 發(fā)現(xiàn)某段管體腐蝕的準(zhǔn)確率很高 |
缺點(diǎn) | 檢測綱高要清除管壁蠟 | 準(zhǔn)確性略低于CU/S法檢測軸向裂縫有困難 | 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) |
國內(nèi)應(yīng)用情況 | MFL更適合我國原油含蠟高的特點(diǎn),管道局已進(jìn)口3臺(tái) | 在國內(nèi)得到初步應(yīng)用 | 處于探索階段 |
?、诠艿劳夥栏瘜訙y試原理 管道外防腐層測試采用多頻管中電流法、簡稱管中電流法,主要用來檢測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)向待測管發(fā)射特定頻率達(dá)激勵(lì)信號自發(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)測點(diǎn)至發(fā)射點(diǎn)距離,m;
a——與管徑、防腐絕緣層電阻、信號頻率、管材、輸送介質(zhì)等有關(guān)的參數(shù)。
電流信號強(qiáng)度將按照與傳輸距離、管道電導(dǎo)率信號頻率等參數(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管中激勵(lì)信號的強(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)致電流信號泄漏,出現(xiàn)電流的異常衰減段。對于同一條管道,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探測儀對大慶管道總長113.7km進(jìn)行外防腐層的測試。
a.檢測參數(shù)的確定 選用PCM型探測儀,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)按觀測要求調(diào)整激勵(lì)電流的大小。檢測間距確定為50m較為準(zhǔn)確。激勵(lì)電流大小的調(diào)整,觀測操作員在沿被測管道進(jìn)行電流梯度檢測時(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)的檢測示意見圖6—4。
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b.檢測數(shù)據(jù)的處理方法 利用檢測信號損失率(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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dB值遞減率/dB·km-1 | 防腐層局部缺陷類型 | 說明 |
30 | 正常 | 無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)量評價(jià)確定,見表6-5。
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防腐層等級 | 一級(優(yōu)) | 二級(良) | 三級(一般) | 四級(差) | 五級(劣) |
檢測信號破損率/dB·km-1 | <20 | 20~30 | 30~40 | 40~50 | >50 |
絕緣電阻/kΩ·m2 | >10 | 5~10 | 3~5 | 1~3 | <1 |
老化程度及表現(xiàn) | 基本無老化 | 老化輕微無剝離和破壞 | 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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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 | 檢測補(bǔ)強(qiáng) | 1~3 |
穩(wěn)定期 | 整體質(zhì)量較好 | 定期檢測 | 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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管道外防腐層壽命周期 | 平均dB值遞減率/dB·km-1 | 一級/% | 二級/% | 三級/% | 四級/% | 五級/% |
初建期 | <10 | >85 | <5 | <5 | <5 | <5 |
穩(wěn)定期 | 10~20 | 85~75 | <10 | <10 | <5 | <5 |
發(fā)展期 | 20~30 | 75~65 | >5 | >5 | >10 | >10 |
老化期 | 30~40 | 65~55 | >10 | >10 | >20 | >20 |
失效期 | >40 | <55 | >15 | >15 | >30 | >30 |
PCM探測儀適用范圍的確定。
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,如凍土條件。
大慶油田用PCM探測儀對113.7 km的檢測,選取的管道分類情況,見表6—8。
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分類/a | 10 | 10~15 | 15~20 | >20 | 合計(jì) |
長度/km | 46.46 | 16.54 | 17.0 | 23.7 | 113.7 |
由上表可知五級占48%,四級占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)際情況與檢測基本吻合,采取大修措施。
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