徐 薇，吳智海

（吐魯番市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)所，新疆吐魯番 838000）

研究方向：為達(dá)到對(duì)管道狀況有全面準(zhǔn)確的了解，防止管道事故的發(fā)生，管道檢測(cè)可分為管道外檢測(cè)和管道內(nèi)檢測(cè)，檢測(cè)設(shè)備放在管道外部來對(duì)相關(guān)的管道情況進(jìn)行了解的為管道外檢測(cè)，如對(duì)管道的防腐層和地下埋深狀況的探測(cè)。

進(jìn)展情況：各國政府處于安全與環(huán)境等方面的綜合考量，愈加重視管道內(nèi)檢測(cè)，尤其是管道發(fā)達(dá)的西方國家，在20世紀(jì)50年代就開始采用漏磁檢測(cè)器對(duì)管道實(shí)施了內(nèi)檢測(cè)。由于管道安全具有特殊的重要性，我國也陸續(xù)從國外引進(jìn)一些先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備，但是相比于發(fā)達(dá)國家，依然存在一定的差距。我國管道檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備依然處于發(fā)展階段。存在問題：①在檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備的科研水平與世界先進(jìn)水平有一定差距。②管道經(jīng)營(yíng)管理者對(duì)管道檢測(cè)的重要性認(rèn)識(shí)不足。

選題的意義：利用漏磁檢測(cè)技術(shù)對(duì)管道實(shí)施了內(nèi)檢測(cè)，對(duì)管道的狀況進(jìn)行有效地掌握，并且及時(shí)了解管道腐蝕的規(guī)律，以便能對(duì)管道未來狀況進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，并制定有效的應(yīng)對(duì)措施，防止發(fā)生安全事故。

1 工程概況

受某某縣某某燃?xì)夤镜奈?，某某地區(qū)某某檢驗(yàn)所對(duì)其天然氣管道進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)對(duì)這部分管道進(jìn)行評(píng)估。本次檢測(cè)工作于 2010-4-22日至2010-4-26日進(jìn)行。

2 檢測(cè)技術(shù)依據(jù)及探測(cè)要求

2.1 工程檢測(cè)執(zhí)行的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)

（1）《鋼質(zhì)管線及儲(chǔ)罐防腐與保護(hù)調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)》（SY/T0087-2010）

（2）《埋地鋼質(zhì)管道防腐層大修理技術(shù)規(guī)定》（SY/T5918）

（3）《地下管道防腐層破損地面檢測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》

（4）《埋地鋼質(zhì)管道防腐層絕緣電阻率現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量技術(shù)規(guī)定》（SY/T6063-2010）

2.2 檢測(cè)范圍

根據(jù)合同范圍內(nèi)的防腐層狀況檢驗(yàn)，并對(duì)管道進(jìn)行評(píng)估。

（1）使用管道防腐層絕緣電阻測(cè)量?jī)x測(cè)試防腐層的絕緣電阻率。

（2）在非開挖前提下，利用埋地管道外防腐層狀況檢測(cè)儀測(cè)量防腐的漏點(diǎn)，確定挖坑檢測(cè)點(diǎn)。

（3）對(duì)于埋地管道用氣體檢漏儀進(jìn)行天然氣泄漏檢測(cè)。

（4）對(duì)管道的壁厚進(jìn)行超聲波檢測(cè)。

2.3 檢測(cè)要求

地下管道防腐層破損地面檢測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 地下管道防腐層破損地面檢測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

SY/T0087-2010《鋼質(zhì)管線及儲(chǔ)罐防腐與保護(hù)調(diào)查方法標(biāo)準(zhǔn)》和SY/T5918《埋地鋼質(zhì)管道防腐層大修理技術(shù)規(guī)定》標(biāo)準(zhǔn)：

表2 SY/T0087與SY/T5918標(biāo)準(zhǔn)要求

3 檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)述

本次檢測(cè)主要是對(duì)合同范圍內(nèi)的管道進(jìn)行防腐層絕緣電阻的評(píng)估，對(duì)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的地下管道防腐層缺陷檢測(cè)進(jìn)行定位，同時(shí)用氣體檢漏儀進(jìn)行氣體泄漏檢測(cè)，對(duì)管道壁厚進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)。

3.1 防腐層絕緣電阻的測(cè)量

防腐層的單位面積絕緣層電阻是絕緣電阻（率），絕緣層漏敷的數(shù)目和大小決定電阻的大小，可以通過電阻（率）對(duì)防腐層的質(zhì)量進(jìn)行反映。如果可以對(duì)防腐層絕緣層電阻進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量，便可以對(duì)埋地管道防腐層質(zhì)量情況進(jìn)行反映。對(duì)地下管道防腐層絕緣電阻的評(píng)估采用變頻選頻法，原理是向地下管道施加一定頻率的電磁信號(hào)，將信號(hào)的衰耗程度通過儀器收集，將得到的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，就能準(zhǔn)確計(jì)算出管道防腐層絕緣電阻值，從而對(duì)管道的防腐層進(jìn)行定量的分析。

3.1.1 探管原理

將特定的高頻調(diào)制電磁波信號(hào)發(fā)射到地下管道，這時(shí)地下管線就可以帶電，并產(chǎn)生電磁場(chǎng)，在地表探測(cè)時(shí)，接收機(jī)可以接收到交變磁場(chǎng)的分布，在對(duì)地下管道的位置與走向等進(jìn)行確定時(shí)，可以通過數(shù)據(jù)變化規(guī)律確定。

3.1.2 探管方法

3.1.2.1 定位方法

（1）極大值法：該方法就是對(duì)磁場(chǎng)水平分量的測(cè)量，這時(shí)便可以在目標(biāo)管線正上方呈現(xiàn)極大值（見圖1）。

圖1 極大值法示意圖

（2）極小值法。該方法就是對(duì)磁場(chǎng)的垂直分量進(jìn)行測(cè)量，在目標(biāo)管線正上方呈現(xiàn)極小值或零值（見圖3.2）。

圖2 極小值法示意圖

上面說的兩種方法，在實(shí)際應(yīng)用中效果比較明顯。極大值法在信號(hào)響應(yīng)幅度上，呈現(xiàn)出大且寬的特征，目標(biāo)容易被發(fā)現(xiàn)；極小值法的信號(hào)主要集中在目標(biāo)附近，具有較高的定位精度。因此在對(duì)位置進(jìn)行確定時(shí)，首先使用極大值法確定大概范圍，然后使用極小值法進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。

3.1.2.2 管線位置、走向的探測(cè)

打開探管儀，拉伸探桿，保持長(zhǎng)度為最佳長(zhǎng)度，對(duì)螺桿進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋緊。確定中心為發(fā)射機(jī)，半徑為20～30m，通過環(huán)形探測(cè)（極大值法或極小值），讓探管儀可以對(duì)最大或最小信號(hào)進(jìn)行接收，然后確定管線位置。通過峰值法在管線的位置處對(duì)探頭進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過角度對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行確定，則與探頭垂直的方向即為管線的走向。然后沿管線走向作“S”形向前探測(cè)管線。

3.1.2.3 測(cè)深方法

常用的管線測(cè)深方法有45°法、80%法和極值法。

45°法測(cè)深。在確定管線位置時(shí)，利用最大值法找到位置A，標(biāo)記后對(duì)探頭的角度進(jìn)行調(diào)整，讓探桿保持45°角，這時(shí)將探頭沿垂直管線方向一側(cè)移動(dòng)，對(duì)信號(hào)最小的位置B進(jìn)行確定，由圖3可知，管道中心為O，這樣△ABO為一等腰垂直三角形，所以AB=AO，即為埋土深度。

圖3 45°法測(cè)深原理示意圖

3.1.3 管道防腐層缺陷的檢測(cè)

3.1.3.1 檢漏原理

將特定的電磁波信號(hào)利用發(fā)射機(jī)向地下管道發(fā)射，當(dāng)在地下的管道防腐層有破壞點(diǎn)時(shí)，就會(huì)與大地形成回路，并開始向地面輻射，信號(hào)最強(qiáng)的點(diǎn)便在破損點(diǎn)正上，通過這樣的方式確定破損點(diǎn)。

3.1.3.2 檢漏方法檢漏方法，采用“人體電容”法。它是用人體做檢測(cè)儀的感應(yīng)元件沿管道走向檢測(cè)。

3.2 管道外防腐層破損點(diǎn)撿漏

3.2.1 檢漏原理

發(fā)射機(jī)向地下管道發(fā)送特定的電磁波信號(hào)，在地下管道防腐層破損點(diǎn)處與大地形成回路，并向地面輻射，在破損點(diǎn)正上方輻射信號(hào)最強(qiáng)，根據(jù)這一原理找出管道防腐層的破損點(diǎn)（見圖4）。

圖4 防腐層破損點(diǎn)檢測(cè)原理圖

3.2.2 檢漏方法

檢漏方法，采用“人體電容”法。它是用人體做檢測(cè)儀的感應(yīng)元件沿管道走向檢測(cè)。

需要檢測(cè)人員2名，將金屬手表戴好，在表帶上戴上檢測(cè)線夾，2名檢測(cè)人員需要保持3m的距離，并且兩人成橫向，其中一個(gè)人需要在管線的正上方。檢測(cè)人員開始對(duì)靈敏度和增益大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后將檢測(cè)儀的靜態(tài)信號(hào)控制在合理范圍內(nèi)，一般為0～50mV。，2名檢測(cè)人員在行走期間，對(duì)信號(hào)和音響的變化進(jìn)行檢測(cè)，如果都比較小，這就說明防腐層并沒有損壞，如果聲音較大，這時(shí)就說明有破損，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次（見圖5）。如果對(duì)所測(cè)漏點(diǎn)有疑問，可采用減小增益返回進(jìn)行驗(yàn)證。

圖5 “人體電容法”防腐檢測(cè)示意圖

3.2.3 漏點(diǎn)大小的確定

理想狀況下，根據(jù)檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)弱，選擇不同的波段測(cè)出漏點(diǎn)處的電流，通過漏電電流大小來確定漏點(diǎn)的大小，漏點(diǎn)電流越大，漏點(diǎn)越大（見圖6）。

圖6 電磁場(chǎng)信號(hào)的地面形態(tài)與破損點(diǎn)關(guān)系示意圖

3.2.4 漏點(diǎn)個(gè)數(shù)的測(cè)定方法

當(dāng)漏點(diǎn)異常被檢測(cè)儀檢測(cè)到后，脈沖信號(hào)會(huì)在儀器內(nèi)產(chǎn)生，對(duì)所測(cè)管線的漏點(diǎn)總數(shù)可以通過計(jì)數(shù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.2.4.1 漏點(diǎn)處的電輻射分布

當(dāng)?shù)叵鹿芫€被加入交變電流信號(hào)后，若在管道存在防腐層破損，該信號(hào)電流就會(huì)在破損處泄漏入大地，由于IR降的存在，在地底下的等電位分布是在以破損點(diǎn)正上方為中心呈平面圓形分布，其周圍電位分布呈等距離等電位，若兩名檢測(cè)人員站在離中心點(diǎn)等距離位置，接收機(jī)示值為零，即稱為等距離回零法，這種電位用萬用表也可以測(cè)到（見圖7～圖8）。

圖7 破損點(diǎn)電位梯度立面分布圖

圖8 地表等電位梯度平面分布圖

3.2.4.2 檢測(cè)儀的使用及漏點(diǎn)的確定驗(yàn)證

（1）縱向法復(fù)測(cè)。采用縱向法檢測(cè)，前面的人探測(cè)管位，后面的人檢漏，當(dāng)前面的人走到破損點(diǎn)時(shí)示值出現(xiàn)由小到大、又由大到小的變化過程，后面的人走到該處時(shí)，示值有同樣的反應(yīng)，就可初步確定示值最大點(diǎn)即為破損點(diǎn)（見圖9）。

圖9 縱向法示意圖

（2）等距回零法：在驗(yàn)證時(shí)使用等距回零法，就是將中心確定為漏點(diǎn)，2名檢測(cè)人員對(duì)于漏點(diǎn)的位置相等時(shí)，這時(shí)就發(fā)現(xiàn)在檢漏儀上的數(shù)值為0，這時(shí)定位則是準(zhǔn)確的。而這個(gè)特征是點(diǎn)狀破損特有的。如果兩名檢測(cè)人員距漏點(diǎn)中心等距離，但是顯示值不能回0，就說明有連續(xù)的，大小不一致的破損點(diǎn)存在，且也有可能是小漏點(diǎn)?；蛘哂羞B續(xù)大小不等的破損點(diǎn)。

（3）平行走向移動(dòng)電位法采用此法驗(yàn)證時(shí)，一人持接收機(jī)在管線一側(cè)4～6m距離，沿管道正上方與管線走向作平行移動(dòng)，示值出現(xiàn)由小到大、由大到小的變化時(shí)，最大點(diǎn)就是防腐層破損點(diǎn)，即漏點(diǎn)。

更大漏點(diǎn)的二次測(cè)量：當(dāng)存在特大漏點(diǎn)，顯示值為1，這時(shí)就要進(jìn)行2次以上的測(cè)量，漏點(diǎn)實(shí)際測(cè)量值確定為疊加值，以漏點(diǎn)中心，在漏點(diǎn)附近有1名檢測(cè)人員時(shí)，示值已達(dá)到1 000mV，然后在距離漏點(diǎn)中心等半徑距離的位置，另一名檢測(cè)人員進(jìn)行移動(dòng)，示值在電位梯度圈時(shí)為0，并且就移動(dòng)到中心點(diǎn)，示值又會(huì)變大，將兩次或多次所測(cè)的示值相加就是該漏點(diǎn)的實(shí)際信號(hào)值。

3.2.4.3 漏點(diǎn)的開挖驗(yàn)證法

在確定泄漏點(diǎn)后，需要反復(fù)的驗(yàn)證才可開挖，當(dāng)破損在末端被挖到后，需要將管道挖到1m以上長(zhǎng)度，懸空20m，這樣便可以將漏點(diǎn)的位置找到，如果沒有發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，管道底部也有可能存在，也有可能是肉眼無法發(fā)現(xiàn)太小的漏點(diǎn)將原來挖的鐘形坑擴(kuò)開成長(zhǎng)方體坑，開挖過程中，管道處于懸空狀態(tài)，地面上就檢測(cè)不到泄漏電流，如果電流還能在地面上測(cè)到，說明定位點(diǎn)與開挖點(diǎn)不一致，在開挖坑的兩邊電位會(huì)不相等，可向電位高的那一邊繼續(xù)挖，便可挖到漏點(diǎn)。如果不能直接看到漏點(diǎn)，可用下面方法再進(jìn)行驗(yàn)證：

（1）高壓電火花檢測(cè)法。利用電火花檢漏儀的毛刷探頭，在已被挖掘的管道表面平刷，當(dāng)高壓探極經(jīng)過微小的破損點(diǎn)時(shí)，就會(huì)發(fā)生高壓擊穿，產(chǎn)生電火花放電，并同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，此法很容易找出極小漏點(diǎn)。當(dāng)在城市燃?xì)夤艿罊z漏時(shí)，絕對(duì)不能用高壓電火花檢驗(yàn)法，以防泄漏燃?xì)膺_(dá)到爆炸極限，引起爆炸。在成品油輸油管道也要注意。

（2）濕布手工觸摸法。用一濕布或濕海綿，將挖掘的管段濕潤(rùn)，然后檢測(cè)人員將檢漏金屬線金屬魚夾與人體電性相連，再用手沿管線觸摸，摸到破損處時(shí)，儀器示值音響均會(huì)變大，再用放大鏡放大，以便觀察。

（3）鏡面反照法。在破損點(diǎn)位于管道底部，人眼不能直接觀察時(shí)，可用一面較大的鏡子，再用放大鏡放大，以便觀察。

（4）地表電位再測(cè)法。采取了上述三種方法仍不能找到破損點(diǎn)時(shí)，說明漏點(diǎn)定偏或開挖人員挖偏，在此種情況下地表仍有電位。破損點(diǎn)開挖驗(yàn)證如圖10。

圖10 防腐層破損異常開挖示意圖

1、5地表泥土，當(dāng)破損點(diǎn)在2處時(shí)，仍未被挖出，地表1的電位要比地表5一邊的電位大得多，3、4破損點(diǎn)在此處時(shí)，管道已被挖出懸空，不能通過土壤傳導(dǎo)電流，故1、5處地表無電位，破損點(diǎn)在3時(shí)，可以直接看出，破損點(diǎn)在4時(shí)，由于在管道中下部要用鏡片反照才能看出，太小時(shí)還需放大鏡才能看到。

3.2.4.4 管道氣體泄漏檢測(cè)

當(dāng)輸送可燃性氣體的地下管道被腐蝕或破裂穿孔后，由于氣體具有擴(kuò)散性，它從管線中泄漏后，要向四周擴(kuò)散，故近泄漏點(diǎn)處濃度高，遠(yuǎn)泄漏點(diǎn)處濃度低，利用氣敏探頭進(jìn)行濃度探測(cè)，當(dāng)接觸到可燃性氣體后，傳感器輸出電壓信號(hào)增大使得檢漏儀表頭指示迅速變大，并同時(shí)發(fā)出音響報(bào)警信號(hào)。

4 檢測(cè)儀器設(shè)備

（1）SL-2088地下管道防腐層探測(cè)檢漏儀（CHINA）

（2）SL-AY508管道防腐層絕緣電阻檢測(cè)儀（CHINA）

（3）SL-808氣體檢漏儀（CHINA）

（4）TT-100超聲波測(cè)厚儀（CHINA）

5 檢測(cè)成果

本次地下管道檢測(cè)的成果見表3。

表3 天然氣管道防腐層絕緣電阻測(cè)量結(jié)果

續(xù)表

6 結(jié)論與建議

在這次檢測(cè)中，根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)得出這樣的結(jié)論：城區(qū)管網(wǎng)管道外防腐層的功效良好，用SL-2088檢測(cè)儀器未檢測(cè)出相對(duì)比較大的漏點(diǎn)。但是，在蒲昌路探測(cè)出管道埋深不夠，管道外防腐層已出現(xiàn)老化跡象。造成這種現(xiàn)象的主要原因是：

（1）管道建設(shè)在先，道路建設(shè)在后，將管道回填土部分去除。

（2）管道所埋地區(qū)土壤干燥，堿性較大。

（3）管道所埋地區(qū)地表環(huán)境溫度較高。

（4）燃?xì)夤狙矙z措施及方法不到位。

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果給出建議：在出現(xiàn)管道埋深不夠處，需進(jìn)行檢查，常規(guī)巡檢時(shí)，注意人為的破壞。