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管道研究

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RD-PCM在水體輸油管道防腐層檢測中的應用

來(lái)源:《管道保護》2023年第3期 作者:廖生 時(shí)間:2023-6-21 閱讀:

廖生

國家管網(wǎng)集團東部?jì)\公司荊門(mén)輸油處

 

摘要:長(cháng)輸管道穿越魚(yú)塘、溝渠等水體較多,環(huán)境復雜,檢測難度大。SL-6型埋地管線(xiàn)檢測儀無(wú)法對水體管線(xiàn)防腐層進(jìn)行檢測。根據RD-PCM(埋地式探管儀)檢測原理,通過(guò)建立一個(gè)等勢體質(zhì)點(diǎn)模型,分析了三種情況下管線(xiàn)等勢體質(zhì)點(diǎn)模型兩側電流衰減趨勢,介紹了水體管線(xiàn)防腐層快速檢測方法。經(jīng)實(shí)際應用表明,該方法便捷可行,能滿(mǎn)足全天候、快速檢測防腐層破損點(diǎn)和定位漏點(diǎn)位置需求,大大縮短檢修時(shí)間。

關(guān)鍵詞:RD-PCM;水體管道;防腐層檢測;破損點(diǎn)定位

 

途經(jīng)洪湖地區的某輸油管段長(cháng)37.9 km,周邊大小魚(yú)塘蝦池90口、20 m寬以上河流7條、小溝渠不計其數,其中魚(yú)塘內管線(xiàn)累計約4 km,常年浸泡在水體淤泥中,檢測難度比較大。由于SL-6型埋地管線(xiàn)檢測儀無(wú)法對水體管線(xiàn)防腐層進(jìn)行檢測,難以掌握其破損情況,進(jìn)而評估水體內動(dòng)植物對管道防腐層的影響。嘗試采用RD-PCM(埋地式探管儀)對魚(yú)塘內管道進(jìn)行檢測,通過(guò)檢測與管線(xiàn)平行水體埂子上信號衰減值初步判斷防腐層破損情況,以垂足法定位破損點(diǎn)位置,通過(guò)開(kāi)挖驗證對比檢測結果和定位準確性,取得了比較好的效果。

1  RD-PCM檢測方法

1.1  RD-PCM工作原理

管道防腐層和土壤間存在電容耦合效應,同材質(zhì)完好防腐層自身具有穩定的電導率。正弦電流信號在管道和完好防腐層傳播過(guò)程中呈線(xiàn)性指數衰減,衰減曲線(xiàn)斜率取決于防腐層電阻率。電流信號以管線(xiàn)為中心發(fā)散同強度感應磁場(chǎng)。防腐層完好質(zhì)量均勻,電流衰減較小,相應感應磁場(chǎng)強度衰減較小。當防腐層某點(diǎn)有破損、搭接、剝落時(shí),電流信號從破損點(diǎn)流向土壤,電流急劇衰減,引發(fā)地面感應磁場(chǎng)強度也急劇衰減。沿管道方向越遠離電流信號源,電流信號衰減程度逐漸增大。防腐層正常、則電流信號均勻緩慢衰減(圖 1-a),防腐層整體質(zhì)量較差、則電流信號迅速均勻衰減(圖 1-b),如果防腐層出現漏點(diǎn)、則電流信號在漏點(diǎn)處前后出現階躍衰減(圖 1-c ),如果出現防腐層剝離或者搭接,則電流信號由均勻緩慢衰減轉變?yōu)檠杆倬鶆蛩p(圖 1-d)。相應的,通過(guò)檢測管道正上方磁場(chǎng)的衰減程度就可以判斷防腐層狀況,進(jìn)而對防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行定位。


1 電流信號衰減程度與防腐層缺陷關(guān)系示意圖

1.2  RD-PCM組成

RD-PCM主要由發(fā)射機、接收機、附屬電源三部分組成,其中接收機包括A型架和手持接收機兩部分,如圖 2所示。檢測開(kāi)始,發(fā)射機先向管道施加電流信號并沿著(zhù)管道向遠處傳播,在管線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生規律的電磁場(chǎng),手持接收機和A型架的工作人員在管道上方便可以探測到相應的磁場(chǎng)強度,根據磁場(chǎng)強度變化可測定管線(xiàn)走向、位置、水體內深度,以及管道中電流信號強度和方向。


2 RD-PCM接線(xiàn)示意圖

1.3  檢測方法  

(1)等勢體質(zhì)點(diǎn)模型。將水體內的某一段管道理想化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn),假設水體與管線(xiàn)防腐層破損點(diǎn)的電勢相等,忽略水體長(cháng)寬,將水體及管線(xiàn)看成一個(gè)等勢體質(zhì)點(diǎn),如圖 3所示綠色部分。


3 水體管線(xiàn)等勢體質(zhì)點(diǎn)模型

(2)檢測結果判定。利用手持接收機檢測等勢體質(zhì)點(diǎn)埂子及其附近管線(xiàn)防腐層狀況良好,如存在漏點(diǎn)則先修復再進(jìn)行下一步檢測。然后在等勢體質(zhì)點(diǎn)兩側的管線(xiàn)正上方檢測磁場(chǎng),判斷電流信號,檢測結果與圖 4(a)相同,即接收機顯示電流方向相對、管線(xiàn)兩端電流向等勢體質(zhì)點(diǎn)衰減且衰減程度逐步增強,表明防腐層存在漏點(diǎn)。與圖 4(b)相同,即電流方向相同且電流衰減程度相近,接近完好防腐層電流衰減值,可以判斷防腐層狀況良好。與圖 4(c)相同,即電流方向相同且電流衰減程度逐步增強或減弱,高于完好防腐層電流衰減值,則判斷其本身防腐層狀況良好,在其電流衰減值較大端有破損點(diǎn)。


4 水體內管線(xiàn)等勢體質(zhì)點(diǎn)模型兩側電流衰減檢測結果

根據電流方向初步判斷防腐層是否存在破損點(diǎn),根據電流衰減程度初步判斷破損點(diǎn)大小,按有無(wú)破損點(diǎn)和破損點(diǎn)大小分類(lèi),大大縮減了水體內管道的檢測時(shí)間。

2  防腐層破損點(diǎn)定位

通常按照管線(xiàn)與水體邊緣是否平行進(jìn)行分類(lèi),以分別定位破損點(diǎn),如圖 5所示。該管線(xiàn)周邊90口水體邊緣與管線(xiàn)平行或近似平行,即圖 5(b)情況下,破損點(diǎn)兩端流向破損點(diǎn)電流信號衰減逐漸增強,手持接收機沿著(zhù)與管線(xiàn)平行的水體邊緣進(jìn)行檢測,顯示電流方向在某點(diǎn)轉向,記錄該點(diǎn)為A點(diǎn),經(jīng)A點(diǎn)到管線(xiàn)畫(huà)一條垂線(xiàn),垂足位置即為防腐層破損點(diǎn)。


5 水體邊緣與管線(xiàn)平行關(guān)系

3  應用情況

2017年12月,洪湖站采用RD-PCM對魚(yú)塘內管線(xiàn)抽樣檢測,發(fā)現2#樁+500 m、5#樁+500 m、5#樁+600 m三處分別存在45 dB、40 dB、40 dB以上漏點(diǎn),采用前述方法初步確定破損點(diǎn)為靠管線(xiàn)入口端水體邊緣3 m、7 m、9 m位置。開(kāi)挖顯示漏點(diǎn)位置和大小與檢測結果基本相符,如表 1所示。

1 魚(yú)塘內管道開(kāi)挖驗證結果


在距離魚(yú)塘岸邊9 m 位置垂直管線(xiàn)畫(huà)一條垂線(xiàn),垂足位置就是防腐層破損點(diǎn)。經(jīng)開(kāi)挖驗證,破損點(diǎn)與垂足位置相差0.2 m,如表 2所示。

2 5#+600 m與魚(yú)塘平行管線(xiàn)側埂子電流信號衰減值


4  結語(yǔ)

引入RD-PCM對水體管線(xiàn)防腐層進(jìn)行檢測,科學(xué)有效?蓾M(mǎn)足一年四季全天候檢測需求,簡(jiǎn)單便捷,快速高效?朔唆~(yú)塘干塘時(shí)間限制,確保水體管道防腐層破損點(diǎn)及時(shí)得到檢修,保障管道安全平穩運行。下一步將對水體管線(xiàn)防腐層進(jìn)行全面檢測,根據有無(wú)破損點(diǎn)、破損點(diǎn)大小程度進(jìn)行分級,編制應急預案和檢修計劃,充分利用有限的檢測時(shí)間實(shí)現防腐層精確定點(diǎn)和補漏。


作者簡(jiǎn)介:廖生,1986年生,高級工程師,畢業(yè)于四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系,目前主要從事油氣儲運安全生產(chǎn)運行工作。聯(lián)系方式:13597927466,13597927466@163.com。

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