埋地钢管外防腐层破损地面检测技术

埋地钢管外防腐层破损地面检测技术 

杨雨欣 大庆油田天然气公司 

　　为了保证管道的安全运行，延长管道的使用寿命，埋地钢管一般都有防腐层和阴极保护组成的防护系统。防腐层和阴极保护起着一种互补作用，防腐层的破损会引起保护电流的流失，使保护效果降低，甚至失效。阴极保护效果的降低或失效，又会加剧管道的腐蚀，引起防腐层的剥离、龟裂。

　　我国北方一些输油、输气管道是在上世纪七八十年代建成的，已经进入运行寿命的后期，不少管道已因腐蚀发生穿孔，引起泄漏。社会上一些不法分子为谋取暴利，在输气管道上载阀盗气，破坏了管线防腐层，造成了安全生产的隐患。

　　以上这些情况长期困绕着管道营运企业。对外防腐层的检测，尤其是对管道外防腐层破损点的定位，确定破损点的大小，筛选出zui大破损点和腐蚀穿孔泄漏点，进行开挖，重新涂敷和堵漏，是管道业主zui为关心的问题，以往对防腐层破损点的检测，一般是只能检出，不能确定其大小。通过多年的开发、研制、实测、改进，能测出防腐层破损点大小的仪器已经生产出来，现已作为成熟产品批量投放市场。

　　地下管道防腐层破损点的定位及确定其大小，是通过SL-2088型地下管道防腐层探测检漏仪来实测的。

　　下面就这一仪器的构成及使用技术作详细介绍。

    一、仪器的主要构成及作用：

　　⑴发射机：用于向地下管道发送某一特定的电磁波信号；

　　⑵探测仪接收机：与探头配合使用，用于探测管道的位置、走向、深度；

　　⑶检测仪接收机：用于检测防腐层破损点，确定破损点的大小；

　　⑷高能电池组：用于野外使用时向发射机供电，方便时也可用交流电。

　　此外还有小充电器，备用连线，金属感应手表、耳机等。

    二、仪器的用法1、发射机的接线及功率选择：①发射机接线地点的选择：尽量避开多支路中心点，如计量站、联合站、集输站，这些地方管网四通八达，不仅信号衰减快，而且目标管线埋土很深时，接收机在地面收到的信号很弱，增加了探测管线的难度，应选在单根管线处施加信号。站间管线应选择在过沟渠或其它管线暴露地面的地方施加信号，管道设计时每隔500-1000m应有检测桩，若没有桩，又无露出地面部分，有必要开挖施加信号。单井到计量间，可以在单井那一边施加信号，这样发射的信号处于单向或双向传导方式，一次性探测距离就比较远②发射机接线方式选择：a、单边接地：该接地方式在发射机附近一定范围内是盲区，盲区磁力线被推斥到接地线相反的一边探管测深时，管位要注意修正，一般长输管线可用此法；b、双边接地；该接地方式磁场分布均匀，探管测深都很准确，但要注意管线两边接地效果是否一致，可用仪器发射机接地电阻键分别进行测量。c、远距离回路法接地：该方法是将发射线接管道一端，将接地线延长接到管道另一端，工作时，在管道上形成电流回路，这一方法很少采用，只有在解决特别复杂管网探测时才采用。③功率选择：初始阶段，发射机打到5-10W即可满足测试要求，随着测试距离的延伸，当接收机收不到信号时，再增加发射机功率；这样既可节约电源，又能满足远端测试功率的需要。2、探管仪的使用：①位置、走向的探测：探测人员将探头接线与接收机连接好，打开接收机，选择峰值法探测，将探头平行于大地，以发射机接线点为圆心，20米为半径作环形探测，信号zui大点为管线位置，发射机接线点与管线信号zui大点的连线为管线的走向。②深度的探测：采用45度法。管位探到以后在其正上方做一记号，再将探头转到45°角的方位，在与管道走向垂直方向作平面移动，当移到zui小信号值时，再作一记号，由图中得知，地平面两信号之间的距离即为管道的埋土深度。探管测深时应选择单根管线直线段的中间，直线段的长度要求是管道埋深的5倍以上，地面不平时，要修正不平高度，探头在45度角向管道两边作与管道垂直方向移动测深时，管位与两边zui小点距离不等时，说明中间定点有误差，取两边距离相加除以2作为平均深度值。发射机附近管道三通四通处、拐弯处、与其它管线搭接处，平行与交叉管线存在的位置均不能作为测深的选择地点。

3、防腐层破损点的探测检漏①采用纵向法检漏时，前面的检测人员持探管仪探管，后面的人持检测仪检漏，当前面的人走到漏点时，检漏仪接收机示值由小变大，继续前进，示值又由大变小，后面的人走到这一点时，示值有同样的反应，就可初步确定示值zui大点就是泄漏点。②横向验证时，一人持接收机在管线旁边4-6m处原地不动，另一人保持4-6m距离，沿管道正上方作平行移动，示值有由小到大，再由大到小的变化过程，zui大点就是防腐层破损点，即漏点。还可用等距回零进行验证，方法是以漏点为中心，两检测人员位置与漏点位置距离相等时，检漏仪示值为零，说明漏点定位准确。如果两名检测人员距漏点中心等距离，示值不能回零，说明一边存在小漏点或者有连续大小不等的破损点。4、漏点大小的确定：①数字大小法确定：检测时，保持0-50mV的静态信号，这是相对于良好管段而言，若有较大示值显示，300mV以内不能判断为破损点，一般由于土壤干湿度变化、管道防腐层过薄处、管道埋土深度变化处引起，300-600mV为防腐层的微小缺陷，600-900mV为防腐层中等破损，900mV以上为应开挖处理的大破损。②辐射面积法确定：小漏点辐射面积在1平方米左右，大漏点辐射面积达数十平方米；③距离长短法确定：以匀速前进，小漏点辐射距离在1米以内，大漏点辐射距离达10米。④更大漏点的二次测量叠加：当特大漏点在1000mv以上时显示器值为1，我们可以进行二次或多次测量，以叠加值为漏点实际测量值，方法是用常规方法定出漏点中心以后，当一名检测人员走到漏点附近时，示值已达到1000mv，另一名人员向漏点中心等半径距离的位置移动，示值为零时，继续向中心点移动，示值又会变大，将两次所测的示值相加就是该漏点的实际信号值。⑤定点时，由跨步法改为点定位法，跨步法检漏时有可能三步等电位，改用点定位时，两脚并拢，漏点处的泄漏电流会通过土壤感应到人体上。5、漏点处的开挖验证：泄漏点定位以后必须经过反复验证方可进行开挖，当未挖到破损点时，必须将管道挖到1m以上长度，悬空20 cm，以便查找漏点位置，如果管道上面看不到漏点，有可能在管道底部，也有可能由于漏点太小，肉眼看不出来，可用电火花检测仪带高压检测，也可用检漏仪带湿布法接触导电鱼夹检测，管道已挖出处于悬空状态，地面上就检测不到泄漏电流，若地面还有电流测到，说明定位点与开挖点不一致，在开挖坑的两边电位会不相等，可向电位高的那一边继续挖，便可挖到漏点。

    三、复杂情况下的检漏若干问题1、大漏点包小漏点的问题：大漏点与小漏点相距很近，小漏点信号被大漏点信号覆盖，必须将大漏点挖出，挖至悬空，再次将小漏点探出来，将大小漏点一并挖出处理完毕后再进行回填。2、多根平行且搭接的管排探测、检漏。首先，应将发射机的信号施加在远离搭接点的某根管线上，这样突出目标管线的信号；其次，将检测到的漏点与探测管位结合起来，将漏点与目标管位一致点定为开挖点；再次，检漏方法采用纵向法。3、纵向检测时有漏点，横向验证时却检测不到漏点，反之也有横向检测时有漏点，纵向检测时漏点却消失了，产生上述现象的原因有3条：a漏点周围存在载流管线，两名检测人员位置变化后相对电位发生了变化；b漏点周围土壤介电常数不一致，或存在地磁场；c两名检测人员中的一人鞋底特别绝缘，与干燥土壤共同作用，形成高阻层。后两种现象可将人体电容法改为接地探针法，即两名检测人员在检测时用接地棒或粗铁丝插入土中，原现象就会消失。4、阴极保护电缆与管道的连接点，牺牲阳极阴极保护的阳极地床处，未防腐管道阀门连接处，凝水缸等地方有可能也会泄漏电流，这些问题的存在会影响阴极保护的效果，也应查出一并处理。5、庭院入户管往往处于管道支线的末端，由于发射机信号的分流以及管道已经悬空发射信号不能与大地构成回路等情况，使得接收机的信号很弱或者根本收不到信号，此类情况可将发射机移到庭院管网的末端。重新接线，目标管线的信号就非常强。6、影响检漏信号强度的一些因素有：①发射机的功率：功率大，则漏点处信号强，反之则弱；

②接收机的增益，亦即灵敏度，增益高信号强，反之即弱；

③检漏线长度，也就是两位检测人员的位置，越靠近，信号就越小；

④探管精度，越靠近管道正上方检漏信号越准确，反之，偏离远会产生误差；

⑤邻近管线，邻近管线平行或交叉，载流与否以及载流的方向和大小，均会产生不同程度的影响；

⑥地表及管道周围土壤介电常数，地表潮湿，导电性好，则信号强，高温输油管道周围土壤烘干形成高阻层与干燥地面的共同作用，均会影响漏点的检测；应选择地表潮湿时检测。

⑦检漏与发射点的距离，离发射机近，则信号强，反之则信号弱，因此随测试距离增大必须提高发射机功率；

⑧接收机信号的接收方式：人体电容法，金属拐杖法，铁鞋法。感应法信号弱，直接传导信号强；

⑨管道的埋土深度，埋土浅信号强，反之则弱。

　　上述多种因素，通过调节增益↑↓键，来消除这些因素对检测效果的影响，以漏点附近防腐层完好管段作为对比的静态信号值，所以检测示值均具有真实性，可比性。

四、应用涂层查漏解决生产中实际问题，应用举例。①解决打卡盗油的卡子定位问题：盗油分子打卡盗油时，管道表面防腐层遭到严重破坏，且这些地方泄漏电流相当于大漏点的示值，将检出的漏点与以往的记录进行对比，再作相关因素分析，就可判断出管道上是否有盗油卡子。长庆油田公司第二采油厂用该法对所属总长为385.8Km的51条输油管道进行了探测检漏，共发现盗油卡子7只，其中Φ219×7主要输油管道中4只、华池作业区1只，周边作业区1只，樊家川作业区1只。②解决长输管线水压试验中的渗漏问题：长输管线建设完工以后，进行水压试验，若管道上存在渗漏，微量泄漏是不会发出声音的，用听声仪和相关仪均不能找到渗漏点；用SL型地下管道防腐层探测检漏仪会很快找出此类泄漏点。新乡输油公司在轮库输油管线，针对沙漠管道建设工程中水压试验漏点不易发现的现场问题，由熟练掌握国产SL型检漏仪并对讯号判别有丰富经验的检漏人员，根据现场条件，采取有效检漏措施，很快找到了漏点，使管道工程按时交付并通油投产。③解决输气管道查漏时的窜气问题：城市地下输气管道多数埋在水泥沥青路面以下，泄漏的气体会沿着地下裂缝、暖气沟、电缆沟、疏松土壤等地下通道窜流到很远的地方，用气敏仪查漏定点，不能解决此类问题，用SL-2088型地下管道防腐层探测检漏仪配合气敏仪使用，能很快定位气体泄漏点。在大庆世纪家园小区SC-09栋楼附近，SE-01栋楼附近，SA-05栋楼附近。以及天然气五大队大化新线共查出20多处漏气点。④解决石化装置区内及车水马龙路段自来水管泄漏，由于噪音太大，用听音法和相关法无法解决的查漏问题，用此类仪器也能解决，判断漏点。山东齐鲁石化热电厂西大门前地下自来水管线破损，地面水流不断，长达半年之久，用SL型地下管道防腐层探测检漏仪很快解决了这一难题，氯碱厂氯乙烯装置区内循环水两米多深的地下管线破损，经探测漏点的方位将可能出现漏点的范围从20多米缩小为几米内，大大减少了挖出的工作量。

此外，有些地下输水管道埋土太深，听音仪在地表听不到泄漏声音，防腐层查漏再作相关分析判断，能查到5米深度的泄漏点，特制的大功率仪器探管查漏深度可达30米。

参考文献：

1、油气储运2002年8期《埋地输油管道盗油卡子的检测方法》

2、地下管线管理2001年1期《寻找长输管线水压试验的有效办法》

3、城市燃气2002年5期《地下输气管道泄漏点探测》

4、98年3月20日齐鲁石化报《发挥科技优势，堵塞地下漏洞》