城市燃气管道Pearson法检测埋地管线防腐层
城市燃气管道地下相邻管道、构筑物较多,管道是以管网形式敷设,主干、分支、次分支管道采用的材质不尽相同,管道外防腐层类型、质量差别大,杂散电流复杂,防腐层破损查找难度较大,但根据多年实践经验,埋地钢制管道外防腐层缺陷的检测方法皮尔逊法,不仅对长输油气钢制管线能够检测,也可以在其他行业具有防腐层的钢制管线进行扩展应用,对城市燃气管道外防腐层缺陷检测而言也是适用技术。
检测方法原理、仪器
1、检测原理:由于城市燃气管网地面质地复杂,管道上方有水泥路面、沥青路面、绿化带、方砖便道、石质便道等,并交替出现,相应的管道信号变化大,采用Pearson法对管道进行防腐层缺陷检测,可减少不必要的误判、无法检测段。Pearson法又称人体大地电容法,其原理是给待测管道施加一个1000赫兹左右的交变电流,使其沿管道方向传播,在管道周围产生一个交变的磁场。利用这个磁场使用带有天线的探测仪可准确探测管道的位置、走向、分支等;同时,管道外防腐层缺陷处向土壤泄漏电流,通过大地回流到发射仪器的接地点,这样在缺陷处形成一个以缺陷点为中心的交变电场,并成指数衰减,当两个人体站在交变电场内时,由于人体的电容作用,使每个人具有一定的交变电位,检漏仪检测出两个人体之间的电位差,当一人站在缺陷中心另一人站在管道侧面或无缺陷的管道上方时,仪器所接收的信号幅值*大,从而确定缺陷的准确位置。
2、检测方法:
(1)给管道施加交流信号——发射机一端连接管道,另一端接地。接地一端远离管道,远离电力设施,并且远离其它管道,以免造成更多的干扰。发射电流越大,抗干扰能力越强,稳定性越好,但要考虑到发射机的额定功率。在管道附近有实心电缆、水管道等情况施加间断的信号,不同管径、不同防腐层的情况下干扰管道的感应信号与目标管道区别较大,一般城市燃气管道附近均有其它地下金属构筑物,检测时采用间断信号。
(2)检测防腐层缺陷——一人探测管道,走在管道的正上方,一人与管道形成一定的夹角,两人距离大于2.5米,并保持距离稳定,当检漏仪发出警告时,调整两人连线与管道的夹角,观察仪器信号强度,确定信号变化是防腐层缺陷造成还是其它干扰造成,确定防腐层缺陷。
3、加拿大EP公司person检测仪器
加拿大EP公司管道检漏仪进行检测,抗干扰能力强,数字显示,信噪比低,根据实际情况可以设置报警信号强度,对缺陷初步判定大小。
检测干扰因素与排除方法
1、感应干扰与排除
(1)感应干扰:管道附近的实心电缆、水管相当于一根长导线,附近的目标管道上有交流电流通过时,其可以产生方向相反的感应电流,当一人在其正上方时,其感应的电流泄漏或其埋深较浅时检测人员之间的电位差增大,仪器显示报警,警告操作人员附近可能有防腐层缺陷。
(2)排除方法:一人站在目标管道上方,另一人到管道的另一侧,如果仪器的报警信号消失,则证明干扰来自目标管道的另外一侧;如果仪器的报警依然显示,则两人都站在目标管道的上方,如果仪器的报警消失,则证明干扰来自管道的两侧;如果仪器报警依然显示,则两人调整角度,当仪器报警消失时,以此角度在管道上前行,消除干扰;如果仪器报警依然显示,则两人调整角度,当仪器报警*大时,以此角度分别向管道两侧行进,当报警逐渐消失时,管道防腐层存在缺陷,当报警越来越大时,干扰来自报警变大的一侧。
2、回流的干扰与排除
(1)回流的干扰:目标管道中施加的交变电流流经管道,部分电流被管道分支分流,部分电流从防腐层及其缺陷泄漏到大地中,所有的电流通过大地返回到信号施加点的接地处,当管道附近的地下有电阻小于土壤的构筑物时,根据电流的特性,电流会汇聚在电阻小的构筑物上,检测人员靠近这些构筑物,仪器就会发出报警信号。
(2)排除方法:根据施加电流的回流特性,靠近施加点的管段大地回流电流密度大,可以把发射机移到500米以外,以减少回流干扰。对灯杆(金属)、护栏(金属)、灯箱、报栏、混凝土和钢结构天桥等构筑物检测人员在检测管道时采取远离措施,检测时避免接触到其本体和基座,从而消除其干扰影响与误判。上述构筑物在城市的燃气管道附近的设置存在一定的规律,如灯杆大约40米一个,树木排列规则,在检测时观察其报警信号的强弱以及变化规律,发现并记录报警信号突出的构筑物,与其它相同的构筑物相比较,变化强烈的点管道存在缺陷。
三、防腐层缺陷的确定
依据检测原理,当目标管道防腐层存在缺陷时,缺陷点中心与其周围的电位差*大,方形、圆形或接近方形、圆形的缺陷具有各向同性,长形缺陷点具有一定的范围,当检测人员变换角度时报警信号变化较小,可以确定其为防腐层缺陷,误判的可能性小,但城市管道的复杂性决定了防腐层缺陷检测的难度,需要对每个异常点进行多方排除,才能减少误判。由于城市燃气管道所处的地理环境复杂,对防腐层缺陷检测人员的经验要求较高,与野外长输管道区别很大,疑难点很多,仅仅采用一种方法是不够的,实际施工中,我们采用了大地电位梯度法检测异常点的梯度,借以甄别缺陷与干扰,提高确认缺陷的准确率。
经过多年多项城市燃气检测案例,利用皮尔逊法(Pearson)检测城市燃气管道外防腐层的缺陷,只要仔细地排除各种来自地下与地面的金属管道、电缆和其它构筑物的干扰,就能够比较准确地检测出防腐层缺陷,且准确率在90%以上。
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