摘 要：對(duì)PE燃?xì)夤艿莱Ｓ檬聚櫨€(xiàn)(銅包銅、銅包鋁、銅芯電線(xiàn))進(jìn)行測(cè)試，分別從導(dǎo)電性、抗拉強(qiáng)度、造價(jià)等方面進(jìn)行分析比較，銅包鋼作為PE燃?xì)夤艿朗聚櫨€(xiàn)的性?xún)r(jià)比最高。
關(guān)鍵詞：燃?xì)釶E管； 示蹤線(xiàn)；PE管道探測(cè)； 銅包鋼； 銅包鋁； 銅芯電線(xiàn)
Choice of Trace Line for Gas PE Pipeline
Abstract：The common trace lines such as copper clad steel，copper clad aluminum and copper wire for gas PE pipeline are tested．The trace lines are analyze and compared in terms of electrical conductivity，tensile strength，manufacturing cost andso on．Copper clad steel as tracer for the PE gas pipeline has the highest cost performance．
Keywords：PE gas pipe；trace line；PE pipeline detection；copper clad steel；copper clad aluminum；copper wire
1 概述
目前市場(chǎng)上的示蹤線(xiàn)有多種，比如：銅包鋼、銅芯聚氯乙烯絕緣電纜(以下簡(jiǎn)稱(chēng)銅芯電線(xiàn))、銅包鋁等。哪種示蹤線(xiàn)更好，更有利于埋地燃?xì)夤艿赖拈L(zhǎng)期示蹤定位管理，需要對(duì)示蹤線(xiàn)的性能進(jìn)行測(cè)試，從而選擇更合適的示蹤線(xiàn)。因此，我們對(duì)以上三種PE燃?xì)夤艿莱Ｓ玫氖聚櫨€(xiàn)進(jìn)行測(cè)試，從示蹤線(xiàn)傳導(dǎo)性能、示蹤線(xiàn)接頭防腐處理、示蹤線(xiàn)的強(qiáng)度等方面，為PE燃?xì)夤艿朗聚櫨€(xiàn)的選擇提供參考。
2 示蹤線(xiàn)的測(cè)試原理
銅包鋼是由鋼芯線(xiàn)和緊密包覆其外的銅層構(gòu)成金屬芯，最外側(cè)為PE防腐層，銅起到傳導(dǎo)弱電信號(hào)的作用，鋼絲則起到支撐作用。銅芯電線(xiàn)一般由最內(nèi)層的銅芯線(xiàn)、中間層的絕緣包皮和最外層的保護(hù)外皮組成。銅包鋁由鋁芯線(xiàn)和緊密包覆其外的銅層構(gòu)成金屬芯，最外層為PE防腐層。
由于鋼質(zhì)燃?xì)夤艿雷钔鈱拥姆栏瘜訛榫哂薪^緣、防腐性能的塑料層或涂層，與銅包鋼、銅芯電線(xiàn)、銅包鋁等最外層也為具有絕緣、防腐性能的塑料層結(jié)構(gòu)相似。因此，我們將兩者等效，通過(guò)采用PCM管道電流衰減率法[1]，對(duì)示蹤線(xiàn)防腐層平均絕緣質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)原理是向示蹤線(xiàn)施加某一頻率的電流信號(hào)，電流由示蹤線(xiàn)向遠(yuǎn)方傳遞時(shí)會(huì)逐漸衰減。其衰減大小與示蹤線(xiàn)的塑料層的絕緣電阻率有關(guān)，示蹤線(xiàn)塑料層的平均絕緣電阻率越高，電流衰減就越慢，反之則衰減越快。
3 示蹤線(xiàn)測(cè)試對(duì)比分析
3.1 測(cè)試概述
先將銅包鋼、銅芯電線(xiàn)、銅包鋁三種示蹤線(xiàn)均埋在同一條PE燃?xì)夤艿郎戏剑琍E管道的總長(zhǎng)度約717m，再測(cè)試這三種示蹤線(xiàn)的傳導(dǎo)性能、接頭防腐性能以及強(qiáng)度，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)示蹤線(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)估。
3.2 測(cè)試示蹤線(xiàn)類(lèi)型
示蹤線(xiàn)參數(shù)見(jiàn)表1。
3.3 測(cè)試項(xiàng)目
①用PCM管道電流衰減率法，測(cè)試與評(píng)價(jià)各種示蹤線(xiàn)對(duì)探測(cè)信號(hào)的傳導(dǎo)情況；
②測(cè)試各種示蹤線(xiàn)施工過(guò)程中對(duì)接頭部位的防腐處理情況，評(píng)價(jià)示蹤線(xiàn)長(zhǎng)期埋地后是否能夠保持連通而不被腐蝕斷裂；
③測(cè)試與評(píng)價(jià)三種示蹤線(xiàn)同時(shí)埋設(shè)在某一段PE燃?xì)夤艿郎?，是否能夠?zhǔn)確定位該管道的空間位置。
3.4 測(cè)試方法與使用儀器
本次測(cè)試按照CJJ 61－2003《城市地下管線(xiàn)探測(cè)技術(shù)規(guī)程》相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行了檢測(cè)，測(cè)試方法包括利用PCM檢測(cè)儀探測(cè)示蹤線(xiàn)所在管道的位置、埋深，利用國(guó)內(nèi)某公司生產(chǎn)的SL-2818埋地管道防腐層檢漏儀來(lái)定位示蹤線(xiàn)上的漏電點(diǎn)。
3.5 測(cè)試工作情況
本次測(cè)試儀器采用PCM管道電流檢測(cè)儀，檢測(cè)時(shí)施加的電流為100mA，恒流輸出，頻率為640Hz，檢測(cè)的示蹤線(xiàn)單條長(zhǎng)度為717m。三種示蹤線(xiàn)的部分測(cè)試數(shù)據(jù)記錄見(jiàn)表2，分析處理結(jié)果見(jiàn)表3。
表2、表3中，點(diǎn)號(hào)為選取的測(cè)試點(diǎn)編號(hào)，距離是指每個(gè)測(cè)試點(diǎn)到測(cè)試的示蹤線(xiàn)供電點(diǎn)處的實(shí)際距離，埋深是指地面到示蹤線(xiàn)中心線(xiàn)的垂直距離，電流是指測(cè)試中示蹤線(xiàn)上不同測(cè)試點(diǎn)處的實(shí)際電流值，電流衰減率是由PCM檢測(cè)儀中自帶的軟件導(dǎo)出的單位為1的值，表示電流衰減的相對(duì)大小。
3.6 檢測(cè)數(shù)據(jù)分析
①對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析得知，銅包鋼、銅芯電線(xiàn)、銅包鋁三種示蹤線(xiàn)，在截面積相同的情況下，對(duì)探測(cè)電流信號(hào)傳導(dǎo)情況無(wú)明顯的差異，銅包鋼和銅包鋁這兩種示蹤線(xiàn)傳導(dǎo)信號(hào)情況幾乎一樣，銅芯電線(xiàn)示蹤線(xiàn)傳導(dǎo)信號(hào)稍好一點(diǎn)，但無(wú)顯著差別。
②三種示蹤線(xiàn)在接頭部位防腐處理方面差別較大。在測(cè)試中這三種示蹤線(xiàn)接頭部位均存在漏電問(wèn)題，尤其是銅包鋁，其接頭漏電處數(shù)量較多。這些漏電點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間埋地后就會(huì)造成示蹤線(xiàn)腐蝕斷開(kāi)，而失去對(duì)管道的示蹤作用。銅芯電線(xiàn)示蹤線(xiàn)接頭部位防腐處理最好，只發(fā)現(xiàn)一處漏電問(wèn)題，銅包鋼示蹤線(xiàn)次之。
4 示蹤線(xiàn)性能與造價(jià)
為了能更全面地評(píng)價(jià)出各示蹤線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)及性?xún)r(jià)比，將三種示蹤線(xiàn)的性能、價(jià)格等因素進(jìn)行比較[2]，詳見(jiàn)表4。表4中，銅層厚度比是示蹤線(xiàn)中的銅層厚度與示蹤線(xiàn)的金屬部分的半徑之比。
由表4可以比較出，銅芯電線(xiàn)電阻率最低，故導(dǎo)電性最優(yōu)，但抗拉強(qiáng)度最低。而銅包鋼的導(dǎo)電性能滿(mǎn)足探測(cè)地下管線(xiàn)所需信號(hào)強(qiáng)度，而且本身材質(zhì)的強(qiáng)度也很高，隨管道敷設(shè)時(shí)不易斷裂。銅包鋁的導(dǎo)電性較優(yōu)，其抗拉強(qiáng)度稍高于銅芯電線(xiàn)，強(qiáng)度也不高，它最大的特點(diǎn)是密度比其他兩種示蹤線(xiàn)低得多，更適合用于要求重量輕又允許強(qiáng)度較低的供電電纜，其具有重量輕、傳輸性能優(yōu)越、敷設(shè)方便和成本低等優(yōu)點(diǎn)，但其不適合用作隨管道敷設(shè)的埋地示蹤線(xiàn)。對(duì)于長(zhǎng)距離的直埋管道，雙金屬線(xiàn)(即銅包鋼、銅包鋁等復(fù)合材料)總成本普遍低于純銅質(zhì)示蹤線(xiàn)，而對(duì)于有相當(dāng)數(shù)量的穿越段管道，則三者的材料總成本相當(dāng)，其中雙金屬線(xiàn)需要考慮大量專(zhuān)用接頭器等費(fèi)用。
5 三種金屬示蹤線(xiàn)的施工
①由于銅包鋼和銅包鋁的包裝有固定的滾動(dòng)軸承，伴隨PE燃?xì)夤艿婪笤O(shè)施工時(shí)，相對(duì)于銅芯電線(xiàn)比較簡(jiǎn)單省力。
②施工單位在對(duì)銅芯電線(xiàn)示蹤線(xiàn)進(jìn)行連接時(shí)，使用一般電工膠布纏繞連接，有些甚至采用透明膠帶進(jìn)行纏繞連接，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐檢驗(yàn)，此種連接處理方式連接不牢固，強(qiáng)度不高，且無(wú)法起到有效的防水絕緣作用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間地下水滲入會(huì)造成此處信號(hào)損失，影響日后PE燃?xì)夤艿拦芪粰z測(cè)及管網(wǎng)運(yùn)行管理工作。銅包鋼有專(zhuān)用接頭器，例如旋緊接頭器、三通接頭器，且連接強(qiáng)度高，只要施工人員將接頭處處理合格，就有很好的防水絕緣效果，有利于延長(zhǎng)示蹤線(xiàn)的使用壽命。盡管銅包鋁也有專(zhuān)用接頭器，但是由于銅與鋁的化學(xué)活性差異較大，一旦接頭防腐處理不好，被土壤中的液體侵濕，會(huì)形成原電池，進(jìn)而加速銅包鋁示蹤線(xiàn)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，一般1～2a內(nèi)就會(huì)完全腐蝕斷掉，從而失去示蹤作用。
③銅芯電線(xiàn)的防腐保護(hù)層為PVC材料，其防水、防腐功能較好，但PVC材質(zhì)容易老化，使示蹤線(xiàn)使用壽命縮短；銅包鋼與銅包鋁的外防腐層為聚乙烯材質(zhì)，即與PE管為同一材質(zhì)，在具備了較好的防水性、防腐性的前提下，保證了與一起敷設(shè)的PE管道具有相同的使用壽命。
④理論上示蹤線(xiàn)只要能夠連通導(dǎo)電即可，但實(shí)際的燃?xì)夤こ淌┕ぶ校x擇示蹤線(xiàn)要考慮到需要有一定的抗拉強(qiáng)度，如果示蹤線(xiàn)強(qiáng)度不夠，往往會(huì)在管道回填土或地面有下沉?xí)r被拉斷而失去作用。在施工的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)示蹤線(xiàn)被拉斷的現(xiàn)象，因此，選擇示蹤線(xiàn)時(shí)不僅應(yīng)考慮探測(cè)信號(hào)的強(qiáng)弱，也要考慮示蹤線(xiàn)自身材質(zhì)的強(qiáng)度，以減少施工中出現(xiàn)拉斷問(wèn)題[3]。
6 結(jié)論
銅包鋼示蹤線(xiàn)在強(qiáng)度方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在傳導(dǎo)探測(cè)信號(hào)方面也能夠滿(mǎn)足探測(cè)示蹤需要，施工也較方便，如果接頭防腐處理能做好，這種示蹤線(xiàn)性?xún)r(jià)比最高。
銅芯電線(xiàn)示蹤線(xiàn)對(duì)探測(cè)信號(hào)的傳導(dǎo)最優(yōu)，但是接頭部位防腐做法較簡(jiǎn)陋，不能保證接頭部位的防腐質(zhì)量，且強(qiáng)度稍差，因此，銅芯電線(xiàn)不宜作為埋地燃?xì)夤艿赖氖聚櫨€(xiàn)。
銅包鋁示蹤線(xiàn)在強(qiáng)度、傳導(dǎo)信號(hào)方面均沒(méi)有優(yōu)勢(shì)町言，若接頭防腐處理不好，1～2a內(nèi)就會(huì)完全腐蝕斷掉，因此，不宜作為埋地燃?xì)夤艿赖氖聚櫨€(xiàn)。
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