在DCVG檢測技術(shù)中,由于采用了不對稱信號,可以判斷管道是否有電流流入或流出,因而可以判斷管道在防腐層破損點是否有腐蝕發(fā)生。這是其他管道缺陷檢測方法所不具備的特點。
在陰極保護正常工作條件下,使用DCVG確定破損位置后,在遠(yuǎn)離破損點的地方將DCVG的兩根探極緊挨著插人工中,將毫伏表的指針凋到中心零位,然后一根探極放在破損點在地表中心點上,另一根探極放在遠(yuǎn)處地點,此時毫伏表納指針可能有4種指不情況,如圖6-3所示。
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在圖6—3所示的(c)和(d)兩種情況下可能有腐蝕發(fā)生。這4種情況可清楚地表明陰極保護的實際情況,所以埋地管道防腐層破損點是否有腐蝕發(fā)生與陰極保護有著密切的關(guān)系。在這4種情況中,最危險的情況為在有無陰極保護的條件下管道都呈陽極,這表明在此破損點沒有陰極保護電流流入,對管道沒有起到保護作用,在實際檢測中一旦發(fā)現(xiàn)這種情況就應(yīng)該對此破損點立即進行開挖、檢查和維修。
?、诂F(xiàn)場試驗及分析 1999年11月使用英國PIM公司的DCVG測試儀在秦皇島輸油公司豐潤一遷安段大約20 km的管道上進行了檢測,其目的是對DCVG技術(shù)在準(zhǔn)確確定破損點位置、評定破損等級以及預(yù)測破損點處管道的銹蝕情況等方面進行考察。在此次檢測中,DCVG技術(shù)檢測出了幾十個缺陷點,僅對其中的9個具有代表的點進行了開挖驗證,其檢測結(jié)果如表6—1。
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序號 | 位置 | DCVG檢測結(jié)果 | 開挖檢查結(jié)果 |
1 | 148#樁后183m | 缺陷面積較大 | 下面是管道拐彎的水泥固定墩,未將管道底部挖出 |
2 | 148#樁后150m | 地面電場呈帶狀 | 無明顯漏鐵點,右側(cè)有40cm×15cm的剝離 |
3 | 148#樁前250m | 缺陷面積較小 | 有2.5cm2和2cm2兩處破損,右側(cè)有20cm×20cm的剝離 |
4 | 151#樁后23m | 缺陷面積較小 | 多處破損,面積約為300cm2,管體下部涂層全部剝離 |
5 | 152#樁后197m | 缺陷面積較小 | 有一小漏點,直徑0.5cm,周圍涂層部分剝離 |
6 | 152#樁后210m | 缺陷面積很大 | 有兩處漏鐵點,分別為10cm×50cm和20cm×10cm |
7 | 156#樁前286m | 缺陷面積較大 | 左上方有15cm×15cm破損,右側(cè)下半邊剝離 |
8 | 156#樁前355m | 缺陷面積較大 | 管項部有5cm3破損,此處為補口處,管體下部為剝離 |
9 | 161#樁前230m | 缺陷面積較大 | 管項療有10cm2破損,管體下部為剝離 |
雖然只開挖了9個點,但從現(xiàn)場開挖的結(jié)果可以看出,DCVG技術(shù)在管道防腐層缺陷檢測中的誤檢率極低,可檢測出較小的破損點,且缺陷定位精度在十幾厘米范圍內(nèi)。該方法預(yù)測峋破損點等級與被開挖出的管道防腐層缺陷點的大小相符得很好。
在148#樁后150 m處,DCVG檢測出一缺陷點,%IR不大,但該處管道地表電場分布呈帶狀如圖6-2(d)所示。因此判斷此處可能為管道防腐層老化失效。開挖以后,發(fā)現(xiàn)此點雖無明顯的漏鐵點,但涂層已老化,用手敲擊管體發(fā)現(xiàn)管體右側(cè)有空響,剝開后有40 cm×15 cm的剝離,管體未發(fā)現(xiàn)腐蝕,由此可以看出,DCVG檢測技術(shù)通過地表電場的描述還可有效地區(qū)分缺陷點的性質(zhì)。DCVG技術(shù)在該段管道防腐層缺陷處的腐蝕判定中,未發(fā)現(xiàn)管道腐蝕現(xiàn)象,與實際開挖點的情況基本相符。
?、跠CYG技術(shù)與Pearson技術(shù)的比較 Pearson技術(shù)是40多年前就有的埋地管道涂層缺陷檢測方法,我國應(yīng)用該技術(shù)研制的檢測儀器稱為檢漏儀,是目前國內(nèi)應(yīng)用員為廣泛的檢測儀器之一。DCVG技術(shù)與Pearson技術(shù)采用不同的信號施加在管道上,DCVG技術(shù)采用的是直流信號,而Pearson技術(shù)采用的是交流信號。
a.1998年4月在北京輸油公司石樓泵站石化二線近300 m長的管道上使用DCVG與Pearson進行了對比試驗。石化二線與另一管道并行相距60 m遠(yuǎn),而且有均壓線相連。在此次柱測過程中,Pearson檢測僅發(fā)現(xiàn)一處缺陷,其位置為140 m處,開挖后未發(fā)現(xiàn)任何缺陷,可能是干擾引起的信號改變而誤認(rèn)為是涂層缺陷。DCVG檢測結(jié)果見表6—2。
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序號 | 缺陷位置/m | 電位差(1m)/mV | 開挖情況 |
1 | 72 | 200 | 未開挖 |
2 | 118 | 45 | 未開挖 |
3 | 130 | 25 | 未開挖 |
4 | 154 | 2 | 未開挖 |
5 | 166 | 10 | 管道頂部2cm2破損 |
6 | 179 | 20 | 未開挖 |
7 | 189 | 040 | 未開挖 |
8 | 200 | 30 | 未開挖 |
8 | 225.5 | 40 | 未開挖 |
10 | 237 | 30 | 未開挖 |
11 | 261.4 | 750 | 管道底部防腐涂層老化剝離,破損超過40cm2 |
通過對比測試,使用DCVG共檢測出11個缺陷點,開挖其中的兩個點,開挖結(jié)果與檢測結(jié)果完全相符。而Pearson檢測技術(shù)未檢測出此11個點,檢測出的一個點是誤檢點。由此可以看出,DCVG技術(shù)檢測缺陷的準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Pearson技術(shù),抗干擾能力較強,平行管道可以無需分離地進行單根檢測,而且操作者只需稍加培訓(xùn)就可測出精確結(jié)果。
從現(xiàn)場試驗的結(jié)果以及實際應(yīng)用的情況來看,Pearson檢測技術(shù)與操作者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系,該技術(shù)不能評定破損點的等級,不能預(yù)測破損點的腐蝕程度,抗干擾能力較差。
b.通過在秦皇島輸油公司所屬管道進行的現(xiàn)場實驗和開挖驗證,對DCVG技術(shù)在準(zhǔn)確確定破損點位置、評定破損等級以及預(yù)測破損點處管道的銹蝕情況等方面進行了考察。實踐證明,DCVG技術(shù)是最準(zhǔn)確的埋地管道涂層破損定位方法(±15 cm)。這種方法使用起來非常方便,操作者只需稍加培訓(xùn)就可測出精確結(jié)果。該儀器能夠測量穿過溝、河流、灌木叢等復(fù)雜地理環(huán)境酌埋地管道。測量時,只需一個人單獨進行檢測,另一個人記錄檢測數(shù)據(jù)和標(biāo)定破損點位置。這項技術(shù)可檢測出面積較小的破損點或間距較近的大破損點,平行管道可以無需分離地進行單根檢測。在有嚴(yán)重的交直流源干擾的地區(qū),這種檢測方法仍可有效使用。這項技術(shù)可與土壤電阻率等其他管道防腐蝕檢測方法一起進行測量,可以用于管道防腐蝕系統(tǒng)的評價。
由于DCVG技術(shù)在對管道防腐層破損點定位以及描述破損點特征時,需往復(fù)測試,測量過程較為繁瑣,因而無法自動記錄數(shù)據(jù),只能人工記錄。另外,這項技術(shù)不能直接給出礅損點處的管地電位,而是利用其他值進行計算得出,難免與實際情況有偏差:為了避免誤差,研制智能化的DCVG測試儀,通過一根與測試樁相連的電纜可準(zhǔn)確地測出破損點處管地電位,可以精確地判斷破損點面積的大小。目前,DCVG技術(shù)也可以通過結(jié)合“密間隔電位測試,(CIPS)技術(shù)以提高其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。CIPS技術(shù)可真實地記錄管道沿線的管地電位,可對管道防腐層和陰極保護效果進行總體評價。具體操作上,首先使用CIPS技術(shù)對管道進行總體檢測,根據(jù)CIPS的檢測結(jié)果對管道的保護狀況進行初步評價,根據(jù)這個評價結(jié)果,對存在缺陷的管段,再使用DCVG技術(shù)進行精確定位,缺陷嚴(yán)重程度用%IR值來評價分級,可得到更為準(zhǔn)確的埋地管道防腐蝕系統(tǒng)狀況的綜合評價結(jié)果,為管道維護和大修提供更為準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)依據(jù)。
(3)埋地管道地探儀檢測技術(shù)。地探儀采用多頻管中電流法,在不影響管道正常運行及不開挖情況下,可以對埋地鋼質(zhì)管道埋設(shè)位置、
埋深及防腐層狀況,尤其是防腐層破損點進行精確定位,便于及時修補。用長輸管道地探儀對34.8km埋地管道進行檢測,地面檢測結(jié)果通過現(xiàn)場開挖的事實證明,對該管道定位基本無偏差,深度測量誤差小于深度的5%,檢測露鐵點經(jīng)現(xiàn)場開挖,準(zhǔn)確率100%?,F(xiàn)用的地探儀是英國某公司生產(chǎn)的長輸管道地探儀,具有超大功率發(fā)射機(150W),超低頻4Hz的檢測頻率,可準(zhǔn)確地判定目標(biāo)管道位置、走向、管道埋地深度、管道防腐層破損點的準(zhǔn)確位置,定性顯示外防腐層破壞面積大小。
①國外埋地管道楦測技術(shù)現(xiàn)狀 目前,各國管道公司都已認(rèn)識到,即使管道運行已達到了設(shè)計質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),管道酌腐蝕、老化仍是不可避免的。因此,管道工業(yè)發(fā)達的美國、加拿大、西歐各國相繼開發(fā)各種管道儉測技術(shù),用于指導(dǎo)埋地管道的管理、維護、大修,幾種主要檢測技術(shù)的詳細(xì)情況見表6—3。