龍幽清（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院， 江蘇 南京 210036）

埋地壓力管道檢測(cè)技術(shù)探析

龍幽清（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院， 江蘇 南京 210036）

管道檢測(cè)是預(yù)防管道事故、保證管道安全運(yùn)行的重要手段。本文闡述了埋地壓力管道常見(jiàn)的故障類(lèi)型及其成因，詳細(xì)介紹了埋地壓力管道的Pearson檢測(cè)法、變頻-選頻檢測(cè)法、多頻管中電流法等常用檢測(cè)技術(shù)，希望為管道企業(yè)或有關(guān)部門(mén)進(jìn)行針對(duì)性的管道維護(hù)提供理論參考和技術(shù)支持。

埋地；壓力；管道；檢測(cè)；

壓力管道是進(jìn)行石油、天然氣等介質(zhì)輸送的重要手段，隨著社會(huì)的高速發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型，壓力管道的輸送里程、分布地域越來(lái)越廣泛，因此，保證壓力管道的正常運(yùn)輸和安全運(yùn)行意義十分重大。但是，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，壓力管道多是進(jìn)行埋地敷設(shè)，難以進(jìn)行開(kāi)挖監(jiān)測(cè)，因此檢測(cè)難度大幅上升。選擇合適的監(jiān)測(cè)設(shè)備，制定完整的監(jiān)測(cè)手段，是進(jìn)行埋地壓力管道安全檢測(cè)的重中之重。

1 埋地壓力管道常見(jiàn)問(wèn)題及成因

埋地壓力管道在介質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程中，常受到內(nèi)、外部等影響因素，使管道發(fā)生泄漏、穿孔、破裂等問(wèn)題，嚴(yán)重影響埋地管道的正常運(yùn)行。管道發(fā)生泄漏、穿孔、破裂等問(wèn)題的最主要原因是由于管道發(fā)生了電化學(xué)腐蝕、疲勞腐蝕、物理腐蝕等腐蝕問(wèn)題。引起管道腐蝕的情況很多，主要有：①管道內(nèi)部輸送介質(zhì)具有腐蝕性，而管道防腐措施不夠，會(huì)引起管道內(nèi)壁發(fā)生腐蝕，主要表現(xiàn)為厚度減??；②介質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程具有一定的速度和動(dòng)能，會(huì)對(duì)管道拐角等部位造成沖擊，因此引起幾何不連續(xù)的管道內(nèi)壁厚度減?。虎塾捎诜蹠r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，管道內(nèi)壁防腐層發(fā)生自然老化或陰極保護(hù)效果失效等引起的防腐效果減弱甚至失效；④管道生產(chǎn)過(guò)程中由于防腐涂層、回填工藝等技術(shù)不到位而造成缺陷是引起管道外部腐蝕的重要因素；⑤管道受到周期性振動(dòng)或頻繁振動(dòng)會(huì)引起管道的疲勞損傷，繼而引發(fā)電偶腐蝕，這種情況多發(fā)生于埋在道路交叉口的管道中。此外還有受到復(fù)雜分布、方向多變的周?chē)紊㈦娏骰蛘吖I(yè)廢液侵蝕而引起的腐蝕等。

2 埋地壓力管道的常用檢測(cè)技術(shù)

進(jìn)行壓力管道檢測(cè)，除了檢查排查設(shè)計(jì)、制造和安裝過(guò)程中可能留下的問(wèn)題外，更多的是對(duì)管道腐蝕情況進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)前，埋地壓力管道檢測(cè)是特種設(shè)備安全監(jiān)察中較為薄弱的環(huán)節(jié)，但國(guó)內(nèi)外針對(duì)防腐涂層的檢測(cè)技術(shù)也在逐漸趨于成熟。針對(duì)不同的輸送介質(zhì)、管道材料、土壤環(huán)境等，需要采用不同的檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備。

（1）Pearson檢測(cè)法 Pearson檢測(cè)也稱(chēng)為電壓差檢測(cè)法，該檢測(cè)方法的工作原理和操作方法較為簡(jiǎn)單。檢測(cè)過(guò)程中，首先在管道和大地兩者之間施加相應(yīng)的交變信號(hào)，如果管道防腐涂層出現(xiàn)破損點(diǎn)時(shí)，那么交變電流在經(jīng)過(guò)該處時(shí)就會(huì)發(fā)生流失損失想象，因此在遠(yuǎn)離破損點(diǎn)的距離電流密度會(huì)減小，而在破損點(diǎn)上方則會(huì)形成一個(gè)交流電壓梯度。在具體的實(shí)施過(guò)程中，操作人員需要腳穿鐵釘鞋，手握探針拾取電壓信號(hào)并通過(guò)電纜傳送到接收裝置，接收端通過(guò)濾波放大后，可顯示檢測(cè)結(jié)果。目前，較具代表性的是由我國(guó)江蘇某儀器廠(chǎng)開(kāi)發(fā)的基于該測(cè)試技術(shù)的SL系列檢測(cè)設(shè)備。該方法可以在不對(duì)埋地管道開(kāi)挖的情況下，準(zhǔn)確探測(cè)金屬管道的走向、深度以及防腐涂層破損點(diǎn)的個(gè)數(shù)、大小、位置和距離等，具有較高的識(shí)別度和較快的檢測(cè)速度。同時(shí)，該檢測(cè)技術(shù)需操作人員全程步行檢測(cè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)對(duì)水泥和瀝青地面會(huì)產(chǎn)生接地難等問(wèn)題，在一定程度上限制了其使用范圍。

（2）變頻-選頻檢測(cè)法 變頻-選頻檢測(cè)法是國(guó)內(nèi)首先提出的一種檢測(cè)方法，該方法通過(guò)比較被測(cè)段與標(biāo)樁段加載功率的變化進(jìn)行檢測(cè)。操作時(shí)，首先在被測(cè)管道的某個(gè)標(biāo)樁管體和大地之間加載一定管路的交變信號(hào)，在另一檢測(cè)處檢測(cè)該處管道與大地之間的信號(hào)，并同步改變接、發(fā)頻率直到接收頻率達(dá)到發(fā)射頻率的5%，此時(shí)即可認(rèn)為“交變信號(hào)損耗殆盡”，然后根據(jù)土壤特性、管體長(zhǎng)度直徑、管壁厚度等相關(guān)物理量進(jìn)行漏電阻計(jì)算。該方法操作簡(jiǎn)單，可以方便的進(jìn)行管道的快速普查，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，但實(shí)際檢測(cè)時(shí)只能給出某段內(nèi)的平均漏電阻，不能給出防腐涂層的具體破損點(diǎn)，且計(jì)算過(guò)程涉及較多的物理量，容易引起較大的認(rèn)為誤差。

（3）多頻管中電流檢測(cè)法 多頻管中電流檢測(cè)法又稱(chēng)為電流衰減法，是國(guó)內(nèi)外運(yùn)用較為成熟的檢測(cè)方法之一。該方法的工作原理是通過(guò)某一頻率電流在管道內(nèi)部產(chǎn)生的電流和磁場(chǎng)變化而確定防腐涂層狀況的。在具體操作時(shí)，先由發(fā)射機(jī)向管道內(nèi)發(fā)射一定頻率的信號(hào)電流，該信號(hào)電流在通過(guò)管道時(shí)會(huì)輻射磁場(chǎng)，若管道周?chē)栏瘜訝顩r良好，則電流信號(hào)可以平穩(wěn)傳輸，且磁場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)減弱。若管道周?chē)霈F(xiàn)防腐層老化或破損時(shí)，電流信號(hào)或出現(xiàn)流失或減小，磁場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)減弱。根據(jù)電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化可以準(zhǔn)確的判斷管道內(nèi)部的防腐層情況。該檢測(cè)方法屬于非接觸地面測(cè)量方法，可以快速的、長(zhǎng)間距的探測(cè)整條管道的狀況，但同時(shí)也存在容易受外界電流干擾、測(cè)量結(jié)果不直觀等問(wèn)題。

（4）其他常用檢測(cè)方法 除上述三種檢測(cè)方法，還有利用萬(wàn)用數(shù)字表與CSE參比電極對(duì)管道自然電位和保護(hù)電位進(jìn)行測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)管/地電位檢測(cè)法，利用毫伏表對(duì)管道檢測(cè)部位的地面進(jìn)行電位梯度檢測(cè)的直流電壓梯度測(cè)試法等，當(dāng)今檢測(cè)技術(shù)處于尖端地位、可以提供詳細(xì)檢測(cè)情況的檢測(cè)方法是密間歇電位測(cè)量法以及無(wú)損探測(cè)等。

3 結(jié)語(yǔ)

壓力管道已成為能源輸送的強(qiáng)有力工具，定期進(jìn)行安全檢測(cè)是保證管道安全運(yùn)行、正常工作的重要手段。進(jìn)行埋地管道檢測(cè)的方法很多，但要根據(jù)土壤特性、輸送介質(zhì)、檢測(cè)目的等進(jìn)行選擇，最終實(shí)現(xiàn)管道檢測(cè)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)便捷。

［1］王朝暉，石永春，等.管道檢測(cè)技術(shù)［J］.管道技術(shù)與設(shè)備，1999，（1）：40-41.

［2］何仁洋.我國(guó)壓力管道的運(yùn)行維護(hù)與檢驗(yàn)技術(shù)研究［J］.鍋爐壓力容器安全技術(shù)，2003，（4）：1-4.