管線層破損在意義上是不可避免的,因此我們需要管道進(jìn)行全線的測(cè)試與分析,了解管道破損程度,查明防護(hù)保溫層失效的原因,從而采取相應(yīng)的修補(bǔ)措施,防止或減緩腐蝕的發(fā)生與發(fā)展。層檢漏有兩類方法:一是高壓電火花檢測(cè)儀器,用于新建管道層施工質(zhì)量檢查;對(duì)于老管道層評(píng)價(jià),常用不開挖檢測(cè)技術(shù)。
1.電火花檢漏
電火花檢測(cè)儀,又叫涂層微孔檢測(cè)儀,它已成為石油工程建設(shè)質(zhì)量檢驗(yàn)的工具。檢測(cè)原理:金屬表面層過(guò)薄、漏鐵微孔處的電阻值和氣隙密度都很小,當(dāng)儀器的電壓(2~36kV)探針經(jīng)過(guò)微孔缺陷處時(shí),氣隙被擊穿產(chǎn)生火花放電,儀器自動(dòng)發(fā)出警報(bào)信號(hào);不打火花合格。
2.不開挖檢測(cè)技術(shù)
對(duì)于埋地舊長(zhǎng)輸管道,大面積開挖檢查在大多數(shù)情況下是客觀條件不允許的,也不經(jīng)濟(jì)。因此,大都采用不開挖檢測(cè)。
(1)標(biāo)準(zhǔn)管地電位(P/S)檢測(cè)技術(shù)
這是一種控制不銹鋼管件管道外腐蝕,監(jiān)控陰保護(hù)效果的測(cè)試技術(shù)。通常在陰保護(hù)狀態(tài)下,測(cè)量1km~1.5km沿管道布置的測(cè)試點(diǎn)處的管地電位。但在某一點(diǎn)測(cè)得的電位,是靠近測(cè)試點(diǎn)布置的參比電附近若干層缺陷電位綜合值。該方法優(yōu)點(diǎn)是可提供管道保護(hù)狀態(tài)及計(jì)算機(jī)化自動(dòng)采樣,但缺點(diǎn)是在高阻土壤和淺埋管道上可能指出并不存在的缺陷和不能測(cè)出較小缺陷。
(2)電流排放檢測(cè)技術(shù)
這是一種確定地下管道陰保護(hù)所需電流量以及從某一點(diǎn)所能保護(hù)的范圍,或確定層已破損管道陰保護(hù)所需增加電流量的技術(shù),也稱電流檢測(cè)。使用便攜電源和臨時(shí)陽(yáng)作為臨時(shí)陰保護(hù)系統(tǒng),調(diào)節(jié)輸出使之達(dá)到所需的匯流點(diǎn)電位,然后距匯流點(diǎn)不同距離測(cè)量電位變化,直到喪失保護(hù),確定出保護(hù)范圍。也可用來(lái)確定管道層的平均電阻率,間接反映層破損情況。該方法缺點(diǎn)是層電導(dǎo)率為所測(cè)長(zhǎng)度的平均值,不能斷定是良好層上的大缺陷,還是劣質(zhì)層上的小缺陷。硫酸銅參比電萬(wàn)用表測(cè)試樁引線、儀器配置與接線
(3)變頻選頻檢測(cè)技術(shù)
衡量層質(zhì)量好壞的重要參數(shù)是其絕緣電阻(Ω·㎡),絕緣電阻數(shù)值越高,層質(zhì)量越好。一般認(rèn)為,絕緣電阻在10000Ω·㎡以上為優(yōu),低于1000Ω·㎡即認(rèn)為已失去性能。管道層分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(按照絕緣電阻率)等級(jí)優(yōu)良可差劣絕緣電阻率(Ω·㎡)>10000、5000~10000、3000~5000、1000~3000、<1000要了解層絕緣質(zhì)量,向管道上加一個(gè)電信號(hào),通過(guò)電信號(hào)沿管道傳輸衰耗的變化求得層絕緣電阻??恐苯舆B接在管段兩端的兩臺(tái)接收機(jī),找出交流信號(hào)沿管道的衰減值,間接計(jì)算出被測(cè)段外層的絕緣電阻率的平均值。其優(yōu)點(diǎn)是不用沿管道一步一步測(cè)量,可以測(cè)量埋地管道任意長(zhǎng)度管段的層絕緣電阻;缺點(diǎn)是不能確定漏點(diǎn)位置,且層破損嚴(yán)重時(shí)無(wú)法使用。這種方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以定期檢測(cè)管道層的變化,使管道的維修變得有數(shù)字依據(jù),加化。人們可以利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)與以前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,確定是否需要管道維修,從根本上改變了目前管道“只是被動(dòng)應(yīng)付事故、事后維修”的局面,可以主動(dòng)地、有目標(biāo)地提出維修計(jì)劃,做到預(yù)防為主。
(4)電流梯度檢測(cè)技術(shù)(ACCG)
對(duì)管道施加一交流電流信號(hào),在管道周圍形成磁場(chǎng),通過(guò)沿管道檢測(cè)該電流信號(hào)在管道中的衰減狀況,來(lái)確定層破損位置。沿管道流動(dòng)的電流信號(hào)大小取決于管道的自身性質(zhì)與管道層狀況,當(dāng)管道層狀況良好時(shí),電流信號(hào)將按一恒定的衰減率減小。當(dāng)層有破損時(shí),由于管道與大地土壤直接接觸,信號(hào)電流將由此大量流出管道,造成沿管道流動(dòng)的信號(hào)電流衰減率突增,電流信號(hào)突然減小,由此來(lái)確定管道層破損位置。以電流的對(duì)數(shù)值隨距離變化的變化率和距離作圖,既能對(duì)整段管道層狀況進(jìn)行評(píng)估,也能對(duì)破損點(diǎn)進(jìn)行定位。這種探測(cè)方法優(yōu)點(diǎn)是不接觸地面測(cè)量,所以地面狀態(tài)不影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。無(wú)論何種路面,是干燥還是潮濕,對(duì)測(cè)量結(jié)果都沒(méi)有影響。缺點(diǎn)易受雜散電流影響,電流梯度法在觀察測(cè)試結(jié)果時(shí)不如電位梯度法直觀,要經(jīng)過(guò)計(jì)算才能得出結(jié)果。
(5)直流電位梯度檢測(cè)技術(shù)(DCVG)
直流電位梯度檢測(cè)技術(shù)(DCVG)技術(shù)將直流信號(hào)(可借助于陰保護(hù)電流)施加于管道上,然后利用的直流電壓表和兩支飽和硫酸銅參比電來(lái)測(cè)取管道沿線的電位梯度。當(dāng)兩之間(可間隔2m)出現(xiàn)明顯差別,說(shuō)明有涂層破損點(diǎn)。該方法優(yōu)點(diǎn)是可提供缺陷尺寸大小,指示腐蝕是否進(jìn)行,不易受管道上方電網(wǎng)干擾,缺點(diǎn)是不能遠(yuǎn)距離測(cè)量且受環(huán)境因素及管道覆蓋層絕緣性影響較大,在鋪有絕緣層(如瀝青)或阻抗較大的地質(zhì)環(huán)境下不能使用。這種方法可檢測(cè)地下2m以內(nèi)、1c㎡以上的破損裸漏點(diǎn),定位精度在±0.5m范圍內(nèi)。
(6)近間距管/地檢測(cè)技術(shù)(CIPS)
近間距管/地檢測(cè)技術(shù)(CIPS)也稱近間距化電位檢測(cè),與標(biāo)準(zhǔn)管/地電位檢測(cè)相似,但是在小間距(1m~5m)。它使用頻率為非對(duì)稱的直流脈沖信號(hào)(1/3s“開”,2/3s“關(guān)”)加載到管道上,由管地電位與距離的關(guān)系,評(píng)價(jià)不銹鋼彎頭管道層保護(hù)狀況,需要和管道接觸測(cè)量。但缺點(diǎn)是測(cè)試人員工作強(qiáng)度也相應(yīng)增大,并且由于需要拖拉電纜而限制使用范圍,尤其不適應(yīng)野外操作。這種方法對(duì)層破損點(diǎn)的定位精度在士lm范圍內(nèi)。
(7)電化學(xué)暫態(tài)檢測(cè)技術(shù)
埋地管道層缺陷包含兩個(gè)方面:層破損和層剝離。對(duì)于層剝離的檢測(cè),以上檢測(cè)技術(shù)都無(wú)能為力。近年來(lái)開始缺陷檢測(cè)方面,目前取得了成果。其檢測(cè)原理如下:利用層的高絕緣性能和層破損、剝離時(shí)的電化學(xué)參數(shù)阻容效應(yīng)不同,來(lái)檢測(cè)判斷層是破損還是剝離。當(dāng)層破損時(shí),層歐姆電阻較小,層電容值相應(yīng)增大,而由于陰保護(hù)的作用,化阻力值較大;出現(xiàn)剝離時(shí),由于腐蝕導(dǎo)致管體化阻力值較小,界面電容較大,層由于未破壞,故其歐姆值相對(duì)較大,層電容值仍很小。所以這兩種狀態(tài)下的等效電路參數(shù)是不同的,對(duì)的電信號(hào)響應(yīng)也是不同的。故當(dāng)某一頻率激勵(lì)信號(hào)施加到管道上時(shí),測(cè)量其管地電位信號(hào)的響應(yīng)曲線,根據(jù)等效電路的分析,就能分析判斷層是否存在剝離。目前此種檢測(cè)技術(shù)裝置正在研制中。