郭超 張連軍 趙帥 安海燕

中石油管道公司長(zhǎng)慶輸油氣分公司 

［摘 要］ 本文詳細(xì)介紹了PCM+的工作原理、儀器安裝，以及在長(zhǎng)輸管道防腐層缺陷點(diǎn)查找實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)注意的事項(xiàng)。

［關(guān)鍵詞］ PCM+ 長(zhǎng)輸管道 防腐層缺陷點(diǎn) 

近年來(lái)，長(zhǎng)慶輸油氣分公司所轄惠寧、中銀、鳴紅水線管道防腐層老化嚴(yán)重，惠銀、石蘭等新建3PE管道防腐層補(bǔ)口質(zhì)量較差，不規(guī)范施工及機(jī)械損傷造成防腐層存在多處缺陷。為了準(zhǔn)確找出防腐層缺陷點(diǎn)并快速實(shí)施修復(fù)，以延長(zhǎng)管道使用壽命，分公司廣泛應(yīng)用了PCM+管道電流測(cè)繪儀。 

1 PCM+工作原理 

PCM+管道電流測(cè)繪儀的工作原理，是通過(guò)發(fā)射機(jī)向管道發(fā)送多個(gè)頻率較低的交流信號(hào)，再用接收機(jī)從地面上遙測(cè)出地下管道中不同頻率的電流大小，見(jiàn)圖1、圖2。通過(guò)專用軟件分析電流衰減的變化特點(diǎn)，計(jì)算電流變化率、管段的電流/電壓衰減系數(shù)和絕緣性能參數(shù)，對(duì)電流的突變點(diǎn)進(jìn)行分析確認(rèn)是否為防腐層的缺陷點(diǎn)，并且能夠評(píng)估管段的防腐絕緣狀況。

2 儀器的安裝 

電源的安裝。如果是在室內(nèi)安裝發(fā)射機(jī)，可直接通過(guò)交流插座接220V的電源。如果是在室外使用，可使用20V～50V的直流供電電源，一般現(xiàn)場(chǎng)采用24V的充電電瓶。使用時(shí)要注意電瓶的極性，紅色接線接正極，黑色接線接負(fù)極。 

連接信號(hào)輸出線。將白色線與管道連接好，將綠色線與接地鋼釬連接好，接地鋼釬一般距離管道45米以外，接地電阻要低，保證良好的回路，在沙漠、戈壁等土壤電阻率大的地方，可以采用增加鋼釬數(shù)量或者利用管道周邊的電桿、通訊鐵塔等的接地作為接地極，降低接地電阻。確認(rèn)連接線都已連接妥當(dāng)后再按開(kāi)關(guān)按鈕開(kāi)機(jī)，調(diào)整合適的頻率和輸出電流即可。用戶可選擇的頻率有3種： ELF、ELCD、 LFCD。第一種是不帶電流方向的，后兩種是帶電流方向的，支持A字架檢測(cè)功能，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇合適的檔位。以長(zhǎng)慶分公司現(xiàn)在主營(yíng)的長(zhǎng)輸管道檢測(cè)為例，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)選擇的檔位是ELCD模式。輸出電流可供選擇的檔位有6個(gè)（ 100mA至3A），檔位的選擇受直流供電電源和工作回路影響，最大輸出功率取決于電壓。例如在管道上，當(dāng)輸入電壓為20Ｖ時(shí)僅能輸出300mA的最大電流，而輸入電壓為50Ｖ時(shí)則可輸出3Ａ的電流。 

接收機(jī)的安裝。取出屏幕下方的電池盒，安裝兩節(jié)1號(hào)電池。安裝時(shí)要注意電池的極性。進(jìn)行缺陷點(diǎn)查找時(shí)將A字架與接收機(jī)連接，安裝好后按開(kāi)關(guān)鈕開(kāi)機(jī)即可工作。 PCM+設(shè)備在連接A字架后需要按頻率選擇鍵切換到ACVG檔位才可以進(jìn)行A字架的檢測(cè)工作。

3 防腐層缺陷點(diǎn)查找 

傳統(tǒng)的缺陷點(diǎn)定位方式是利用接收機(jī)沿管道每隔50米或100米讀取一次電流值，當(dāng)出現(xiàn)大的電流衰減時(shí)再利用A字架進(jìn)行精確的定位。隨著近年來(lái)3PE防腐層管道的大范圍應(yīng)用，現(xiàn)已經(jīng)不采用這種方法。因?yàn)殡娏餍盘?hào)在這類防腐層上衰減并不明顯，僅靠判斷電流衰減會(huì)錯(cuò)過(guò)很多缺陷點(diǎn)。因此，目前多采用密間隔插A字架的形式來(lái)進(jìn)行防腐層缺陷點(diǎn)查找，一般插架間隔為3～5米，如圖3所示。

A字架的檢測(cè)原理概括為一句話，就是信號(hào)方向總是指向缺陷點(diǎn)。 A字架測(cè)試時(shí)，屏幕上顯示DB值和指示方向，當(dāng)管道防腐層沒(méi)有缺陷時(shí)，管道上方的磁場(chǎng)均勻分布，這時(shí)屏幕上顯示微弱的DB值讀數(shù)，由于電流很小無(wú)法觸發(fā)指示方向，所以是無(wú)規(guī)律閃動(dòng)。當(dāng)防腐層出現(xiàn)缺陷時(shí)，磁場(chǎng)在缺陷處發(fā)生變化，一旦進(jìn)入變化的磁場(chǎng)范圍內(nèi)，信號(hào)指示方向不再無(wú)規(guī)律閃動(dòng)，而是固定指向前方， DB值也隨之增大。這個(gè)時(shí)候就要縮短插架距離加密測(cè)試，當(dāng)A字架插在缺陷點(diǎn)正上方時(shí)，由于橫向切割了磁力線，屏幕上顯示的DB值反而變小，信號(hào)指示又變得閃爍不定，但再往前移動(dòng)一個(gè)A字架的距離， DB值又再次變大，信號(hào)指向反方向，隨著遠(yuǎn)離缺陷點(diǎn)的中心位置DB值又逐漸減小。通過(guò)多次測(cè)量即可確定出缺陷點(diǎn)的中心位置。 

在這里需要強(qiáng)調(diào)的是： DB值最強(qiáng)的點(diǎn)并不是缺陷點(diǎn)的正上方位置，它一般出現(xiàn)在距離缺陷點(diǎn)1個(gè)A字架間距的位置，即距離缺陷點(diǎn)1米左右。

如果在A字架模式下檢測(cè)不出防腐層缺陷點(diǎn)，應(yīng)首先打開(kāi)接頭護(hù)套判斷A字架接線是否損壞。因?yàn)锳字架接線是易損件，測(cè)試過(guò)程中很容易造成接頭處內(nèi)部觸點(diǎn)開(kāi)焊。然后檢查與儀器的接口位置是否接觸良好，由于PCM+接收機(jī)的A字架接口由原來(lái)的3根粗針接口變成了8針的小接口，一旦進(jìn)入異物后會(huì)造成接觸不良而影響測(cè)試。排除這兩項(xiàng)后仍不能正常工作可判斷為A字架損壞。對(duì)此現(xiàn)場(chǎng)通常采取的辦法是，每次工作前在測(cè)試樁上模擬一個(gè)缺陷點(diǎn)，也就是在測(cè)試樁上接一個(gè)鋼釬來(lái)判斷A字架是否有明顯指向。2013年12月，長(zhǎng)慶分公司在馬惠線排查防腐層缺陷點(diǎn)時(shí)，由于天氣寒冷，土壤凍結(jié)嚴(yán)重，加之測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致A字架探針接線松動(dòng)脫落，無(wú)法檢測(cè)防腐層缺陷。后對(duì)接頭內(nèi)部觸點(diǎn)進(jìn)行了焊接修復(fù)，設(shè)備才恢復(fù)正常工作。 

4 注意事項(xiàng)

4.1 發(fā)射機(jī) 

發(fā)射機(jī)應(yīng)安放在干燥通風(fēng)的地方，防止太陽(yáng)暴曬和雨淋，一旦下雨打雷，要立刻關(guān)閉電源，切斷與管道的連接，避免遭到雷擊。發(fā)射機(jī)要有良好的信號(hào)輸出回路，與管道連接和接地鋼釬的觸點(diǎn)要良好。接線不能接反，否則PCM +接收機(jī)的電流指示箭頭會(huì)指向錯(cuò)誤方向，因?yàn)檫@時(shí)候加到管道上方的電流是從管道流入大地，而不是從大地流入管道，所以可能對(duì)管道防腐層產(chǎn)生不良影響。在沒(méi)有確認(rèn)所有外置接線都連接好的情況下不要開(kāi)機(jī)。 

4.2 接收機(jī) 

接收機(jī)在測(cè)試時(shí)要保持與管道走向垂直，這樣才能得到真實(shí)的數(shù)據(jù)。在安裝發(fā)射機(jī)的50米范圍內(nèi)不要進(jìn)行讀數(shù)，因?yàn)樵谶@個(gè)范圍內(nèi)發(fā)射機(jī)電流的強(qiáng)度對(duì)接收機(jī)采集數(shù)據(jù)影響很大，需要離開(kāi)這個(gè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)試。更換發(fā)射機(jī)安裝位置后再對(duì)該區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。 2011年10月，長(zhǎng)慶分公司利用PCM+對(duì)石蘭線195#—196#樁泄漏報(bào)警定位管段進(jìn)行地面檢漏時(shí)，發(fā)射機(jī)安裝在195#測(cè)試樁處，經(jīng)過(guò)測(cè)試，此段無(wú)防腐層缺陷點(diǎn)�？紤]到泄漏報(bào)警定位系統(tǒng)不可能無(wú)緣無(wú)故報(bào)警，測(cè)試人員決定將發(fā)射機(jī)安裝位置移到196#測(cè)試樁處再次對(duì)該管段進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)進(jìn)行到195#樁時(shí)，防腐層缺陷點(diǎn)出現(xiàn)了，經(jīng)開(kāi)挖驗(yàn)證確定是盜油卡子。 

4.3 A字架測(cè)試 

利用 A字架檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)防腐層異常時(shí)要進(jìn)行多次檢測(cè)才能定位缺陷的中心位置，必要時(shí)通過(guò)十字交叉法進(jìn)行定位。測(cè)試時(shí)要保證A字架的腳釘與地面接觸良好，在非常干燥的地面可通過(guò)灑水來(lái)增加接觸程度。在測(cè)試過(guò)程中還要注意A字架的方向不要弄反，綠色腳釘朝前，這樣檢測(cè)人的行進(jìn)方向和指示方向是一致的。 2015年8月，長(zhǎng)慶分公司烏海站對(duì)所轄敷設(shè)在烏蘭布和沙漠腹地的寧石化成品油管道進(jìn)行地面檢漏未發(fā)現(xiàn)防腐層漏點(diǎn)。帶著疑問(wèn)，分公司管道技術(shù)人員前往檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地踏勘、調(diào)研。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，認(rèn)為儀器無(wú)法檢測(cè)出防腐層缺陷點(diǎn)的原因可能是管道上方沙土異常干燥，導(dǎo)致A字架腳釘與地面接觸不良。隨后在管道正上方邊灑水邊測(cè)試，防腐層缺陷點(diǎn)逐一被查找出來(lái)。 

5 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，長(zhǎng)慶分公司利用PCM+ACVG功能對(duì)馬惠寧、石蘭、惠銀線重點(diǎn)管段進(jìn)行了多次地面檢漏工作，共發(fā)現(xiàn)防腐層缺陷點(diǎn)100余處。同時(shí)，寧夏石化成品油管道投產(chǎn)前，長(zhǎng)慶分公司組織各個(gè)輸油站對(duì)該管道進(jìn)行了防腐層檢漏，共發(fā)現(xiàn)防腐層缺陷點(diǎn)208處�？梢哉f(shuō)， PCM+在長(zhǎng)輸管道防腐層缺陷點(diǎn)查找中被廣泛應(yīng)用，為消除管道本體隱患，確保管道安全運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。 

參考文獻(xiàn)：

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[2] 耿鉑，余越全，王健健等． PCM管道電流檢測(cè)系統(tǒng)介紹及其應(yīng)用[J]. 腐蝕與防護(hù)，2002，（1）：21—23 

作者簡(jiǎn)介：郭超，男， 1983年生，工程師，本科學(xué)歷，畢業(yè)于陜西科技大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)主要從事管道安全管理工作。

《管道保護(hù)》2016年第4期（總第29期）