DM埋地管道检测仪在城市燃气金属管道外防腐层检测中的应用

4 4 - 石油和化工设备 2 0 1 5 年第1 8 卷 D M埋地管道检测仪在城市燃气金属管道外 防腐层检测中的应用 杨铁存，左坤，黄宇，杜洪波，邱兆荣 ( 四川 省特种设备检验研 究院， 四川 成都 61 o o 6 1 ) 摘要1介绍了D M 管道检测仪的设备组成和技术原理，用实例验证 了D M 技术能够有效用于城市燃气埋地管道缺陷的定位和 整体 防腐质 量的评价 。 关键词城市燃气管道；D M 管道检测仪；防腐层检测；评价 随着 我 国 国民经 济 总量 的增 长 ，城 市 规划 建设规模逐步加大 。城市燃气建设是城镇规划建 设中最基础的配套设施之一，而埋地压力管道又 是城市燃气管道 的重要组成部分 。埋地压力管道 的有 效检 测是 关 系安全 利 用城 市燃 气 的决 定 因 素，完整的外防腐层 能有 效地减缓管道腐蚀 的发 生 。管道 的敷设环境存在着复杂性和多变性 ，通 常情况 管道直接检测无法有效实现 。随着时 间的 推移 ，在道路施 工、土壤腐蚀 、地面沉降 、外力 作用等因素影响下，埋地管道的外防腐层出现老 化 ，严重时还将造 成防腐层脱落 、剥离 ，直接导 致 管道 出现 外腐蚀缺 陷发生 穿孔 ，引起管道介质 泄漏。青岛黄岛输油管线爆炸这一特别重大事故 已给人们敲响 了警钟 。正 因如此 ，使得 国家特别 重视城市燃气埋地管道的运行安全 1】 。 四川 1 省特种设备检验研究院管道 中心运用埋 地管道检测仪 ，在 大量开挖检测 、采集现场数据 的基础 上，进行数据分析 ，证实该仪器在城市燃 气埋地金属管道外 防腐层检测 中能够有效运用 ， 能够准确 定位管道 中心位置 、埋深及漏损点等 ， 为管道使用单位提供可靠 的数据参考 ，以便对管 道进行维护管理。 1埋地管道防腐层检测仪( DM) 的组成及技术原 理 1 1 DM设备组成 DM管道防腐层检测仪主要由DM超大功率发 射机 、DM彩屏接收机和数字A字架组成 ，其他标 准附件包括：加密防腐层评估系统软件 ，GP S ，信 号输 出线，地针 ，交直流 电源线 ，US B数据 线 ， 接收机充 电器，2 4 V锂电池等。 1 2 D M技术原理 DM发射机采用多频 、混频 电流 ，即含有直流 的超低频信号电流 ( 3 Hz 、4 Hz )、管道定位 电流 ( 9 8 Hz 、1 2 8 Hz 、5 1 2 Hz 、6 4 0 H z )、防腐层故 障定位电流 ( 6 Hz 、8 Hz )等 电流形式 。信号施加 在被 检管道上 ，通过大地形成 电流 回路并在 管道 周围形成 电磁场 。该 电磁场 的强度与管道中的 电 流强度有关。将接 收机 的频率调至与发射机一致 时即可得到管道 中任 意一 点的电流强度 。电流信 号在 沿管道传播 的过程 中，管道防腐层不存 在绝 缘 故障点时，管道 中的混频 电流随着传播距离的 增加 而均匀地衰减 。而造成混频 电流的衰减发生 不均匀变化的重要 原因是 防腐层绝缘 电阻率的变 化，绝缘 电阻率 的高低取决于防腐层 的整体质量 2 - 4 1 。运用这一技术原理 ，不仅能精准定位管道位 置 ，还能 自动计算出管道 防腐层 的绝缘 电阻率 ， 参照表1 绝缘 电阻评估标准 ，能直观地评价被检管 道的防腐层总体质量。漏损点的确定方法即交流 电压梯度法 ( AC VG)。检验人员沿着被检管道 正上方行走 ，配合A字架 ，每2 5 m采集最大电压 差 ，当防腐层存在 漏损点时，在漏损 点位会形成 一 个漏磁场 ，通过A字架采集到漏磁场就能查找定 位漏损点的位置 ，如图1 。 - _ - - _ _ 。 。 作者简介：杨铁存 ( 1 9 7 5 一)，男，河南信阳人，四川省建筑职 业技术学院毕业，大学专科，工程师。现在I) l l 省特种设备检验研 究院从事承压类特种设备监督检验、定期检验、无损检测工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第1 期 杨铁存等 D M埋地管道检测仪在城市燃气金属管道外防腐层检测中的应用 一 一 表1 防腐层评价等级划分及修复规定 编 号 1 2 3 4 5 防腐层等级 一级 二级 三级 四级 五级 优 劣程度 优 良 可 差 劣 绝缘 电阻参数 ( Q m 2 ) 1 0 0 0 0 6 0 0 0 - 1 0 0 0 0 3 0 0 0 - 6 0 0 0 1 0 0 0 - 3 0 0 0 1 0 0 0 老化轻微 ，无剥离 老化 较轻 ，基本 老化较严重 ，有剥 老化程度及表现 基本无老化 离和较严重 的吸水 老化和剥离严重 ， 和损坏 完整，沥青发脆 轻剥即掉 现象 母二年为一刷劂进 每年 进行检 漏和 加密测点进行小区 修复规定 暂不维修和补漏 大修 行检漏和修补作业 修补 段修补 _嘹_ _ - _ 一l_一 - | i r 图1 漏损点查找示意图 2 D M检测技术在城市燃气埋地金属管道检测中 的应用 2 1 检验前准备 2 1 1 检验前准备资料的搜集 检验工作开始前应收集管道的相关资料 ，如 管道分布图 ( 分支图)、输送介质、输送压力、 电法保护运行记录 、阴极保护系统故障记录、管 道修理或改造 的资料 、管道事故或失效资料、管 道周 围的其他施工活动、管道的 电法保护 日常检 查记录等。 2 1 2 检验点的选择及设备架设 查看检验 前收集 的管道分布 图，尽 可能选择 阀门、阀室 、调压箱 、阴极保护桩、出入地端而 且周 围土壤环境潮湿 ( 土壤 电阻率回路 电阻小 ) 的地 点作为检测点 ，并尽量避开外界杂 散 电流干 扰区域。检测设备架设并接通信号后，先用接收 机 查找 管道 位置 ，定 位管 道 后读 出管 中电流 强 度 ，读 出的数值在 1 0 0 2 0 0 mA最为适宜 。电流强 度太低时会受到其他线路 ( 如光缆 、电缆 )的干 扰而不利管道的检测 ，太 高时也会影响漏损 点定 位 ( 如市政实施接地扁铁形成磁场的干扰 )。 2 2检验记录和排查 2 2 1 管道 电流强度记录 管 中电流强度值一般应每 1 5 3 0 m采集并记录 一 个点 。采集过程 中应注意避开三通 、弯头 以及 可能存在杂散 电流干扰的位 置 ，达到尽可 能提 高 采集数据真实性的 目的。 2 2 2管道防腐层漏损点排查 在管道检测过程 中，检测 人员应沿管道 正上 方平行移动测试 ，每3 5 m进行一次防腐层漏损点 的查找 ，并在检测点的前后、左右四个位置进行 地表 电位梯度 测试 。发现异 常时应将检测频率从 3 5 m 调整为逐步检测，并在异常点位置进行四方 验证，待读数 稳定后记录所有指示箭头、d b 值稳 定的防腐层漏损 点，d b 值应 为检测 时读取到 的最 大值 。 3 现场检验实例 中石 油某 天 然气 公 司委 托 我 院对 某 管道 进 行检测。该管道起于某配气站，未施加阴极保护 装置 。管道沿农 田敷设 ，途经某村委会 ，止于某 分流主道 阀井 。该管道与另一条管线同沟 敷设， 并在某分流主道阀井分开敷设。该管道有两种规 格 ，1 5 9 6 管道长度为 1 0 9 8 k m ( 地面 测量长 度)，1 0 8 X5 管道长度为0 9 1 4 k m ( 地面测量长 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 杨铁存等 D M埋地 管道检测仪在 城市燃气金属管道外防腐层检测 中的应用 一 4 7一 表3 防腐层评级表 序号 管段位置 ( m ) 管段长度( m ) 绝缘电阻( Q m 2 ) 防腐层分级 l 2 0 0 4 0 0 2 0 O 0 1 4 5 3 差 2 4 0 0 6 O 0 2 O 0 O 3 4 0 8 可 3 6 0 0 8 0 0 2 0 0 O 2 0 0 0 0 优 4 8 0 0 1 0 0 0 2 O O O 5 4 6 劣 5 1 0 0 0 1 2 0 0 2 0 O O 1 3 4 8 差 6 1 2 0 O 1 4 0 0 2 0 0 O 2 0 0 0 0 优 7 1 4 0 0 1 6 0 O 2 0 O O 3 0 l 劣 8 1 6 0 0 1 8 0 0 2 0 0 0 5 1 3 1 良 9 1 8 0 0 2 0 0 0 2 0 O O 8 4 2 劣 1 0 2 0 0 0 2 2 O O 2 0 O 0 6 6 4 9 良 1 1 2 2 0 0 2 5 0 0 3 0 0 O 4 0 6 6 可 1 2 2 5 0 0 2 8 0 O 3 0 O O 8 0 2 劣 1 3 2 8 0 O 3 0 0 0 2 0 O O 5 5 5 0 良 1 4 3 0 0 0 3 2 0 O 2 0 0 O 9 1 3 劣 1 5 3 2 0 O 3 4 0 O 2 O O 0 4 7 8 劣 1 6 3 4 0 O 3 8 0 O 4 0 0 O 7 2 9 劣 1 7 3 8 0 0 4 0 0 0 2 O O O 6 0 9 6 良 1 8 4 0 0 O 4 3 0 O 3 O 0 O 2 8 9 7 差 1 9 4 3 0 0 4 6 0 0 3 O 0 0 1 1 3 7 差 2 0 4 6 0 O 4 9 0 O 3 0 0 0 2 4 9 7 差 2 1 4 9 0 O 5 1 0 0 2 0 O 0 2 0 0 0 0 优 2 2 5 1 0 0 5 4 O O 3 0 O O 1 5 4 9 差 2 3 5 4 0 0 5 7 0 O 3 0 O O 2 1 5 9 差 2 4 5 7 0 0 6 0 0 O 3 0 O O 8 0 0 5 良 2 5 6 0 0 0 6 3 0 O 3 O O O 1 5 8 2 差 2 6 6 3 0 0 6 6 0 O 3 0 O O 2 0 0 0 0 优 2 7 6 6 0 0 6 9 0 0 3 O O O 1 4 4 9 差 2 8 6 9 0 0 7 2 0 O 3 0 O O 2 2 6 劣 2 9 7 2 0 0 7 5 0 0 3 0 O O 2 1 8 劣 3 0 7 5 0 0 7 8 0 0 3 0 O O 3 8 8 9 可 3 1 7 8 0 O 8 1 0 O 3 0 O O 7 4 6 劣 3 2 8 l O 0 8 5 0 O 4 0 0 0 1 4 4 劣 3 3 8 5 0 0 8 8 0 O 3 0 O 0 1 2 9 2 差 3 4 8 8 0 0 9 0 0 0 2 O O 0 5 8 7 5 良 对 防腐层漏损 点的位置与 防腐层评价表进行 了对 比，发现检测 评价结果与管道 实际情况基本 一 致 ，该检测技术具有较高的可信度 。 4结论 我 院对中石油某城市燃气管道进行全面检 验。运用D M埋地管道检测仪，进行了管道外防腐 层检测、管道外防腐层评价、管道走向和埋深调 查。通过现场大量开挖验证，证实DM埋地管道检 测仪在城市燃气埋地管道检测中能够准确定位管道 位置，精确查找防腐层缺陷，并通过现场采集和分 析数据能对管道防腐层状况进行评价，预防管道外 腐蚀情况的发生，保证燃气管道的安全运行。 参考文献 1 】 黄焕东，陈定岳，马维，等 浅谈城市燃气钢质埋地管道 安全检测技术 J 腐蚀与防护，2 0 0 8 ，( 6 ) ：2 9 ( 下转3 5 页) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第1 期 王维利自平衡双密封截止阀的应用实践 一 3 5 3 阀门选材及特性 由于塔 中地 区所注污水腐蚀性 强、运行压力 大 ，对 阀门密封面冲刷磨损 较强，阀门使用寿命 极短 ，油 田运行成本 巨大。为 了满 足阀门能在苛 刻工况下安全长期有效运行，阀 门密封面必须采 用合适的金属材料 。 此 阀 门密 封面 采 用钴 铬 钨合 金 堆焊 并 经精 细加工制成 。钴铬钨合金是司太立合金 的一种 ， 即通常所说钴基合金，该合 金具有较高 的强度 、 良好的耐腐蚀 、耐磨损 、耐冲蚀及耐高温抗蠕变 性能 。钴铬钨 合金是 以钴作 为主要成分 ，含有相 当数量的铬 、钨和少量 的镍 、钼 、硅 、碳 、铌等 元素 ( 偶而还 含有铁 )的一类合金 。根据合金 中 成分不同，它们可 以制成焊丝或粉末用于硬面堆 焊。 钻基合金是 以C o 为基本成分，加入C r 、w及C 元素组成 的合金 。Co 的作用是使合金具有很高 的 抗蚀性能，Cr 使合金具有很高 的抗氧化性，w增 加合金的高温硬度 。C的作用在于与C r 、w分别形 成高硬度的碳化铬、碳化钨 ，使合金具有优 良的 耐磨性及抗冲刷性 1 。 阀门阀体及 除阀瓣密封面外其它结构均采用 1 6 Mn 钢 。1 6 Mn 钢是 目前我 国应用最广 的低合金 结构钢，是锅 炉压力容器常用钢材 ，具有 良好 的 焊接性能。该阀门经过Q P Q ( 淬火 抛光 淬火)处 理 。QP Q盐浴复合热处理技术 是一种新 的金属表 面强化改性技术，该工艺采用将含有碳和氮元素 的盐混合在 一起 的材料 同时渗 到工件 中的方法 ， 实现 了渗氮工序和氧化工序的复合 。该技 术是使 金属材料在5 7 0 1 0 的工作温度下与盐浴液体发 生反应 ，可 以在金属表面形成一层品质优 良的致 密化合物层 ，能够大大提高金属表面的硬度 、致 密性 ，从而使金属表面具有 良好的耐磨性 、耐疲 劳强度、耐热性及抗蚀性能 2 】 。 4存在问题及改进措施 该 阀门使 用一 年后 ， 出现 了关 闭不 严 的情 况 ，通过 拆检 发 现 ，该 阀 门除密封 面保 持完 好 外，阀杆 、阀座及 阀门本体 内部腐蚀较严重 。分 析其原因，系由于塔 中注水水质极为恶劣 ，腐蚀 性 极强，阀门虽经过QP Q处理 ，但无法满足抗蚀 性 要求。通过与 多方技术