郭超 張連軍 趙帥 安海燕

中石油管道公司長慶輸油氣分公司 

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

［關(guān)鍵詞］ PCM+ 長輸管道 防腐層缺陷點 

近年來，長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管道防腐層補口質(zhì)量較差，不規(guī)范施工及機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并快速實施修復(fù)，以延長管道使用壽命，分公司廣泛應(yīng)用了PCM+管道電流測繪儀。 

1 PCM+工作原理 

PCM+管道電流測繪儀的工作原理，是通過發(fā)射機向管道發(fā)送多個頻率較低的交流信號，再用接收機從地面上遙測出地下管道中不同頻率的電流大小，見圖1、圖2。通過專用軟件分析電流衰減的變化特點，計算電流變化率、管段的電流/電壓衰減系數(shù)和絕緣性能參數(shù)，對電流的突變點進行分析確認(rèn)是否為防腐層的缺陷點，并且能夠評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，可直接通過交流插座接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)場采用24V的充電電瓶。使用時要注意電瓶的極性，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)后再按開關(guān)按鈕開機，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字架檢測功能，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場情況選擇合適的檔位。以長慶分公司現(xiàn)在主營的長輸管道檢測為例，現(xiàn)場測試時選擇的檔位是ELCD模式。輸出電流可供選擇的檔位有6個（ 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時僅能輸出300mA的最大電流，而輸入電壓為50Ｖ時則可輸出3Ａ的電流。 

接收機的安裝。取出屏幕下方的電池盒，安裝兩節(jié)1號電池。安裝時要注意電池的極性。進行缺陷點查找時將A字架與接收機連接，安裝好后按開關(guān)鈕開機即可工作。 PCM+設(shè)備在連接A字架后需要按頻率選擇鍵切換到ACVG檔位才可以進行A字架的檢測工作。

3 防腐層缺陷點查找 

傳統(tǒng)的缺陷點定位方式是利用接收機沿管道每隔50米或100米讀取一次電流值，當(dāng)出現(xiàn)大的電流衰減時再利用A字架進行精確的定位。隨著近年來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。因為電流信號在這類防腐層上衰減并不明顯，僅靠判斷電流衰減會錯過很多缺陷點。因此，目前多采用密間隔插A字架的形式來進行防腐層缺陷點查找，一般插架間隔為3～5米，如圖3所示。

A字架的檢測原理概括為一句話，就是信號方向總是指向缺陷點。 A字架測試時，屏幕上顯示DB值和指示方向，當(dāng)管道防腐層沒有缺陷時，管道上方的磁場均勻分布，這時屏幕上顯示微弱的DB值讀數(shù)，由于電流很小無法觸發(fā)指示方向，所以是無規(guī)律閃動。當(dāng)防腐層出現(xiàn)缺陷時，磁場在缺陷處發(fā)生變化，一旦進入變化的磁場范圍內(nèi)，信號指示方向不再無規(guī)律閃動，而是固定指向前方， DB值也隨之增大。這個時候就要縮短插架距離加密測試，當(dāng)A字架插在缺陷點正上方時，由于橫向切割了磁力線，屏幕上顯示的DB值反而變小，信號指示又變得閃爍不定，但再往前移動一個A字架的距離， DB值又再次變大，信號指向反方向，隨著遠離缺陷點的中心位置DB值又逐漸減小。通過多次測量即可確定出缺陷點的中心位置。 

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

如果在A字架模式下檢測不出防腐層缺陷點，應(yīng)首先打開接頭護套判斷A字架接線是否損壞。因為A字架接線是易損件，測試過程中很容易造成接頭處內(nèi)部觸點開焊。然后檢查與儀器的接口位置是否接觸良好，由于PCM+接收機的A字架接口由原來的3根粗針接口變成了8針的小接口，一旦進入異物后會造成接觸不良而影響測試。排除這兩項后仍不能正常工作可判斷為A字架損壞。對此現(xiàn)場通常采取的辦法是，每次工作前在測試樁上模擬一個缺陷點，也就是在測試樁上接一個鋼釬來判斷A字架是否有明顯指向。2013年12月，長慶分公司在馬惠線排查防腐層缺陷點時，由于天氣寒冷，土壤凍結(jié)嚴(yán)重，加之測試時間較長，導(dǎo)致A字架探針接線松動脫落，無法檢測防腐層缺陷。后對接頭內(nèi)部觸點進行了焊接修復(fù)，設(shè)備才恢復(fù)正常工作。 

4 注意事項

4.1 發(fā)射機 

發(fā)射機應(yīng)安放在干燥通風(fēng)的地方，防止太陽暴曬和雨淋，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)射機要有良好的信號輸出回路，與管道連接和接地鋼釬的觸點要良好。接線不能接反，否則PCM +接收機的電流指示箭頭會指向錯誤方向，因為這時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，所以可能對管道防腐層產(chǎn)生不良影響。在沒有確認(rèn)所有外置接線都連接好的情況下不要開機。 

4.2 接收機 

接收機在測試時要保持與管道走向垂直，這樣才能得到真實的數(shù)據(jù)。在安裝發(fā)射機的50米范圍內(nèi)不要進行讀數(shù)，因為在這個范圍內(nèi)發(fā)射機電流的強度對接收機采集數(shù)據(jù)影響很大，需要離開這個區(qū)域進行測試。更換發(fā)射機安裝位置后再對該區(qū)域進行補測。 2011年10月，長慶分公司利用PCM+對石蘭線195#—196#樁泄漏報警定位管段進行地面檢漏時，發(fā)射機安裝在195#測試樁處，經(jīng)過測試，此段無防腐層缺陷點。考慮到泄漏報警定位系統(tǒng)不可能無緣無故報警，測試人員決定將發(fā)射機安裝位置移到196#測試樁處再次對該管段進行檢測，當(dāng)檢測進行到195#樁時，防腐層缺陷點出現(xiàn)了，經(jīng)開挖驗證確定是盜油卡子。 

4.3 A字架測試 

利用 A字架檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)防腐層異常時要進行多次檢測才能定位缺陷的中心位置，必要時通過十字交叉法進行定位。測試時要保證A字架的腳釘與地面接觸良好，在非常干燥的地面可通過灑水來增加接觸程度。在測試過程中還要注意A字架的方向不要弄反，綠色腳釘朝前，這樣檢測人的行進方向和指示方向是一致的。 2015年8月，長慶分公司烏海站對所轄敷設(shè)在烏蘭布和沙漠腹地的寧石化成品油管道進行地面檢漏未發(fā)現(xiàn)防腐層漏點。帶著疑問，分公司管道技術(shù)人員前往檢測現(xiàn)場進行實地踏勘、調(diào)研。經(jīng)過認(rèn)真分析，認(rèn)為儀器無法檢測出防腐層缺陷點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試，防腐層缺陷點逐一被查找出來。 

5 結(jié)束語

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

參考文獻：

[1] 劉周，張鵬，彭星煜等． PCM技術(shù)及其在蘭成渝管道上的應(yīng)用[J] ．管道技術(shù)與設(shè)備，2009，（5）： 47—54

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

作者簡介：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)電氣工程及其自動化專業(yè)，現(xiàn)主要從事管道安全管理工作。

《管道保護》2016年第4期（總第29期）