廖生

國家管網集團東部儲運公司荊門輸油處

摘要：長輸管道穿越魚塘、溝渠等水體較多，環境復雜，檢測難度大。SL-6型埋地管線檢測儀無法對水體管線防腐層進行檢測。根據RD-PCM（埋地式探管儀）檢測原理，通過建立一個等勢體質點模型，分析了三種情況下管線等勢體質點模型兩側電流衰減趨勢，介紹了水體管線防腐層快速檢測方法。經實際應用表明，該方法便捷可行，能滿足全天候、快速檢測防腐層破損點和定位漏點位置需求，大大縮短檢修時間。

關鍵詞：RD-PCM；水體管道；防腐層檢測；破損點定位

途經洪湖地區的某輸油管段長37.9 km，周邊大小魚塘蝦池90口、20 m寬以上河流7條、小溝渠不計其數，其中魚塘內管線累計約4 km，常年浸泡在水體淤泥中，檢測難度比較大。由于SL-6型埋地管線檢測儀無法對水體管線防腐層進行檢測，難以掌握其破損情況，進而評估水體內動植物對管道防腐層的影響。嘗試采用RD-PCM（埋地式探管儀）對魚塘內管道進行檢測，通過檢測與管線平行水體埂子上信號衰減值初步判斷防腐層破損情況，以垂足法定位破損點位置，通過開挖驗證對比檢測結果和定位準確性，取得了比較好的效果。

1  RD-PCM檢測方法

1.1  RD-PCM工作原理

管道防腐層和土壤間存在電容耦合效應，同材質完好防腐層自身具有穩定的電導率。正弦電流信號在管道和完好防腐層傳播過程中呈線性指數衰減，衰減曲線斜率取決于防腐層電阻率。電流信號以管線為中心發散同強度感應磁場。防腐層完好質量均勻，電流衰減較小，相應感應磁場強度衰減較小。當防腐層某點有破損、搭接、剝落時，電流信號從破損點流向土壤，電流急劇衰減，引發地面感應磁場強度也急劇衰減。沿管道方向越遠離電流信號源，電流信號衰減程度逐漸增大。防腐層正常、則電流信號均勻緩慢衰減（圖 1-a），防腐層整體質量較差、則電流信號迅速均勻衰減（圖 1-b），如果防腐層出現漏點、則電流信號在漏點處前后出現階躍衰減（圖 1-c ），如果出現防腐層剝離或者搭接，則電流信號由均勻緩慢衰減轉變為迅速均勻衰減（圖 1-d）。相應的，通過檢測管道正上方磁場的衰減程度就可以判斷防腐層狀況，進而對防腐層破損點進行定位。

圖 1 電流信號衰減程度與防腐層缺陷關系示意圖

1.2  RD-PCM組成

RD-PCM主要由發射機、接收機、附屬電源三部分組成，其中接收機包括A型架和手持接收機兩部分，如圖 2所示。檢測開始，發射機先向管道施加電流信號并沿著管道向遠處傳播，在管線周圍產生規律的電磁場，手持接收機和A型架的工作人員在管道上方便可以探測到相應的磁場強度，根據磁場強度變化可測定管線走向、位置、水體內深度，以及管道中電流信號強度和方向。

圖 2 RD-PCM接線示意圖

1.3  檢測方法  

（1）等勢體質點模型。將水體內的某一段管道理想化為一個質點，假設水體與管線防腐層破損點的電勢相等，忽略水體長寬，將水體及管線看成一個等勢體質點，如圖 3所示綠色部分。

圖 3 水體管線等勢體質點模型

（2）檢測結果判定。利用手持接收機檢測等勢體質點埂子及其附近管線防腐層狀況良好，如存在漏點則先修復再進行下一步檢測。然后在等勢體質點兩側的管線正上方檢測磁場，判斷電流信號，檢測結果與圖 4（a）相同，即接收機顯示電流方向相對、管線兩端電流向等勢體質點衰減且衰減程度逐步增強，表明防腐層存在漏點。與圖 4（b）相同，即電流方向相同且電流衰減程度相近，接近完好防腐層電流衰減值，可以判斷防腐層狀況良好。與圖 4（c）相同，即電流方向相同且電流衰減程度逐步增強或減弱，高于完好防腐層電流衰減值，則判斷其本身防腐層狀況良好，在其電流衰減值較大端有破損點。

圖 4 水體內管線等勢體質點模型兩側電流衰減檢測結果

根據電流方向初步判斷防腐層是否存在破損點，根據電流衰減程度初步判斷破損點大小，按有無破損點和破損點大小分類，大大縮減了水體內管道的檢測時間。

2  防腐層破損點定位

通常按照管線與水體邊緣是否平行進行分類，以分別定位破損點，如圖 5所示。該管線周邊90口水體邊緣與管線平行或近似平行，即圖 5（b）情況下，破損點兩端流向破損點電流信號衰減逐漸增強，手持接收機沿著與管線平行的水體邊緣進行檢測，顯示電流方向在某點轉向，記錄該點為A點，經A點到管線畫一條垂線，垂足位置即為防腐層破損點。

圖 5 水體邊緣與管線平行關系

3  應用情況

2017年12月，洪湖站采用RD-PCM對魚塘內管線抽樣檢測，發現2#樁+500 m、5#樁+500 m、5#樁+600 m三處分別存在45 dB、40 dB、40 dB以上漏點，采用前述方法初步確定破損點為靠管線入口端水體邊緣3 m、7 m、9 m位置。開挖顯示漏點位置和大小與檢測結果基本相符，如表 1所示。

表 1 魚塘內管道開挖驗證結果

在距離魚塘岸邊9 m 位置垂直管線畫一條垂線，垂足位置就是防腐層破損點。經開挖驗證，破損點與垂足位置相差0.2 m，如表 2所示。

表 2 5#樁+600 m與魚塘平行管線側埂子電流信號衰減值

4  結語

引入RD-PCM對水體管線防腐層進行檢測，科學有效。可滿足一年四季全天候檢測需求，簡單便捷，快速高效。克服了魚塘干塘時間限制，確保水體管道防腐層破損點及時得到檢修，保障管道安全平穩運行。下一步將對水體管線防腐層進行全面檢測，根據有無破損點、破損點大小程度進行分級，編制應急預案和檢修計劃，充分利用有限的檢測時間實現防腐層精確定點和補漏。

作者簡介：廖生，1986年生，高級工程師，畢業于四川大學電氣信息學院自動化系，目前主要從事油氣儲運安全生產運行工作。聯系方式：13597927466，13597927466@163.com。