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1、常见管道检测方法常见管道检测方法目目 录录_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1密间隔电位法密间隔电位法密间隔电位法密间隔电位法_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2直流电位梯度法直流电位梯度法直流电位梯度法直流电位梯度法_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _3交流电位梯度法交流电位梯度法交流电位梯度法交流电位梯度法_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _4交流电流衰减法交流电流衰减法交流电流衰减法交流电流衰减法_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _5超声检测超声检测超声检测超声检测_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _6漏磁检测漏磁检测漏磁检
2、测漏磁检测密间隔电位法密间隔电位法 密间隔电位测量（CIPS close interval potential survey）：一种沿着管顶地表，以密间隔（13m）移动参比电极测量管地电位的方法。CIPS适用于对管道阴极爱护系统的有效性进行全面评价的测试。另外下列状况会使本方法应用困难或测量结果的精确性受到影响：1、对爱护电流不能同步中断，例如多组牺牲阳极或其与管道干脆相接，或存在不能被中断的外部强制电流设备；2、覆盖层导电性很差的管段，如铺砌路面、冻土、钢筋混凝土、含有大量岩石回填物；3、剥离防腐层下或绝缘物造成电屏蔽的位置，如破损点处外包覆或衬垫绝缘物的管道。CIPS测量简图测量简图 IR
3、 降是指电流在介质中流淌所形成的电阻压降，给电位测量结果造成误差。IR降产生原理图降产生原理图密间隔电位法密间隔电位法 CIPS 检测系统由以下部件组成：数据记录仪、卫星同步中断器、探杖。CIPS 检测系统检测系统密间隔电位法密间隔电位法数据记录仪：事实上就是一个可以测量电位的毫伏计，电压数据记录仪：事实上就是一个可以测量电位的毫伏计，电压测量精度达到测量精度达到5mV。主机上面具有连接。主机上面具有连接 GPS 同步用的天线同步用的天线接口，连接尾线接口，连接尾线/接触地面的硫酸铜参比电极的接口。具有接触地面的硫酸铜参比电极的接口。具有在特定的时间间隔记录数据的实力，这个时间间隔要能够消在特
4、定的时间间隔记录数据的实力，这个时间间隔要能够消退退 CP 电源在电源在 ON 和和 OFF 交替时的阳极波峰和阴极波峰的交替时的阳极波峰和阴极波峰的作用。作用。卫星同步中断器：事实上是一个由具有卫星同步中断器：事实上是一个由具有 GPS 卫星同步功能、卫星同步功能、微电脑限制的电流开关，它的功能是依据固定模式对管道的微电脑限制的电流开关，它的功能是依据固定模式对管道的阴保电流源进行同步中断。阴保电流源进行同步中断。密间隔电位法密间隔电位法其卫星同步功能是要与检测主机的测量同步，此外，由于一条长距离的管线可能会有多个阴保电流源，这就须要在 CIPS 检测过程中运用多台的电流断流器同时接入管道上
5、所用的阴保电流源上。这些检测设备，包括检测主机在测量过程中依据统一的动作节拍进行通断，已完成对阴极爱护电位的通电位（ON 电位）和断电位（OFF 电位）的测量。探杖：探杖的手柄将探针电极与 CIPS 数据记录仪通过连线连接起来，其在检测的过程中与大地形成良好的电性连接。还有通过阴极爱护系统的测试桩与测量管道连接的尾线。密间隔电位法密间隔电位法 中断器安装：依据阴保站的数量，若阴保站的数量大于等于4时，按4处同步（断/开）进行测试电位，若阴保站的数量小于等于3时，按实际的3处或2处同步（断/开）进行测试电位。同步要求：断流器和 数据记录仪具有单独的卫星天线，通过 卫星系统发出的秒脉冲代码实现同步
6、。断流器或数据记录仪对特定的 GPS 时间信号进行识别，识别同一个时间从而确定 ON/OFF 的时序。不断地校正时间次序和消退不同设备上的时间漂移。密间隔电位法密间隔电位法 数据采集时间要求：由于阴保电流在断开的瞬间，会在管道上产生一个断电尖峰（又称为阳极峰），它的产生是由于管道自身电抗作用。阳极峰的幅度可能高达 200mV；若从阴保电流断开的时刻测量管道上的 OFF 电位，不能正确得到管道的真实爱护电位。密间隔电位法密间隔电位法 中断周期要求：在断电后测量所需的时间，过长的衰减时间由于去极化作用会低估现有的爱护水平，以每隔一段时间就对阴极爱护装置进行一次开关的方式来进行测量，在大多数状况下，
7、off：on的比率为1：4时将不会引起较大的去极化现象，举荐中断周期为“200 ms 断，800 ms 通”或“3s断，12s通”。密间隔电位法密间隔电位法直流电位梯度法直流电位梯度法直流电位梯度法（DCVG direct current voltage gradient survey）：一种通过测量沿着管道或管道两侧的由防腐层破损点漏泄的直流电流在地表所产生的地电位梯度变更，来确定防腐层缺陷位置、大小，以及表征腐蚀活性的地表测量方法。DCVG测量技术适用于埋地管道外防腐层破损点的查找和精确定位；对破损点腐蚀状态进行识别；结合密间隔管地电位测量（CIPS）技术可对外防腐层破损点的大小及严峻程度
8、进行定性分类。DCVG 测量原理图测量原理图直流电位梯度法直流电位梯度法DCVG 原理：当阴极爱护电流（原理：当阴极爱护电流（CP）加载到管道）加载到管道上时，通过管道防腐层破损和土壤构成的电位梯上时，通过管道防腐层破损和土壤构成的电位梯度，相应的就在管道上方的地面建立了地面电场度，相应的就在管道上方的地面建立了地面电场分布。越接近破损点的部位，电位梯度就越大，分布。越接近破损点的部位，电位梯度就越大，管道上方地面的电流密度就越大。一般来说，袒管道上方地面的电流密度就越大。一般来说，袒露面积越大，其旁边的电流密度越大，地面的电露面积越大，其旁边的电流密度越大，地面的电位梯度也就越大。位梯度也就
9、越大。DCVG 原理图原理图DCVG 检测仪事实上是一个高灵敏的毫伏表，测量插入地表的两个 Cu/CuSO4电极（探杖）在地表水平的电位梯度平衡时的输出值。假如两个电极相距大于半米，其中一个极的电位就会比另一个高，进而建立起管道上方地面上的电流方向及两极之间的电位梯度（电压）。为了消退管道自身、大地电流及其他 CP 系统等的电干扰，DCVG 方法为了更好说明和区分检测的其它直流电源，在直流电位梯度技术中，加到管线上的是非对称的直流信号。如以 0.45秒通、0.8 秒断的速率循环通断管道上的阴极爱护电流。直流电位梯度法直流电位梯度法DCVG主要用途和优点是：1、进行精确的外防腐层破损点定位，具有
10、更高的灵敏度和精确性；2、估计防护层破损点的严峻程度（计算%IR），为修理工作供应依据；3、推断管体是否已经和将要腐蚀（管道腐蚀活性点）；4、确定防护层上已经存在的破损形态；5、具有良好的抗环境干扰实力，不受四周伴行管道的影响。直流电位梯度法直流电位梯度法直流电位梯度法直流电位梯度法破损严峻程度的估算，破损严峻程度的估算，%IR（等效破损面积）：（等效破损面积）：依据 NACE RP0502管道外腐蚀干脆评估方法评估破损点大小及严峻程度定性分类有以下四种：种类：1%至 15%IR。在该类中的防腐层破损点通常被认为不须要修复。合适的阴极爱护系统能够对防腐层破损部位的管道供应有效的长期爱护。种类：
11、16%至 35%IR。这类破损点危害性不太严峻，并有可能通过合适的阴极爱护得到充分的爱护。但这类破损须要被记录下来，精确定位（GPS）并进行监测，以便当防腐层质量变差或阴极爱护发生变更时能够刚好得到修复。直流电位梯度法直流电位梯度法种类：36%至 60%IR。这类破损点一般须要修复。它们通常是阴极爱护电流主要的漏失点，以及预示着可能存在严峻的防腐层损伤。这类破损点对管线总的完整性存在威逼。同样这类缺陷须要被记录下来，精确定位（GPS）并进行监测。当爱护水平波动时，有可能变更其状态，造成进一步破坏。种类：61%至 100%IR。对这类防腐层破损应马上进行修复。这样的缺陷不但是阴极爱护电流主要的漏
12、失点，同时防腐层还可能存在特别严峻的问题，并对管道的总体完整性造成危害。直流电位梯度法直流电位梯度法直流电位梯度法直流电位梯度法推断防护层破损点处的管体是否发生腐蚀：推断防护层破损点处的管体是否发生腐蚀：C/C 阴极/阴极：此类状况说明，当阴保电流“通”的时候漏点处呈阴性（受到爱护）；当阴保电流“断”或停止运行时，漏点保持极化效应。它是CP电流的消耗者，但未发生腐蚀。C/N 阴极/中性：在此类漏点处，当阴保系统开通时受到爱护，但在阴保电流中断时复原自然状态。这些漏点消耗CP电流，当阴保系统长期停用时可能发生腐蚀。直流电位梯度法直流电位梯度法A/A 阳极/阳极：这类漏点无论阴保电流“通”与“断”
13、，它们均未受到爱护。它们可能正在腐蚀，但它不消耗阴保电流。C/A 阴极/阳极：在此类漏点处，当阴保系统开通时受到爱护；但在阴保电流中断时呈现阳极状态，这是因为中断后的电位值与管道与土壤之间的界面电位有关。甚至在阴保系统正常运行时这些漏点可能发生腐蚀，它们还消耗着阴保电流。直流电位梯度法直流电位梯度法防腐层破损的形态和位置：防腐层破损的形态和位置：典型破损裂口的等电位线图典型破损裂口的等电位线图沟通电位梯度法沟通电位梯度法沟通地电位梯度法（ACVG alternating current voltage gradient survey）：一种通过测量沿着管道或管道两侧的由防腐层破损点漏泄的沟通电
14、流在地表所产生的地电位梯度变更，来确定防腐层缺陷位置的地表测量方法。沟通地电位梯度法（ACVG）接受埋地管道电流测绘系统（PCM）与沟通地电位差测量仪（A字架）协作运用，通过测量土壤中沟通地电位梯度的变更，用于埋地管道防腐层破损点的查找和精确定位。RD400-PCM防腐层检防腐层检测仪测仪雷迪雷迪DMDM管道漏点检测仪管道漏点检测仪 外防腐层类型级别1234三层PEP0.10.1P0.50.5 P1P1硬质聚氨酯泡沫防腐保温层和沥青防腐层P0.20.2P11P2P2注：相邻最小距离不超过2倍管道中心埋深的两个破损点可当作一处。外防腐外防腐层层破破损损点密度点密度P值值（处处100m）分）分级评
15、级评价价 沟通电位梯度法沟通电位梯度法 另外下列状况会使本方法应用困难或测量结果的精确性受到影响：1、对处于套管内破损点未被电解质沉没的管道不适用，2、A字架距离放射机较近；3、测量不行到达的区域，如河流穿越；4、外防腐层导电性很差的管段，如铺砌路面、冻土、沥青路面、含有大量岩石回填物。沟通电位梯度法沟通电位梯度法 为了便于说明和消退管道自身、大地电流及其他的电干扰，该方法将交变电信号加载到管道上。测量时，操作员沿管道的路由以确定的间隔，将电极插入地面，仪器的面板上会有一个方向箭头指示管线上破损点的位置，当跨过破损点时，箭头会变向，靠近破损点时，箭头稳定，并有相应的电场强度分贝值，指示出漏点的
16、大小。接着前进而远离破损点时，而且电场强度的分贝值随着远离而渐渐变小返回复测，细致追踪漏点，可以找到方向变更的准确位置，此时漏点就在两个电极的中间位置。沟通电位梯度法沟通电位梯度法查找防腐层缺陷点查找防腐层缺陷点沟通电位梯度法沟通电位梯度法放射机A A字架探测破损点的原理字架探测破损点的原理 由于防腐破损点存在的电流泄漏，电流方向在故障点的两侧会发生变更，重新前后移动进行测量，找到箭头刚发生变更的位置，此时微伏dB读数最低。这时就可以确定，故障点就在A字架中心正下方。沟通电位梯度法沟通电位梯度法 A字架沿管道走向放在管道上方，带绿色标记的脚钉在放射机的反方向，带红色标记脚钉面对放射机。沟通电位
17、梯度法沟通电位梯度法 在显示故障点方向的同时，接收机LCD上也显示微伏dB读数。假如读数在30左右或更小，旁边不行能有故障。沟通电位梯度法沟通电位梯度法 旋转A字架90度，使它横跨管道，分别在两侧移动进行测量，找到箭头刚发生变更的位置，其特征与平行管线测量时吻合，就可以确定故障点的位置。沟通电位梯度法沟通电位梯度法沟通电流衰减法沟通电流衰减法 沟通电流衰减法依据各测量点的电流值和距离数据，绘制出电流衰减曲线图。电流衰减曲线的陡缓程度表征管道防腐层质量的优劣状况，曲线越陡，电流衰减率越大，防腐层质量越差；某一点电流突然衰减，则该处防腐层发生破损或有支管、搭接等。对埋地管道的埋深、位置、分支、外部
18、金属构筑物、大的防腐层破损，能给出精确的信息；依据电流衰减的斜率，可以定性确定各段管道防腐层质量的差异。C CSCANSCANRD400-PCM防腐层检测仪防腐层检测仪RD4000-PDL2RD4000-PDL2探管仪探管仪雷迪雷迪DMDM管道漏点检管道漏点检测仪测仪沟通电流衰减法沟通电流衰减法Y=20*(lnI1-lnI2)/X 式中：Y单位距离管道中电流变更率；X检测管道电流两点间的距离；I1检测管道中前点的电流强度值；I2检测管道中后点的电流强度值。如管道防腐层状况良好，电流读数一般都跌落很小如管道防腐已全面老化，电流读数会有急剧衰减管道的防腐层好坏并存,则老化段检测电流会急剧下降管道与
19、其它金属结构有搭接的状况管道上的套管防腐层较差，与管道有搭接在管道的埋设路由上，有干燥或沙石地段，尽管防腐层状况良好，对检测电流的流失有阻碍效果沟通电流衰减法沟通电流衰减法外防腐层类型 级别管径 1 2 3 4 三层PE323Y0.0130.013Y0.060.06Y0.1290.129660Y0.020.02Y0.0720.072Y0.158Y0.158812Y0.0210.021Y0.0780.078Y0.2Y0.2硬质聚氨酯泡沫防腐保温层和沥青防腐层219Y0.080.08Y0.110.11Y0.2Y0.2323Y0.0930.093Y0.1290.129Y0.216Y0.216529Y
20、0.110.11Y0.150.15Y0.23Y0.23660Y0.1120.112Y0.1580.158Y0.24Y0.24812Y0.1140.114Y0.20.2Y0.28Y0.28914Y0.150.15Y0.240.24Y0.3Y0.3注：A、Y值是基于标准土壤电阻率1000cm，根据实际情况，在试验分析的基础上，可以适当调整。B、db值=20 ,I1、I 2为相邻2个检测点的实测电流值；C、位于两者之间的管径，采用插值法。外防腐层电流衰减率外防腐层电流衰减率Y值（值（db/m）分级评价）分级评价沟通电流衰减法沟通电流衰减法超声检测超声检测 超声波检测法主要是利用超声波的脉冲反射原理来
21、测量管道壁厚。检测时将探头垂直向管道外壁放射超声脉冲基波，探头首先接收到由管壁外表面反射的脉冲，然后超声探头又会接收到由管壁外表面反射的脉冲，两者之间的间距反映了管道壁厚。这种检测方法是管道缺陷深度和位置的干脆检测方法，检测原理简洁，对管道材料的敏感性小，检测时不受管道材料杂质的影响，能够实现对厚壁大管径的管道进行精确检测，使被测管道不受壁厚的限制。不足之处就是超声波在空气中衰减很快，检测时须要耦合剂，一般是能够传播声波的介质，如油或水等。超声检测超声检测相控相控阵阵超声超声检测检测 传统传统的超声波探的超声波探伤伤通常接受通常接受单单晶探晶探头头或双晶探或双晶探头产头产生声束，通生声束，通过
22、过缺陷的反射波或依据材料的衰减来缺陷的反射波或依据材料的衰减来进进行缺陷行缺陷评评估。相控估。相控阵阵技技术术接受的探接受的探头头由多个晶片由多个晶片组组成与成与传统传统的超声波的超声波探探伤伤不同。不同。单晶探头与相控阵探头声束方单晶探头与相控阵探头声束方向示意图向示意图超声检测超声检测 相控阵技术探头为产生带有有效干涉相位的声束，多个晶片接受略微差别的时间来激发。通过对多个晶片的延迟限制，实现声束偏转限制。为了在被检区域达到好的干涉或叠加效果，相控阵多个探头孔径的每个独立的晶片都须要依据聚焦法则接受计算机进行限制。通过对虚拟焦点依据聚焦法则计算出每个晶片到虚拟焦点的时间间隔，调整每个晶片的
23、触发延迟时间，使得放射的超声波同时到达虚拟焦点。若在虚拟焦点位置无缺陷，超声波将接着向前传播；若在虚拟焦点位置有真实缺陷存在，从各个晶片激发的超声波在此叠加，其能量最强，会形成较大的反射回波。超声波超声波C C扫扫描描超声波超声波C C扫扫描成像技描成像技术术是一种以灰度是一种以灰度图图像的形式像的形式显显示材料内示材料内部缺陷形部缺陷形态态的无的无损检测损检测技技术术。由聚焦探。由聚焦探头头原理可知，超声波能原理可知，超声波能量会量会汇汇聚于焦点，但焦点并不是一个点，而是确定直径的聚于焦点，但焦点并不是一个点，而是确定直径的圆圆形。形。在在C C扫扫描成像描成像过过程中，当探程中，当探头扫头
24、扫描到（描到（a a，b b）时时，超声波通，超声波通过过聚聚焦探焦探头头放射后，在放射后，在1 1号和号和2 2好材料的好材料的结结合面合面发发生反射。反射声波生反射。反射声波能量杯聚焦探能量杯聚焦探头头接收并接收并转转化化为电压为电压信号，通信号，通过对电压过对电压信号的幅信号的幅值进值进行数字行数字处处理，就得到（理，就得到（a a，b b）处处的的图图像灰度。探像灰度。探头头依据确依据确定路途定路途进进行行扫扫描后，得到每一点的灰度描后，得到每一点的灰度值值。扫扫描路径上每一点描路径上每一点反射声波能量的大小确定了反射声波能量的大小确定了C C扫扫描描图图像中像中该该点的灰度。点的灰度
25、。超声检测超声检测 MINI-LSI系统组成图系统组成图 PocketUT-ABC-R（a）聚焦示意图 （b）扫描示意图 超声波超声波C C扫扫描成像示意描成像示意图图超声检测超声检测 漏磁检测原理是接受合适的励磁回路将磁场施加于管道，钢管中缺陷处的磁导率远小于钢管的磁导率，使管道局部磁化饱和。当钢管中无缺陷时，磁力线绝大部分通过钢管，此时磁力线匀整分布；当钢管内部有缺陷时，磁力线发生弯曲，并目有一部分磁力线泄漏出钢管表面，形成局部区域漏磁场。当管壁变薄，管内、外壁局部被磨损，有腐蚀坑、凹坑、通孔、裂纹等缺陷时，钢管缺陷处的磁阻变大，聚集在管壁的部分磁通向外扩张，磁力线发生弯曲并且有一部分磁力
26、线泄漏出钢管表面，用用磁感应元件（霍尔元件）在钢管表面相对切割磁力线产生感应电信号，通过对感应电信号的特征提取来对缺陷进行定性和定量分析。漏磁检测漏磁检测 漏磁漏磁检测检测原理原理漏磁检测漏磁检测PipescanPipescan管体腐蚀检测系统管 径：50mm-2400mm驱动方式：手推或手拉速 度：0.5米/秒厚度范围:19mm透涂层性：是，涂层无磁性最大涂层范围:6mm最大精度:30 点蚀(6mm管壁厚)40 点蚀(12mm管壁厚)50 点蚀(19mm管壁厚)Pipescan Pipescan管道腐管道腐蚀检测蚀检测系系统统PS200 检测直径：150-300mmPS1200 检测直径：300-2400mmPS100 检测直径：150-300mm漏磁检测漏磁检测