燃?xì)夤艿罊z測(cè)技術(shù)的發(fā)展及展望

鐘乾 解東來(lái)

摘 要： 隨著燃?xì)庥脷馄占奥实奶岣撸艿澜ㄔO(shè)得到了很大的發(fā)展，與此同時(shí)，管道安全不容忽視。現(xiàn)在常用的管道有兩種，分別是金屬管道和PE管道。

關(guān)鍵詞：燃?xì)夤艿溃唤饘俟艿溃籔E管道；定位；防腐

1 前言

2014年，人工煤氣供氣總量56.0億立方米，天然氣供氣總量964.4億立方米，液化石油氣供氣總量1082.7萬(wàn)噸。人工煤氣供氣管道長(zhǎng)度2.9萬(wàn)公里，天然氣供氣管道長(zhǎng)度43.5萬(wàn)公里，液化石油氣供氣管道長(zhǎng)度1.1萬(wàn)公里[1]。隨著管道長(zhǎng)度的增加，管道的安全也受到了越來(lái)越多人的重視，管道檢測(cè)技術(shù)也隨之發(fā)展，本文旨在對(duì)比分析現(xiàn)有的鋼制和PE管道檢測(cè)技術(shù)，為廣大工程技術(shù)人員提供參考。

2 鋼制燃?xì)夤艿赖臋z測(cè)技術(shù)

國(guó)內(nèi)鋼制燃?xì)夤艿赖臋z測(cè)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，管道定位以及外防腐檢測(cè)技術(shù)主要分為三種，分別是PCM+（直流電流衰減法）、SL-2188（皮爾遜檢測(cè)法）和DCVG（直流電位梯度檢測(cè)法）[2]。

2.1 PCM+（直流電流衰減法）

2.1.1檢測(cè)原理

PCM+檢測(cè)原理及設(shè)備，發(fā)射機(jī)采用24V的鉛蓄電池，通過(guò)陰極保護(hù)測(cè)試樁或者閥門井向管道施加特定的低頻直流電，通過(guò)接收機(jī)來(lái)定位管道的位置和埋深。

PCM+使用A字架測(cè)量管道防腐層情況，正常情況下使用A字架測(cè)出的方向指向遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)方向（可以理解為方向指向破損點(diǎn)，破損點(diǎn)在無(wú)限遠(yuǎn)處），如果突然發(fā)現(xiàn)使用A字架測(cè)出的方向指向發(fā)射機(jī)方向，則說(shuō)明存在漏點(diǎn)信號(hào)，可能存在破損點(diǎn)。

2.1.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

PCM+定位準(zhǔn)確，一個(gè)人可以同時(shí)完成管道定位和管道外防腐層檢測(cè)，能夠直接讀取管道埋深，缺點(diǎn)是設(shè)備比較沉重，一般只能測(cè)埋深6m以內(nèi)的管道，測(cè)量水泥路下方管道的外防腐層相對(duì)麻煩；還有兩個(gè)是所有電信號(hào)檢測(cè)設(shè)備的共同點(diǎn)：1.一旦遇到完全接地的閥門井或者其他電流流失嚴(yán)重的情況將導(dǎo)致檢測(cè)無(wú)法繼續(xù)；2.會(huì)受到其他電信號(hào)（例如電纜，其他管線）的干擾。

2.2 SL-2188（皮爾遜檢測(cè)法）

2.2.1 檢測(cè)原理

SL-2188的檢測(cè)原理與PCM+類似，發(fā)射機(jī)向管道發(fā)射交流信號(hào)，一個(gè)接收機(jī)用于管道定位，一個(gè)接收機(jī)用于管道外防腐層檢測(cè)。SL-2188對(duì)于管線定位方法分為極大值法和極小值法，實(shí)際測(cè)量量中常用的是極小值法，極小值法使用探桿測(cè)量磁場(chǎng)的垂直分量，當(dāng)探桿處于管線正上方時(shí)，接收機(jī)顯示的信號(hào)強(qiáng)度最小。SL-2188對(duì)于管線埋深的方法分為45°法、80°法和極大值法，實(shí)際測(cè)量中常用的是45°法。首先使用極小值法找出管道的位置A并做下標(biāo)記，將探桿垂直于地面，使探頭與地面呈45°，將探頭沿垂直于管線方向移動(dòng)，找出信號(hào)最小的點(diǎn)B，那么AB之間的距離就是地面到管道中心的的距離。

SL-2188的管道外防腐層檢測(cè)采用“人體電容”法，通過(guò)人體做檢測(cè)儀的感應(yīng)元件。兩個(gè)檢測(cè)人員手持感應(yīng)器沿管道垂直（或者平行）方向行走，當(dāng)檢測(cè)員走到漏點(diǎn)附近時(shí)，接收機(jī)顯示信號(hào)強(qiáng)度增加，當(dāng)走到漏點(diǎn)正上方時(shí)，接收機(jī)顯示信號(hào)強(qiáng)度最大，從而準(zhǔn)確找到漏蝕點(diǎn)。

2.2.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

SL-2188結(jié)果測(cè)量比較準(zhǔn)確，外防腐層檢測(cè)結(jié)果與PCM+基本相同，缺點(diǎn)是：1.外防腐層檢測(cè)受地形影響較大，容易受到樹林，山坡等地形因素影響；2.需要的檢測(cè)人員較多，需要一人負(fù)責(zé)管道定位，兩人負(fù)責(zé)外防腐層檢漏；3.無(wú)法檢測(cè)垂直上下彎頭處的外防腐層。

2.3 DCVG（直流電位梯度檢測(cè)法）

2.3.1 檢測(cè)原理

其檢測(cè)原理是向鋼質(zhì)管道施加一個(gè)直流信號(hào)，直流信號(hào)沿著管道流動(dòng)。當(dāng)管道防腐層在某處發(fā)生破損時(shí)，會(huì)有較大的電流信號(hào)從破損點(diǎn)處流出，在破損點(diǎn)周圍土壤中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電位梯度分布。在實(shí)際檢測(cè)中會(huì)采用高阻抗毫伏表測(cè)量破損點(diǎn)旁地面上兩個(gè)硫酸銅參比電極之間的電位差。通過(guò)檢測(cè)電壓梯度場(chǎng)總的電壓梯度就能檢測(cè)并確定防腐蝕層破損點(diǎn)的大小及位置，可根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)判定破損的嚴(yán)重程度。

2.3.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

這種檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是可以估算出防腐層破損點(diǎn)大小，且該檢測(cè)方法不易受到外界環(huán)境變化的影響，操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，但無(wú)法檢測(cè)防腐層是否剝離，檢測(cè)速度慢。

3 PE燃?xì)夤艿赖臋z測(cè)技術(shù)

PE燃?xì)夤艿涝趪?guó)內(nèi)使用時(shí)間還不長(zhǎng)，其檢測(cè)技術(shù)大多處于起步階段，主要功能局限在定位階段。

3.1 敷設(shè)示蹤線

3.1.1 檢測(cè)原理

示蹤線敷設(shè)思路，將具有一定強(qiáng)度的絕緣示蹤線（一般是銅線）緊貼管道頂部或者側(cè)面（需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行敷設(shè)，同時(shí)設(shè)立信號(hào)源井，信號(hào)源井可以充分利用閥井來(lái)進(jìn)行設(shè)置，在管道上方設(shè)立標(biāo)志物，減少測(cè)量誤差[3]。

檢測(cè)示蹤線一般通過(guò)信號(hào)源井施加電信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)判定示蹤線位置，從而間接判定PE管道的位置，從根本上來(lái)說(shuō)與檢測(cè)金屬管道的原理相同。

3.1.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

示蹤線法是目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的方法，但是其缺點(diǎn)也是非常明顯的：1.示蹤線線徑較小，容易被施工挖斷或者自然應(yīng)力破壞；2.示蹤線的絕緣防水一旦沒(méi)有處理好將導(dǎo)致信號(hào)泄漏，檢測(cè)異常；3.示蹤線的首末端容易被埋或者剪斷，不易尋找。

3.2 APL聲學(xué)管道定位儀

這種定位儀主要用于測(cè)量定位一個(gè)截面的管道數(shù)量和位置，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是一個(gè)整體，工作原理是儀器向地下發(fā)出超聲波，然后采集反射的頻率，延時(shí)及信號(hào)強(qiáng)度，每15～30cm測(cè)量一次，探測(cè)至少3次，儀器處理后將會(huì)顯示第幾次探測(cè)的位置下方存在管道。

優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)截面最多能夠同時(shí)探測(cè)3條管道，可以得到深度的估算值，一體機(jī)不需要特定的信號(hào)加載設(shè)施，適用于整體開挖地段確定管道的數(shù)量；缺點(diǎn)是儀器比較笨重，同溝管道鋪設(shè)可能會(huì)對(duì)探測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，不適用于一條管道長(zhǎng)距離的走向判斷。

4 結(jié)語(yǔ)

鋼制管道的檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成熟，能夠很好的進(jìn)行管道定位和外防腐層檢測(cè)，但其他方面還有待提高，例如PCM+的接收機(jī)還比較笨重，DCVG的檢測(cè)速度還比較緩慢等等；而PE管道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)在還在起步階段，存在比較多的不足，例如檢測(cè)距離短，不能檢測(cè)破損情況等，不過(guò)相信隨著技術(shù)進(jìn)步，PE管道的探測(cè)會(huì)變得越來(lái)越清晰準(zhǔn)確。

【基金項(xiàng)目：廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目，編號(hào)：2013B010405001】

參考文獻(xiàn)

[1] 2014年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)[J].城鄉(xiāng)建設(shè).2015（08）： 8-13.

[2] 曹慧平.浙江某市市政燃?xì)夤艿婪栏阅軝z測(cè)及完整性評(píng)價(jià)[D].華南理工大學(xué)，2013.

[3] 曹震峰.燃?xì)釶E管道示蹤線方法及其探測(cè)技術(shù)[J].勘察科學(xué)技術(shù).2010（04）： 61-64.