郭超 張連軍 趙帥 安海燕

中石油管道公司長(cháng)慶輸油氣分公司 

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

［關(guān)鍵詞］ PCM+ 長(cháng)輸管道 防腐層缺陷點(diǎn) 

近年來(lái)，長(cháng)慶輸油氣分公司所轄惠寧、中銀、鳴紅水線(xiàn)管道防腐層老化嚴重，惠銀、石蘭等新建3PE管道防腐層補口質(zhì)量較差，不規范施工及機械損傷造成防腐層存在多處缺陷。為了準確找出防腐層缺陷點(diǎn)并快速實(shí)施修復，以延長(cháng)管道使用壽命，分公司廣泛應用了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(guò)發(fā)射機向管道發(fā)送多個(gè)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(jiàn)圖1、圖2。通過(guò)專(zhuān)用軟件分析電流衰減的變化特點(diǎn)，計算電流變化率、管段的電流/電壓衰減系數和絕緣性能參數，對電流的突變點(diǎn)進(jìn)行分析確認是否為防腐層的缺陷點(diǎn)，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。如果是在室內安裝發(fā)射機，可直接通過(guò)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，一般現場(chǎng)采用24V的充電電瓶。使用時(shí)要注意電瓶的極性，紅色接線(xiàn)接正極，黑色接線(xiàn)接負極。 

連接信號輸出線(xiàn)。將白色線(xiàn)與管道連接好，將綠色線(xiàn)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。確認連接線(xiàn)都已連接妥當后再按開(kāi)關(guān)按鈕開(kāi)機，調整合適的頻率和輸出電流即可。用戶(hù)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(hù)可以根據現場(chǎng)情況選擇合適的檔位。以長(cháng)慶分公司現在主營(yíng)的長(cháng)輸管道檢測為例，現場(chǎng)測試時(shí)選擇的檔位是ELCD模式。輸出電流可供選擇的檔位有6個(gè)（ 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，當輸入電壓為20Ｖ時(shí)僅能輸出300mA的最大電流，而輸入電壓為50Ｖ時(shí)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1號電池。安裝時(shí)要注意電池的極性。進(jìn)行缺陷點(diǎn)查找時(shí)將A字架與接收機連接，安裝好后按開(kāi)關(guān)鈕開(kāi)機即可工作。 PCM+設備在連接A字架后需要按頻率選擇鍵切換到ACVG檔位才可以進(jìn)行A字架的檢測工作。

3 防腐層缺陷點(diǎn)查找 

傳統的缺陷點(diǎn)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，當出現大的電流衰減時(shí)再利用A字架進(jìn)行精確的定位。隨著(zhù)近年來(lái)3PE防腐層管道的大范圍應用，現已經(jīng)不采用這種方法。因為電流信號在這類(lèi)防腐層上衰減并不明顯，僅靠判斷電流衰減會(huì )錯過(guò)很多缺陷點(diǎn)。因此，目前多采用密間隔插A字架的形式來(lái)進(jìn)行防腐層缺陷點(diǎn)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(huà)，就是信號方向總是指向缺陷點(diǎn)。 A字架測試時(shí)，屏幕上顯示DB值和指示方向，當管道防腐層沒(méi)有缺陷時(shí)，管道上方的磁場(chǎng)均勻分布，這時(shí)屏幕上顯示微弱的DB值讀數，由于電流很小無(wú)法觸發(fā)指示方向，所以是無(wú)規律閃動(dòng)。當防腐層出現缺陷時(shí)，磁場(chǎng)在缺陷處發(fā)生變化，一旦進(jìn)入變化的磁場(chǎng)范圍內，信號指示方向不再無(wú)規律閃動(dòng)，而是固定指向前方， DB值也隨之增大。這個(gè)時(shí)候就要縮短插架距離加密測試，當A字架插在缺陷點(diǎn)正上方時(shí)，由于橫向切割了磁力線(xiàn)，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(dòng)一個(gè)A字架的距離， DB值又再次變大，信號指向反方向，隨著(zhù)遠離缺陷點(diǎn)的中心位置DB值又逐漸減小。通過(guò)多次測量即可確定出缺陷點(diǎn)的中心位置。 

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

如果在A(yíng)字架模式下檢測不出防腐層缺陷點(diǎn)，應首先打開(kāi)接頭護套判斷A字架接線(xiàn)是否損壞。因為A字架接線(xiàn)是易損件，測試過(guò)程中很容易造成接頭處內部觸點(diǎn)開(kāi)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(lái)的3根粗針接口變成了8針的小接口，一旦進(jìn)入異物后會(huì )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。對此現場(chǎng)通常采取的辦法是，每次工作前在測試樁上模擬一個(gè)缺陷點(diǎn)，也就是在測試樁上接一個(gè)鋼釬來(lái)判斷A字架是否有明顯指向。2013年12月，長(cháng)慶分公司在馬惠線(xiàn)排查防腐層缺陷點(diǎn)時(shí)，由于天氣寒冷，土壤凍結嚴重，加之測試時(shí)間較長(cháng)，導致A字架探針接線(xiàn)松動(dòng)脫落，無(wú)法檢測防腐層缺陷。后對接頭內部觸點(diǎn)進(jìn)行了焊接修復，設備才恢復正常工作。 

4 注意事項

4.1 發(fā)射機 

發(fā)射機應安放在干燥通風(fēng)的地方，防止太陽(yáng)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(diǎn)要良好。接線(xiàn)不能接反，否則PCM +接收機的電流指示箭頭會(huì )指向錯誤方向，因為這時(shí)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(méi)有確認所有外置接線(xiàn)都連接好的情況下不要開(kāi)機。 

4.2 接收機 

接收機在測試時(shí)要保持與管道走向垂直，這樣才能得到真實(shí)的數據。在安裝發(fā)射機的50米范圍內不要進(jìn)行讀數，因為在這個(gè)范圍內發(fā)射機電流的強度對接收機采集數據影響很大，需要離開(kāi)這個(gè)區域進(jìn)行測試。更換發(fā)射機安裝位置后再對該區域進(jìn)行補測。 2011年10月，長(cháng)慶分公司利用PCM+對石蘭線(xiàn)195#—196#樁泄漏報警定位管段進(jìn)行地面檢漏時(shí)，發(fā)射機安裝在195#測試樁處，經(jīng)過(guò)測試，此段無(wú)防腐層缺陷點(diǎn)�？紤]到泄漏報警定位系統不可能無(wú)緣無(wú)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(jìn)行檢測，當檢測進(jìn)行到195#樁時(shí)，防腐層缺陷點(diǎn)出現了，經(jīng)開(kāi)挖驗證確定是盜油卡子。 

4.3 A字架測試 

利用 A字架檢測，當發(fā)現防腐層異常時(shí)要進(jìn)行多次檢測才能定位缺陷的中心位置，必要時(shí)通過(guò)十字交叉法進(jìn)行定位。測試時(shí)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(guò)灑水來(lái)增加接觸程度。在測試過(guò)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(jìn)方向和指示方向是一致的。 2015年8月，長(cháng)慶分公司烏海站對所轄敷設在烏蘭布和沙漠腹地的寧石化成品油管道進(jìn)行地面檢漏未發(fā)現防腐層漏點(diǎn)。帶著(zhù)疑問(wèn)，分公司管道技術(shù)人員前往檢測現場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地踏勘、調研。經(jīng)過(guò)認真分析，認為儀器無(wú)法檢測出防腐層缺陷點(diǎn)的原因可能是管道上方沙土異常干燥，導致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(diǎn)逐一被查找出來(lái)。 

5 結束語(yǔ)

近年來(lái)，長(cháng)慶分公司利用PCM+ACVG功能對馬惠寧、石蘭、惠銀線(xiàn)重點(diǎn)管段進(jìn)行了多次地面檢漏工作，共發(fā)現防腐層缺陷點(diǎn)100余處。同時(shí)，寧夏石化成品油管道投產(chǎn)前，長(cháng)慶分公司組織各個(gè)輸油站對該管道進(jìn)行了防腐層檢漏，共發(fā)現防腐層缺陷點(diǎn)208處�？梢哉f(shuō)， PCM+在長(cháng)輸管道防腐層缺陷點(diǎn)查找中被廣泛應用，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用[J] ．管道技術(shù)與設備，2009，（5）： 47—54

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

作者簡(jiǎn)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(dòng)化專(zhuān)業(yè)，現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）