摘 要：以淄博绿博燃气有限公司已竣工的工程项目为例，通对钢质燃气管道外防腐层完整性检测的实践过程，阐述了对埋地燃气管道外防腐层完整性检测的技术应用。
关键词：埋地燃气钢质管道走向定位 外防腐层完整性检测 外防腐层破损点查找定位
Application and research of underground gas steel pipeline anticorrosion layer integrality detection
------Zibo Bo Green Gas Co. Ltd. As an Example
Ma Minggang
Abstract: Take the project completed by Zibo Green Bo Gas Co. Ltd. as an example, through the practice process of steel gas pipeline anticorrosion layer integrality detection, the essay expounds the technology application of the underground gas pipeline outside coating integrality detection.
Key Words: the orientation of the underground gas steel pipeline; the integrality detection of the corrosion protection outer - layer coating; damage point positioning of the anticorrosion layer
1 前言
目前，城镇燃气进入了快速发展时期，燃气行业担负着为城镇居民和工业用户安全供气的任务。燃气工程施工质量是影响管线设施安全运行的重要方面。对于燃气管线的防腐控制，国家相关标准规范提出实施对外防腐层完整性检测的要求。因为在《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33第5.4.10条规定“管道回填后必须对外防腐层完整性进行全线检查，不合格必须返工处理直至合格”。
我公司于2011~2013年建设了淄博市高新区解庄至傅山天然气工程，工程采用DN350螺旋管，设计压力1.6MPa，长度8千米，采用三层结构聚乙烯（3PE）加强级防腐和管道外加阴保装置联合进行保护。管道沿途经过厂门口硬化路、主要交通干道及高速公路，分别采用了加钢套管、顶钢筋水泥套管和定向钻拖管穿越的等施工方法。管沟回填后，我们对此天然气管道防腐层实施了完整性检测。
2 钢质管道外防腐层完整性检测方法及设备
2.1 电压法
这种方法的基本原理是：当一个交流信号加在金属管道上时，在防护层破损点便会有电流泄漏入土壤中。这样在管道破损点和土壤之间就会形成电位差，且在破损点的正上方辐射的信号最强，使用专用仪器在埋设管道的地面上检测到这种电位变化，从而发现管道防腐层的破损处。电压法包括标准管/地电位法、密间隔管地电位法(CIS，CIPS)、直流电压梯度法(DCVG)、变频-选频法、电位差法、近电位勘测法等。
2.2 电流法
这种方法的基本原理是：由发射机向管道发射某一频率的信号电流，电流流经管道时，在管道周围产生一相应磁场，当管道完好时，无电流流失现象或流失较少，在管道周围产生的磁场比较稳定；当防护层破损或老化时，在破损处就会有较大的电流流失现象，随着管道的延伸，其在管道周围磁场的强度就会减弱。与前面检测的电流读数进行比较，发现明显陡降，可以对外防腐层破损点进行实时定位。检测人员在管道上方用地面专用仪器对管道周围的磁场进行接收处理，可以直接读出该处管道数据和管道深度。电流法包括皮尔逊法(PEARSON)、管中电流法(PCM)、C扫描(C-SCAN)、间歇电流法等。本次对解庄至傅山天然气工程钢质管道外防腐层完整性检测使用了管中电流法(PCM)。
2.3检测设备
本次使用的检测设备为英国雷迪公司生产的钢管内电流测绘设备（Pipecuzzentmapping，缩写PCM），通称PCM机，此设备包括：发射机、接收机及附件A字架。
3 外防腐层完整性检测的实施过程
3.1 查找管线
选择输出电流和输出频率
打开发射机，选择输出电流和输出频率，输出电流和输出频率选定之后在检测过程处于恒定状态。本次检测过程选定的输出频率为4Hz，输出电流为1安培。
3.2 定位被检测管线位置
3.1.1 采用峰值法定位管线
手提接收机，使底刀垂直接近地面，打开接收机，选择按键峰值模式，在被测管线的附近来回移动接收机，并把接收机作为枢轴旋转，在最大响应值处停住，标记此位置，可重复以上操作以提高精确定位的精度。峰值法定位管线如图1所示。
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3.1.2 采用谷值法定位管线
选择接收机键至谷值模式。重复以上操作，
在最小响应值处停住，标记此位置。谷值法定位管线图2所示。
如果峰值法和谷值法定出的位置重合，可断定定位准确，如果不重合，峰值法和谷值法的定位基本会偏向同一侧，那么管道的位置一般会靠近峰值法所确定的位置。
3.2 查找钢质燃气管道外防腐层破损点
发射机向管道施加电流信号（本次检测输出电流为1安培），如管道外防腐层保护良好，接收机会有电流箭头指向，手提接收机跟随电流箭头指向移动接收机，电流强度读数会从发射机开始随距离的增大以固定的比率而减小。管道外防腐层保护良好电流示意图如图3所示。
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遇到管道外防护层已破损处，接收机电流值会迅速或急剧下降。管道外防腐层有破损处电流示意图如图4所示。
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3.3准确定位管道外防腐层破损处
（1）使用A字架准确定位管道外防腐层破损处，A字架与接收机连线，将A字架2个探针（红色探针和绿色探针）垂直插入管道正上方，红色探针朝向发射机的位置，绿色探针朝背向发射机的位置。
接收机自动调节信号，显示电流方向及A字架2个探针之间电位差的毫伏分贝值（dB），如果电流指示方向是向前，则表明此段管线外防腐层无破损处，并观察dB值，如果数值在30dB以下，则表示管道外防腐层没有破损处。
（2）继续将A字架2个探针垂直插入管道正上方，沿管线的方向每间隔3-4m移动A字架，如果在新位置电流箭头指示向后，则表示已跨过破损处，一般的外防腐层破损处，dB值通常显示在40-60dB范围，如果外防腐层破损处严重则可能超过70dB。 A字架测量破损处示意图如图5所示。
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发现外防腐层有破损处，以1米的间隔沿管线的走向向后移动A字架进行检测，观察接收机面板上dB的读数，数值会上升，又短暂下降，又上升，之后数值会渐渐下降，当电流方向箭头改变方向时，此位置就是外防腐层破损处的边缘。
再以更小的间隔移动A字架，进行前后检测，直到找到电流方向的变化点和dB读数的最小值，此时可基本确定外防腐层破损处就在A字架的中心位置，标记此位置。
将A字架旋转90度，即检测方向与管线方向垂直，再重复6.6检测步骤，并与已标记的位置比较，一般位置会重合。
4 确认外防腐层破损处管线埋深深度
确认外防腐层破损处位置后，按下接收机深度测量键，则接收机面板自动显示管道埋深读数，小于1米则会显示的是厘米单位，大于1米则会显示米和厘米单位。
为保证深度测量数据准确，先将接收机放在地面上测量管道埋深深度，记下读数，然后再将接收机提高0.5米，再测量埋深深度，看第二次测出的数值是否比第一次大0.5米，实际测量管道埋深数据基本准确。
5防腐层破损处的处理
在对解庄至傅山天然气工程钢质管道外防腐层完整性检测过程中共发现防腐层破损处共3处，然后开挖管沟，按《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413相关要求，对外防腐层破损处进行了防腐修复。同时对检测形成的数据记录，及时归纳到工程竣工资料中。
6避免信号干扰源所采取的措施
6.1发射信号干扰源
在某些情况下，实际存在发射信号干扰源：有与燃气管线交叉或平行的信号线、钢质管线和架空的电力线，燃气管线有弯头和三通处，燃气管线在钢套管内或钢筋混凝土套管内。
6.2避免信号干扰源所采取的措施
（1）对于前两种情况的信号干扰源，可调节接收机增益值使其增大，并对该区域进行扫描，跟随接收机显示的电流最大值来确定管线位置和走向，或重新移动发射机，靠近干扰源处重新选定接线位置，再进行信号测量。本次外防腐层完整性检测至傅山村委办公大楼前时，由于在绿化带内的管线附近有埋地信号线和架空的电力线，信号干扰大，通过调节接收机增益值使其增大，并对该区域进行扫描，成功测量到管线外防腐层有关信号，并对相关信息进行分析、判断。
（2）由于钢套管或钢筋混凝土管本身结构对发射信号有一定的屏蔽作用，可使用A字架进行信号追踪，向地面泼水，确保A字架两个探针与地面接触良好，并对测量的信号进行分析判断。在检测穿越民安路段60米管线时，由于是顶钢筋混凝土套管过民安路，对信号干扰大，通过采取此种措施，成功检测到管线外防腐层有关信号，并对相关信息进行分析、判断。
7结语
通过对解庄至傅山天然气工程燃气管道外防腐层完整性检测，及时开挖土方，对发现的外防腐层破损处按照有关规定进行了修补，保证了燃气管道外防腐层的完整性，排除了安全隐患，由于准确定位了燃气管道外防腐层破损处的位置，避免了盲目开挖寻找管道，减少了土方开挖量，节省了不必要的费用开支。同时我们对管道的完整性检测也有了新的认识，实施该项检测很有必要，只有应对施工过程层层细化，严抓施工质量控制点，才能把握和控制好工程施工质量，为今后管网的安全运行打好基础。
参考文献：
［1］城镇燃气设计规范.GB50028-2006
［2］城镇燃气输配工程施工及验收规范.CJJ33-2005
［3］城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程.CJJ95-2003
［4］埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准.SY/T0413-2002