郭超 张连军 赵帅 安海燕

中石油管道公司长庆输油气分公司 

［摘 要］ 本文详细介绍了PCM+的工作原理、仪器安装，以及在长输管道防腐层缺陷点查找实际应用中的应注意的事项。

［关键词］ PCM+ 长输管道 防腐层缺陷点 

近年来，长庆输油气分公司所辖惠宁、中银、鸣红水线管道防腐层老化严重，惠银、石兰等新建3PE管道防腐层补口质量较差，不规范施工及机械损伤造成防腐层存在多处缺陷。为了准确找出防腐层缺陷点并快速实施修复，以延长管道使用寿命，分公司广泛应用了PCM+管道电流测绘仪。 

1 PCM+工作原理 

PCM+管道电流测绘仪的工作原理，是通过发射机向管道发送多个频率较低的交流信号，再用接收机从地面上遥测出地下管道中不同频率的电流大小，见图1、图2。通过专用软件分析电流衰减的变化特点，计算电流变化率、管段的电流/电压衰减系数和绝缘性能参数，对电流的突变点进行分析确认是否为防腐层的缺陷点，并且能够评估管段的防腐绝缘状况。

2 仪器的安装 

电源的安装。如果是在室内安装发射机，可直接通过交流插座接220V的电源。如果是在室外使用，可使用20V～50V的直流供电电源，一般现场采用24V的充电电瓶。使用时要注意电瓶的极性，红色接线接正极，黑色接线接负极。 

连接信号输出线。将白色线与管道连接好，将绿色线与接地钢钎连接好，接地钢钎一般距离管道45米以外，接地电阻要低，保证良好的回路，在沙漠、戈壁等土壤电阻率大的地方，可以采用增加钢钎数量或者利用管道周边的电杆、通讯铁塔等的接地作为接地极，降低接地电阻。确认连接线都已连接妥当后再按开关按钮开机，调整合适的频率和输出电流即可。用户可选择的频率有3种： ELF、ELCD、 LFCD。第一种是不带电流方向的，后两种是带电流方向的，支持A字架检测功能，用户可以根据现场情况选择合适的档位。以长庆分公司现在主营的长输管道检测为例，现场测试时选择的档位是ELCD模式。输出电流可供选择的档位有6个（ 100mA至3A），档位的选择受直流供电电源和工作回路影响，最大输出功率取决于电压。例如在管道上，当输入电压为20Ｖ时仅能输出300mA的最大电流，而输入电压为50Ｖ时则可输出3Ａ的电流。 

接收机的安装。取出屏幕下方的电池盒，安装两节1号电池。安装时要注意电池的极性。进行缺陷点查找时将A字架与接收机连接，安装好后按开关钮开机即可工作。 PCM+设备在连接A字架后需要按频率选择键切换到ACVG档位才可以进行A字架的检测工作。

3 防腐层缺陷点查找 

传统的缺陷点定位方式是利用接收机沿管道每隔50米或100米读取一次电流值，当出现大的电流衰减时再利用A字架进行精确的定位。随着近年来3PE防腐层管道的大范围应用，现已经不采用这种方法。因为电流信号在这类防腐层上衰减并不明显，仅靠判断电流衰减会错过很多缺陷点。因此，目前多采用密间隔插A字架的形式来进行防腐层缺陷点查找，一般插架间隔为3～5米，如图3所示。

A字架的检测原理概括为一句话，就是信号方向总是指向缺陷点。 A字架测试时，屏幕上显示DB值和指示方向，当管道防腐层没有缺陷时，管道上方的磁场均匀分布，这时屏幕上显示微弱的DB值读数，由于电流很小无法触发指示方向，所以是无规律闪动。当防腐层出现缺陷时，磁场在缺陷处发生变化，一旦进入变化的磁场范围内，信号指示方向不再无规律闪动，而是固定指向前方， DB值也随之增大。这个时候就要缩短插架距离加密测试，当A字架插在缺陷点正上方时，由于横向切割了磁力线，屏幕上显示的DB值反而变小，信号指示又变得闪烁不定，但再往前移动一个A字架的距离， DB值又再次变大，信号指向反方向，随着远离缺陷点的中心位置DB值又逐渐减小。通过多次测量即可确定出缺陷点的中心位置。 

在这里需要强调的是： DB值最强的点并不是缺陷点的正上方位置，它一般出现在距离缺陷点1个A字架间距的位置，即距离缺陷点1米左右。

如果在A字架模式下检测不出防腐层缺陷点，应首先打开接头护套判断A字架接线是否损坏。因为A字架接线是易损件，测试过程中很容易造成接头处内部触点开焊。然后检查与仪器的接口位置是否接触良好，由于PCM+接收机的A字架接口由原来的3根粗针接口变成了8针的小接口，一旦进入异物后会造成接触不良而影响测试。排除这两项后仍不能正常工作可判断为A字架损坏。对此现场通常采取的办法是，每次工作前在测试桩上模拟一个缺陷点，也就是在测试桩上接一个钢钎来判断A字架是否有明显指向。2013年12月，长庆分公司在马惠线排查防腐层缺陷点时，由于天气寒冷，土壤冻结严重，加之测试时间较长，导致A字架探针接线松动脱落，无法检测防腐层缺陷。后对接头内部触点进行了焊接修复，设备才恢复正常工作。 

4 注意事项

4.1 发射机 

发射机应安放在干燥通风的地方，防止太阳暴晒和雨淋，一旦下雨打雷，要立刻关闭电源，切断与管道的连接，避免遭到雷击。发射机要有良好的信号输出回路，与管道连接和接地钢钎的触点要良好。接线不能接反，否则PCM +接收机的电流指示箭头会指向错误方向，因为这时候加到管道上方的电流是从管道流入大地，而不是从大地流入管道，所以可能对管道防腐层产生不良影响。在没有确认所有外置接线都连接好的情况下不要开机。 

4.2 接收机 

接收机在测试时要保持与管道走向垂直，这样才能得到真实的数据。在安装发射机的50米范围内不要进行读数，因为在这个范围内发射机电流的强度对接收机采集数据影响很大，需要离开这个区域进行测试。更换发射机安装位置后再对该区域进行补测。 2011年10月，长庆分公司利用PCM+对石兰线195#—196#桩泄漏报警定位管段进行地面检漏时，发射机安装在195#测试桩处，经过测试，此段无防腐层缺陷点。考虑到泄漏报警定位系统不可能无缘无故报警，测试人员决定将发射机安装位置移到196#测试桩处再次对该管段进行检测，当检测进行到195#桩时，防腐层缺陷点出现了，经开挖验证确定是盗油卡子。 

4.3 A字架测试 

利用 A字架检测，当发现防腐层异常时要进行多次检测才能定位缺陷的中心位置，必要时通过十字交叉法进行定位。测试时要保证A字架的脚钉与地面接触良好，在非常干燥的地面可通过洒水来增加接触程度。在测试过程中还要注意A字架的方向不要弄反，绿色脚钉朝前，这样检测人的行进方向和指示方向是一致的。 2015年8月，长庆分公司乌海站对所辖敷设在乌兰布和沙漠腹地的宁石化成品油管道进行地面检漏未发现防腐层漏点。带着疑问，分公司管道技术人员前往检测现场进行实地踏勘、调研。经过认真分析，认为仪器无法检测出防腐层缺陷点的原因可能是管道上方沙土异常干燥，导致A字架脚钉与地面接触不良。随后在管道正上方边洒水边测试，防腐层缺陷点逐一被查找出来。 

5 结束语

近年来，长庆分公司利用PCM+ACVG功能对马惠宁、石兰、惠银线重点管段进行了多次地面检漏工作，共发现防腐层缺陷点100余处。同时，宁夏石化成品油管道投产前，长庆分公司组织各个输油站对该管道进行了防腐层检漏，共发现防腐层缺陷点208处。可以说， PCM+在长输管道防腐层缺陷点查找中被广泛应用，为消除管道本体隐患，确保管道安全运行发挥了重要作用。 

参考文献：

[1] 刘周，张鹏，彭星煜等． PCM技术及其在兰成渝管道上的应用[J] ．管道技术与设备，2009，（5）： 47—54

[2] 耿铂，余越全，王健健等． PCM管道电流检测系统介绍及其应用[J]. 腐蚀与防护，2002，（1）：21—23 

作者简介：郭超，男， 1983年生，工程师，本科学历，毕业于陕西科技大学电气工程及其自动化专业，现主要从事管道安全管理工作。

《管道保护》2016年第4期（总第29期）