廖生

国家管网集团东部储运公司荆门输油处

摘要：长输管道穿越鱼塘、沟渠等水体较多，环境复杂，检测难度大。SL-6型埋地管线检测仪无法对水体管线防腐层进行检测。根据RD-PCM（埋地式探管仪）检测原理，通过建立一个等势体质点模型，分析了三种情况下管线等势体质点模型两侧电流衰减趋势，介绍了水体管线防腐层快速检测方法。经实际应用表明，该方法便捷可行，能满足全天候、快速检测防腐层破损点和定位漏点位置需求，大大缩短检修时间。

关键词：RD-PCM；水体管道；防腐层检测；破损点定位

途经洪湖地区的某输油管段长37.9 km，周边大小鱼塘虾池90口、20 m宽以上河流7条、小沟渠不计其数，其中鱼塘内管线累计约4 km，常年浸泡在水体淤泥中，检测难度比较大。由于SL-6型埋地管线检测仪无法对水体管线防腐层进行检测，难以掌握其破损情况，进而评估水体内动植物对管道防腐层的影响。尝试采用RD-PCM（埋地式探管仪）对鱼塘内管道进行检测，通过检测与管线平行水体埂子上信号衰减值初步判断防腐层破损情况，以垂足法定位破损点位置，通过开挖验证对比检测结果和定位准确性，取得了比较好的效果。

1  RD-PCM检测方法

1.1  RD-PCM工作原理

管道防腐层和土壤间存在电容耦合效应，同材质完好防腐层自身具有稳定的电导率。正弦电流信号在管道和完好防腐层传播过程中呈线性指数衰减，衰减曲线斜率取决于防腐层电阻率。电流信号以管线为中心发散同强度感应磁场。防腐层完好质量均匀，电流衰减较小，相应感应磁场强度衰减较小。当防腐层某点有破损、搭接、剥落时，电流信号从破损点流向土壤，电流急剧衰减，引发地面感应磁场强度也急剧衰减。沿管道方向越远离电流信号源，电流信号衰减程度逐渐增大。防腐层正常、则电流信号均匀缓慢衰减（图 1-a），防腐层整体质量较差、则电流信号迅速均匀衰减（图 1-b），如果防腐层出现漏点、则电流信号在漏点处前后出现阶跃衰减（图 1-c ），如果出现防腐层剥离或者搭接，则电流信号由均匀缓慢衰减转变为迅速均匀衰减（图 1-d）。相应的，通过检测管道正上方磁场的衰减程度就可以判断防腐层状况，进而对防腐层破损点进行定位。

图 1 电流信号衰减程度与防腐层缺陷关系示意图

1.2  RD-PCM组成

RD-PCM主要由发射机、接收机、附属电源三部分组成，其中接收机包括A型架和手持接收机两部分，如图 2所示。检测开始，发射机先向管道施加电流信号并沿着管道向远处传播，在管线周围产生规律的电磁场，手持接收机和A型架的工作人员在管道上方便可以探测到相应的磁场强度，根据磁场强度变化可测定管线走向、位置、水体内深度，以及管道中电流信号强度和方向。

图 2 RD-PCM接线示意图

1.3  检测方法  

（1）等势体质点模型。将水体内的某一段管道理想化为一个质点，假设水体与管线防腐层破损点的电势相等，忽略水体长宽，将水体及管线看成一个等势体质点，如图 3所示绿色部分。

图 3 水体管线等势体质点模型

（2）检测结果判定。利用手持接收机检测等势体质点埂子及其附近管线防腐层状况良好，如存在漏点则先修复再进行下一步检测。然后在等势体质点两侧的管线正上方检测磁场，判断电流信号，检测结果与图 4（a）相同，即接收机显示电流方向相对、管线两端电流向等势体质点衰减且衰减程度逐步增强，表明防腐层存在漏点。与图 4（b）相同，即电流方向相同且电流衰减程度相近，接近完好防腐层电流衰减值，可以判断防腐层状况良好。与图 4（c）相同，即电流方向相同且电流衰减程度逐步增强或减弱，高于完好防腐层电流衰减值，则判断其本身防腐层状况良好，在其电流衰减值较大端有破损点。

图 4 水体内管线等势体质点模型两侧电流衰减检测结果

根据电流方向初步判断防腐层是否存在破损点，根据电流衰减程度初步判断破损点大小，按有无破损点和破损点大小分类，大大缩减了水体内管道的检测时间。

2  防腐层破损点定位

通常按照管线与水体边缘是否平行进行分类，以分别定位破损点，如图 5所示。该管线周边90口水体边缘与管线平行或近似平行，即图 5（b）情况下，破损点两端流向破损点电流信号衰减逐渐增强，手持接收机沿着与管线平行的水体边缘进行检测，显示电流方向在某点转向，记录该点为A点，经A点到管线画一条垂线，垂足位置即为防腐层破损点。

图 5 水体边缘与管线平行关系

3  应用情况

2017年12月，洪湖站采用RD-PCM对鱼塘内管线抽样检测，发现2#桩+500 m、5#桩+500 m、5#桩+600 m三处分别存在45 dB、40 dB、40 dB以上漏点，采用前述方法初步确定破损点为靠管线入口端水体边缘3 m、7 m、9 m位置。开挖显示漏点位置和大小与检测结果基本相符，如表 1所示。

表 1 鱼塘内管道开挖验证结果

在距离鱼塘岸边9 m 位置垂直管线画一条垂线，垂足位置就是防腐层破损点。经开挖验证，破损点与垂足位置相差0.2 m，如表 2所示。

表 2 5#桩+600 m与鱼塘平行管线侧埂子电流信号衰减值

4  结语

引入RD-PCM对水体管线防腐层进行检测，科学有效。可满足一年四季全天候检测需求，简单便捷，快速高效。克服了鱼塘干塘时间限制，确保水体管道防腐层破损点及时得到检修，保障管道安全平稳运行。下一步将对水体管线防腐层进行全面检测，根据有无破损点、破损点大小程度进行分级，编制应急预案和检修计划，充分利用有限的检测时间实现防腐层精确定点和补漏。

作者简介：廖生，1986年生，高级工程师，毕业于四川大学电气信息学院自动化系，目前主要从事油气储运安全生产运行工作。联系方式：13597927466，13597927466@163.com。