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          昆山金海洋消防機電工程有限公司

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          地下管道故障檢測中部分疑難問(wèn)題的解決

          2016/8/29 5:54:24
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          地下管線(xiàn)探測分為地下管線(xiàn)探查和地下管線(xiàn)測量。地下管線(xiàn)故障檢測除包括上述內容外,還包括管體腐蝕、外防腐層、陰極保護狀況檢測;輸關(guān)介質(zhì)泄漏點(diǎn)的具體定位等。后者的檢測難度要比前者更大。除市政規劃部門(mén),管道施工部門(mén)需要進(jìn)行管線(xiàn)探測,單項作業(yè)外,大多本文僅對探管測漏中解決部分疑難問(wèn)題的方法進(jìn)行交流,供同行參考。 


          1. 關(guān)于一次場(chǎng)問(wèn)題 


          在管線(xiàn)探測檢漏中,由于發(fā)射機及發(fā)射線(xiàn) , 接地線(xiàn),接地點(diǎn)附近的介質(zhì)所產(chǎn)生的一次場(chǎng),在某一范圍內往往大于目標管線(xiàn)的二次場(chǎng),使該區的管位及漏點(diǎn)難以探測。為能探測出此區域內的管位及漏點(diǎn)可采用以下方法: 

          ( 1 )降低發(fā)射功率:降低發(fā)射功率可使一次場(chǎng)減小,其影響范圍亦會(huì )縮小,在其影響范圍外的管線(xiàn)位置和漏點(diǎn)可測定。 

          ( 2 )移動(dòng)發(fā)射機位置:將發(fā)射機移到遠離目標管線(xiàn)位置,在發(fā)射機接線(xiàn)時(shí)將發(fā)射線(xiàn)拉直并與目標管線(xiàn)垂直,機身離目標管線(xiàn) 10m 以上,采用最大法接收目標管線(xiàn)信號,此時(shí)探頭的方位與發(fā)射機發(fā)射線(xiàn)平行,不接收發(fā)射線(xiàn)產(chǎn)生的信號,就可將該區的管線(xiàn)位置及漏點(diǎn)探查定位出。 


          2. 探測信號偏移及解決辦法 


          ( 1 )發(fā)射機接地處管位信號的偏移:當發(fā)射機接地不對稱(chēng),目標信號磁場(chǎng)會(huì )被推向接地線(xiàn)相反的一方。此種現象對于埋土深度 1.5m 以上的管道尤其明顯,管道越深偏移誤差越大;越靠近接線(xiàn)點(diǎn),偏離誤差越大。解決此類(lèi)問(wèn)題的方法如下: 

          ① 對稱(chēng)接地法,將發(fā)射機置于與目標管線(xiàn)一致的位置上,由發(fā)射機引出兩根線(xiàn)分別接到目標管線(xiàn)的兩邊,觀(guān)察兩邊接地電阻,通過(guò)打深、拔淺接地棒或澆水濕潤等辦法使倆邊接地效果一致。 

          ② 單邊接地管位修正法:城市水泥路面,房屋圍墻等接地條件受限制,只能采用單邊接地此時(shí)在管道接線(xiàn)點(diǎn)與接地點(diǎn)之間的范圍內,管位信號點(diǎn)位置向接地點(diǎn)一邊偏移了其管深的 20% 。 

          ( 2 )管道拐彎處信號位置的偏移:在管道拐彎及三通四通處,由于多根管道磁場(chǎng)的相互影響,會(huì )使目標管線(xiàn)信號偏移,在地表用最小法探測時(shí),往往會(huì )將直角彎,探成弧形彎。且在拐角附近直線(xiàn)段末端的目標管線(xiàn)異常,均向兩邊外側推移。這可采用分另探測各條管線(xiàn)走向,然后再用直線(xiàn)交繪法來(lái)確定管道拐彎位置。 

          ( 3 )平行管道使管位信號偏移 

          在油田生產(chǎn)的中后期,大多油井采用熱洗或摻水法采油,每口單井均有兩根管道與計量站相連進(jìn)行輸油和輸水,此兩根管道采用同溝敷設且距離很近,探測管道時(shí)一般由單井那一邊施加發(fā)射機信號,這樣信號電流比較比較集中,此種兩根管道在井架那端電性相連,電流方向相同,采用最大法探管時(shí),管位會(huì )定在兩根管線(xiàn)的中間,由于兩根線(xiàn)在沿線(xiàn)破損、埋深等原因,使回路狀況不一致,用最大法與最小法定位時(shí),管位不一致,此時(shí)可采用折中修正法,方法是以最大法定位為主,向最小法一邊修正 1/3 后定位,或以最小法定位點(diǎn)為準,向最大法一邊修正 2/3 后定位。 


          3. 多根管道同溝敷設時(shí)確定目標管道漏點(diǎn)位置的方法 

          多根平行管道從搭接一端或有均壓線(xiàn)一端施加信號時(shí),有可能被當作一根管線(xiàn)來(lái)探測,尤其是近距離敷設,埋土又很深時(shí)更是如此,此種情況可通過(guò)查防腐漏點(diǎn)來(lái)確定管位。方法是在防腐層破損精確定點(diǎn)時(shí),除去破損點(diǎn)上方亂磚碎石,刮平破損點(diǎn)上方泥土,消除地表因介質(zhì)不均勻對檢漏效果的影響,然后沿管線(xiàn)上方地表與管線(xiàn)走向垂直方向,測試電位,電位最大的那一點(diǎn)下面即為目標管線(xiàn)的防腐層破損點(diǎn)。 


          4. 陰極保護電纜焊點(diǎn)泄漏電流與陽(yáng)極地床泄漏電流的區分 


          在陽(yáng)級地床處,檢漏時(shí)會(huì )有很大的泄漏電流,此時(shí)降低接收機的靈敏度,精確定位泄漏電流的最大點(diǎn),再結合探管儀進(jìn)行管位定位,如果最大泄漏點(diǎn)與管位一致,即可判斷是焊接電纜與管位交接處未防腐,應重新作防腐處理。如果與管位不一致,就是陽(yáng)極地床處泄漏電流,屬正?,F象。 


          5. 防腐層破損點(diǎn)位置的判斷 


          當管道埋土較淺,管徑較大,嘗試與管徑之比達 2 : 1 時(shí),就可以判斷防腐破損點(diǎn)在管道上、下、左、右的位置。方法是:在管線(xiàn)定位以后,再用檢漏儀檢測泄漏,將泄漏中心點(diǎn)與探管定位點(diǎn)點(diǎn)位進(jìn)行比較,作出判斷,見(jiàn)圖 1 。 



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          圖 1 防腐層破損點(diǎn)位置判斷示意圖


               

          ( 1 )檢漏中心點(diǎn)與探管定位點(diǎn)一致,均在圖一中 2 處時(shí),破損點(diǎn)在管道上方。(圖 1 中 4 處) 

          ( 2 )檢漏點(diǎn)中心點(diǎn)與探管定位點(diǎn)不一致,在圖一中 1 處,破損點(diǎn)在管道左邊。(圖 1 中 5 處) 

          ( 3 )檢漏點(diǎn)中心點(diǎn)與探管定位點(diǎn)不一致,在圖一中 3 處時(shí),破損點(diǎn)在管道右邊。(圖一中 7 處) 

          ( 4 )檢漏電流分別從圖一中 5 、 7 處輻射到圖一中 1 和 3 處,當 1 和 3 處兩邊電位相等時(shí),破損點(diǎn)在管道底部。(圖 1 中 6 處) 


          6. 防腐層破損點(diǎn)大小的判斷 


          防腐層破損點(diǎn)大小的判斷,通常是采用在地表檢測到的電位差來(lái)估算,但檢測到的電位差往往會(huì )受到多種因素的影響,因此必須通過(guò)綜合分析來(lái)確定其大小。確定大小的方法如下: 

          ( 1 )數字直讀法:按地表檢測的破損異常中心點(diǎn)電位與大地零電位的電位差值來(lái)確定: 300-600mV 為小破損, 600-900mV 為中等破損,大于 900mV 為大破損。 

          ( 2 )輻射距離法:破損處泄漏電流輻射到地表形成平面圓形電位場(chǎng),該平面圓的直徑與破損點(diǎn)大小有關(guān)。直徑在 10m 以上為大破損點(diǎn),直徑在 3m 之內為小破損點(diǎn),直徑介于兩者之間的為中等破損。 

          統計圖表法:以泄漏電位差為縱坐標,輻射距離為橫坐標作圖,在破損點(diǎn)附近會(huì )出現一個(gè)一個(gè)三角形的圖形,三角形面積的大小,近似反映了管道上破損點(diǎn)的大小,見(jiàn)圖 2 。 




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          圖 2 統計圖法示意圖



          ( 4 )公式修正法:用人體電容法檢測破損點(diǎn)時(shí),接收的信號強度受管道埋深、破損處的輻射距離(直徑)、兩檢測者之間的距離、管道沿線(xiàn)土壤的介電常數等多種因素的影響,實(shí)測讀數往往與破損大小不一致。將這些因素集中在一起可通過(guò)下列數學(xué)公式進(jìn)行修正,修正后的泄漏電位差值,就比較接近實(shí)際值。 

          修正的公式如下: 

          2006517142150360

          式中: ΔV 為修正后的破損大小數的數值( mv ) 

          ΔV/ 為實(shí)測時(shí)的顯示值( my ) 

          D 為管道埋土深度( m ) 

          L 泄漏點(diǎn)正上方地表輻射距離(直徑)( m ) 

          L/ 檢測時(shí)兩檢測者之間的距離( m ) 

          F 為土壤介電常數修正系數,特干土取 0.5 ,濕潤土取 2 ,一般土取 1 


          7. 氣體泄漏位置定點(diǎn)方法 


          地下輸氣管道發(fā)生泄漏以后,會(huì )沿著(zhù)地下裂縫、電纜溝、暖氣溝等地下通道竄流到很遠的地方,從裂縫、孔洞處再冒出地面,尤其是石油液化氣,其比重大于空氣,泄漏后會(huì )竄流到很遠的地方或滯留到低外,甚至流到河里,對于這類(lèi)泄漏定點(diǎn)難度較大,可采用逐步縮小范圍的方法來(lái)探查,將查漏范圍由線(xiàn)縮小為點(diǎn)(防腐層破損點(diǎn)),如果在此范圍內破損點(diǎn)只有一個(gè),則在此處打孔,再用氣敏儀查漏,就可確定該漏點(diǎn)位置,如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的破損點(diǎn),則通過(guò)比較泄漏電位的大小,在大破損點(diǎn)處進(jìn)行開(kāi)孔查漏。這對運行 10 年以上的鋼質(zhì)防腐管道特別適用。 


          8. 輸水管道泄漏難點(diǎn)探查 


          常規的自來(lái)水泄漏,可采用聽(tīng)音儀和相關(guān)儀器查找,但對油氣管道的水壓試驗滲漏點(diǎn);石化裝置區的自來(lái)水泄漏點(diǎn),北方地區埋設在凍土層以下的管道泄漏點(diǎn),以及低壓水管泄漏點(diǎn);采用聽(tīng)音儀器卻難以奏效。但由于泄漏處水的滲透作用,使得泄漏處周?chē)寥赖膶щ娐逝c無(wú)滲漏的地方有所不同。對于鋼質(zhì)防腐管道而言,泄漏點(diǎn)就是防腐層嚴重破損點(diǎn),通過(guò)地下管道處防腐層破損點(diǎn)的查找并根據下列情況進(jìn)行分析就可判斷泄漏點(diǎn): 

          ( 1 )泄漏電位大?。悍栏瘜悠茡p不一定漏水,而水部分防腐層必有破損,其泄漏電流大,影響范圍寬,加上漏點(diǎn)周?chē)寥莱睗?,導電性好,泄漏異常更為明顯,由此可將中、小破損點(diǎn)引起的異常剔除,即可初步確定泄漏點(diǎn)位置。 

          ( 2 )土壤干濕程度:自來(lái)水泄漏后會(huì )沿著(zhù)一定通道擴散,如果附近沒(méi)有排水管道,就有可滲入地下或溢出地表,泄漏點(diǎn)周?chē)寥酪欢ū绕渌胤綕駶?,干旱區域的泥土尤其明顯。 

          ( 3 )溫度異常分析:地表溫度的變化,年較差和日較差都比較大,而自來(lái)水水源大多來(lái)自地下深處,其溫度比較恒定。在冬秀有冰凍,有霜時(shí),有泄漏的地方無(wú)霜且會(huì )有霧氣出現。 

          ( 4 )觀(guān)察作物生長(cháng):干旱時(shí),樹(shù)木花草由于陽(yáng)光暴曬,中午樹(shù)葉花草會(huì )變蔫枯,而有水泄漏的地方,花草樹(shù)木生得和很茂盛;相反,在下雨時(shí),其它地方樹(shù)木花草正常生長(cháng),而泄漏地方樹(shù)木會(huì )淹黃,小草被淹死。 

          ( 5 )水流量分析法:在泄漏區,自來(lái)水管入口流量與出口流量會(huì )不一致,根據流量計輸差的大小可判斷泄漏量的大小。 

          ( 6 )壓力大小分析:在自來(lái)水泄漏的地方,管輸壓力會(huì )下降。對裝有壓力表的自來(lái)水管,只要關(guān)閉兩端閥門(mén),就會(huì )觀(guān)察到泄漏段壓力的變化情況。 


          9. 輸油管道盜油卡子的精確定位 


          ( 1 )調查分析方法:不法分子打卡盜油,輸油管道防腐層受到了破壞,用防腐層地面檢測儀將這些被破壞的漏點(diǎn)檢測出來(lái),再通過(guò)調查對各種因素進(jìn)行分析,就可判斷是否盜油卡子。主要從以下幾方面進(jìn)行分析: 

          ① 漏點(diǎn)大?。阂蚩ㄗ有孤╇娏鞅容^大,可將中小漏點(diǎn)進(jìn)行剔除,找出其中的大漏處。 

          ② 時(shí)間長(cháng)短:防腐層老化,破損點(diǎn)變大是一個(gè)緩慢的過(guò)程。一般需要幾年到十幾年才能由小針孔變?yōu)榇舐c(diǎn):而卡子則是一夜即可裝上,如果前期進(jìn)行了普查,將破損處查出后,與前一次進(jìn)行對照,新增加的大漏點(diǎn)即為盜油卡子。 

          ③ 交通條件:盜油者需用車(chē)輛進(jìn)行運輸,如果大泄漏點(diǎn)處運輸車(chē)輛通行方便,又具有一定的隱蔽性,該處就有可能已裝上盜油卡子。 

          ④ 土壤疏松程度:在測出的大泄漏點(diǎn)處用接地棒往土中扎,老管道的上方經(jīng)過(guò)多年日曬雨淋,人畜踩踏,車(chē)輪輾壓,土壤比較密實(shí),而被開(kāi)挖剛回填的地方則比較疏松,據此可判斷是否被開(kāi)挖過(guò)已裝上盜油卡子。 

          ⑤ 管道埋深:對埋土太深的管道難以開(kāi)挖尋找,犯罪分子一般不會(huì )花高昂代價(jià)購買(mǎi)專(zhuān)業(yè)儀器探測,而那些處暴露地表的管線(xiàn),或埋土很淺的管線(xiàn),跨越溝渠附近管線(xiàn),可推斷位置的管線(xiàn),極有可能被除數打孔盜油,在些地段外防腐層有漏電信號處也應重點(diǎn)分析。 

          ( 2 )磁場(chǎng)異常分析法:此法可通過(guò)由探管儀接收探測來(lái)完成。正常完好管道等磁位梯度呈圓柱形分布,信號隨著(zhù)測試距離的延伸將會(huì )按一定的距離有規律衰減,在管道裝有卡子的地方,磁力線(xiàn)就會(huì )發(fā)生異常,在此若排除閥門(mén)、焊疤存在的可能性,就可判斷是否存在盜油卡子。 

          ( 3 )改變探頭方向探測:裝有金屬支管的卡子處,在支管處將會(huì )分流部分發(fā)射的信號,如果在此將探頭平行于主干線(xiàn),并提高接收機增益,進(jìn)行管線(xiàn)探測,若有管線(xiàn)異域常即可探得分支管。 

          上述幾種辦法筆者曾在長(cháng)慶油田采油二廠(chǎng),勝利油田東辛四礦,勝利油田油氣集輸公司,大慶油田天然氣公司,杏一聯(lián)至助劑廠(chǎng)輸氫烴管線(xiàn)等管線(xiàn)上探查出許多盜油的卡子和一根長(cháng)約 500m 的盜油支管。 


          10. 水下管線(xiàn)探查檢漏 


          在海洋,河流,湖泊水下進(jìn)行地下管線(xiàn)探查檢漏時(shí),首先應采用大功率發(fā)射,最好能夠由兩端分別發(fā)射信號,使其發(fā)射信號末端電磁波信號能輻射到水面上,以便探頭與接收機進(jìn)行管位導向。 

          其次,檢漏儀接收機連接的檢漏線(xiàn)要加長(cháng),末端用一根接線(xiàn)鼻接著(zhù),與檢漏線(xiàn)相連,投入水中,由檢測船拖著(zhù)沿管線(xiàn)前進(jìn),當接線(xiàn)鼻拖到水下管道的防腐層破損處時(shí),儀器便有很強的反應。 

          當水層過(guò)深,電磁信號不能充分輻射到檢測船以上時(shí),則可采取用多臺同型號儀器同時(shí)觀(guān)測,將各臺探測儀的接收天線(xiàn)分別置入棒形容器內,進(jìn)行防水密封,并沉入水中,接收管道電磁信號,采用最大法探測。數臺接收機中,接收到最大信號的一臺,管線(xiàn)就位于其探頭底下。采偏移。檢漏時(shí)也用數臺接收機,采取與用一臺接收機同樣的方法進(jìn)行,這可有效避免因水上檢測存在慣性,船尾左右擺動(dòng)偏移目標管線(xiàn)而造成的漏檢。 

          以上是筆者近年來(lái)用地下管道防腐層探測檢漏儀進(jìn)行教學(xué)與工程檢測實(shí)踐中的幾點(diǎn)體會(huì ),錯誤在所難免,在此提出供同行探討。


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