埋地管道防腐层检测技术

埋地管道腐蚀评价与防腐层检测技术防腐层检测技术及仪器的现状

1.11）变频一选频法上世纪90年末，东北输油管理局与邮电部第五研究所结合我国输油行业的管理模式，完毕了长输管线上以测量单元管段防腐绝缘电阻、评价防腐层完好状况方法的研究该方法是将一可变频率电信号施加到待测管道的一端，从另一端检测信号的衰减幅度，通过调节信号的频率使信号衰减达成一定范围（23dB）时，根据信号频率的高低来推断防腐层绝缘电阻值，因此称为“变频一选频法”此方法被列入石油天然气公司的SY/T5919-94标准，为我国管道防腐层评价的后续工作奠定了基础变频-选频测量方法特点是适合于长输管道的检测，具有使用简便，检测费用较低等优点；但该方法对操作人员规定较高，在使用之前需设定一些参数，较为复杂；所需与测量仪配合的设备较多；只能对单元管道（通常为1km）及有测试桩的管道进行绝缘电阻测量，无法判断破损点位置；当管段中有支管、阳极时须通过开挖检测点来分段检测2）直流电压梯度（DCVG）技术直流电压梯度技术的代表仪器是加拿大Cath-Tech公司生产的DCVG它可对有阴极保护系统的管道防腐层破损点进行检测其原理是在管道中加入一个间断关开的直流电信号，当管段有破损点时，该点处管道上方的地面上会有球面的电场分布DCVG使用毫伏表来测量插入地表的两个Cu/CuS04电极之间的电压差当电极接近破损点时，电压差会增大，而远离该点时,压差又会变小，在破损点正上方时，电压差应为零值，以此便可拟定破损点位置再根据破损点处IR降可以推算出破损点面积破损点形状可用该点上方土壤电位分布的等位线图来判断仪器优点

（1）灵敏度很高，可以精确地定位防腐层破损点;

（2）采用了非对称的交变信号，消除了其他管中电流、土壤杂散电流的干扰,修复技术规范》技术标准即可评估防腐层的质量等级对于有阴极保护站的长输管线，可以运用RD-PCM测定管道的防腐状况，并且测量的一次性距离可达30Km通过测定被保护管道上的电流分布区线，检测过程是应用天津嘉信公司的交变电流梯o度法，并在管道防腐数据解决软件GDFFW xp的支持下完毕资料的整理与解释工作，来评估管线的阴极保护的有效性口口□□此外，可以使用A型架现场测定防腐层破损点的位置，这是应用仪器的FF功能，习惯上称之为“地面电场法”或“交流电位梯度法ACVG”这种方法可与“交变电流梯度法”互相验证，互相补充可以快速、高效完毕管线外防腐层的评价口□口□□口应用原理

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1.基本原理以上的仪器均由发射机和接受机两部分组成发射机向管道或电缆供入某一频率的信号电流，当检测信号电流沿管道向远处延伸时，它在管线周边产生有规律的电磁场，这样当工作人员手持接受机在管道上方时，便可以探测到这个电磁场，根据显示可以测定管线的位置、深度，测定管道中的信号电流强度及该电流的方向假如管道或电缆外皮绝缘层有破损，给管道施加的电流信号泄漏于周边土壤中，并且在地面上产生散发性的电场分布，这时用A型架，将探针插入地面便能测量到这种电场，并能追踪到破损点的位置，这就是地面电场法的原理

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2、频率选择发射机及接受机有几组互相相应的频率可供选择，MF系列仪器的频率配置如下RD4000PXL/PDL发射机CD LF83365//FF接受机CD LF83365P fa/频率Hz640320640819232768655365010081924096RD-PCM发射机ELF ELF|LFt接受机ELF ELFLF t♦频率Hz41284812848640表中P方式是测定50Hz市电的信号，它不需要发射机发送信号；PDL接受机的fl是专门选定的100Hz信号，用以测定阴极保护站发出的整流后的电流谐波，并能测定其电流大小，又称之为CPS功能发射机发射的FF频率是配合A型架来测量地下漏电点的位置的，即是管道故障查找FF功能CD频率选择可供管道定位，测量电流强度，及测量电流方向使用也可供A型架测定地下漏电点位置使用PCM发射机可发射三种频率的组合ELF、LF tI、ELF tI分别是4128Hz、48128Hz和48640Hz,是一个近直流交变的叠加电流信号，可供接受机测量4Hz和128Hz,尚有4Hz和640Hz两组频率的电流读数值8Hz信号是用于辅助测定电流方向的频率不同制式的仪器是将128Hz的信号替换成98Hz；640Hz的信号替换成512Hz使用仪器时，在频率选择上应注意1对导电良好的管道/电缆尽也许采用低的频率，以利于信号电流的远距离传输2对不良导电的管线耍采用较高的频率，信号容易感应到管线上3要注意管线上是否有相应检测频率的干扰其方法是关掉发射机，把接受机置于管线上方时,检查接受机上的读数4发射机接受机频率要互相相应，与测量的规定相相应

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3.发射机供入点及接地电极位置的选定使用发射机为管道供入信号的原则是尽量使待测的管线上有较强的信号电流，使相邻的伴行管线上尽量没有信号，或使其它管线上的信号最小为此应当注意1当待测管道有多个供入点可供选择时，要尽量选择管道分布最稀疏、防腐状况较好的位置作为供入点2）发射的信号强度以够用为原则，并非愈大愈好较大信号强度会缩短电源的工作时间3）地极尽量不要连接在相邻管道或其他金属构件上，以免信号传入测量区产生干扰

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4.接受机的峰、零接受方式MF系列仪器的接受机具有峰（Peak）、零（Null）两种接受信号方式1）峰值方式是用双水平线圈接受水平电磁场的强度，在管道正上方的磁场强度最大，两侧对称且渐小，峰值方式测量具有较好的抗干扰能力，但测量时须使接受机的机身平面与管道方向垂直，反之当平面与管道方向平行时，测得的强度最小这个特性往往用来鉴定管道的走向2）零值测量方式是用垂直线圈测量电磁场的垂直分量，它在管线上方有一零值（或极小值）,两侧各有一个高峰3）不管峰值或零值定位，都应在直线管道的地段（即测点前后三倍埋深距离内应是一段直管），在管道拐点、三通、变深点不应当读数4）当峰/零方式位置重合，目的管线可视为简朴管线，其他管线的干扰可以忽略假如峰零位置偏差较大，则认为地下有其他管线存在当峰零偏差超过20cm时，会严重影响直读测深或电流值测定精度电磁法仪器的一般操作方法管线定位

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1.管线定位是指在地面上测定埋地管道的水平位置及深度，一般用于修正竣工图、地下工程设计或地下开掘前要准确了解地下管线位置在进行管道防腐层检测，管道泄漏探测，电缆故障探测也需要事先或同时进行管线定位探测□□口□□口□□□.感应法扫描（盲扫定位）

3.2当要调查某区域内地下管线分布情况，且地表又缺少必要的连接点时，则需要用感应扫描/盲扫方法进行检测（PCM无此功能）这时，建议一方面用接受机的动力电方式对整个区域进行初测，对地下的管线分布有个大约的了解之后，应用感应法给待测的管线施加信号，就可逐步探测出地下管线感应搜索法需要二人操作，其中一人手持发射机沿管线的垂直方向慢慢移动，离开探测区域至少步，第二人在此区域内与发射机平行移动接受机,来捕获由15发射机发射到管线上的信号具体探测过程是一名操作者在探测区域的一端，手持接受机，令机身平面与地下管线也许的方向成直角，设立较高的接受机灵敏度另一名操作者手持发射机，距接受机15步远的地方,使发射机的箭头方向指向接受机，与其平行移动当发射机与接受机同处在一条管线上时，接受机就会在峰值测量时有信号显示，从而拟定出管线的位置及走向沿管线其他也许的途径反复进行搜索测量，在测量区域内标记出所有管线每次探测到一条新管线并可以精拟定位和标记感应零点定位

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3.感应零点精拟定位（又称压制法）的应用场合是假如探测区域内管线分布很密集，采用感应法正常施加信号而又无法分辨管线时，运用这种方法可去掉其中的某一管线，从而加大平行管线的间距，提高对同沟敷设管线的分辨能力其工作原理是当把发射机放在压制管线的正上方，且使发射线圈的中心线与管线垂直，这样就可以使感应到这一管线上的信号最小，而仅使邻近管线上有很强的信号，从而能有选择地探测临近的管线感应零点精拟定位法的过程如下1）采用盲扫方法找到要检测的几根管线，如前面介绍2）将发射机直立在要压制的管线上方并使发射线圈与之成直角3）将接受机放在要压制的管线上方，然后慢慢左右移动发射机4）接受机检测到的信号应逐渐减少，一直到发射机放置要压制管线的正上方时，此时接受机响应值最小5）当该点拟定以后，发射机即将信号感应到邻近的所有管线上，而先前发现并直接处在平躺的发射机正下方的管线除外6）通过左右移动接受机，再行探定其它管线7）反复上述探测过程，使该管线稠密区所有管线得以拟定□口口□由于用感应方法给检测管道供入信号时，发射机附近的管线都带有信号，所以这方法不合用对专一管线的跟踪及辨认，此外，当管线埋深超过3米时，很难向管线施加信号，同时在地面上分辨管线的能力大为减少，以致无法取得抱负观测结果□□口□□口管线的跟踪辨认

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4.对某一特定的管道或电缆进行跟踪时，常用跟踪辨认法对管线进行调查采用该方法时应遵循如下原则1）先要尽也许收集该管线的有关资料2）采用直连法施加信号，合理选定供入点，尽量采用较低信号频率3）定工作频率后，检查该频率是否存在干扰，若干扰太强应当另选一频率4）用峰值探测管线的位置和方向，用零值法进一步验证管线位置，当峰/零的定位基本重合时，说明跟踪管线附近没有其他管线干扰或干扰很小当峰零位置不一致时（峰零值所定的管线位置间隔大于20cm）,表达跟踪管线存在干扰此时的峰值/零值点均不能准确指示管线的位置实际的管线在靠近峰值的一侧,且是在峰零值间距一半（靠近峰值一侧）的位置上5）在复杂现场追踪时，为了防止误判或错误跟踪，建议使用管中的电流强度（CM）以及电流方向（CD）测量法，以帮助辨认目的管线6）在管线的拐点、支管（三通）接头等地段，信号磁场会出现一些畸变对于有三通管线，一方面拟定主管线途径并做标记，再以一定间距读取信号电流值，在出现电流衰减的管段，再探测支管出现的位置方法是旋转接受机90度，距离管线3米外进行搜索，即可找到支管上的信号，从而拟定出支管的位置而对管线进行三通检测时，最可靠的方法是将发射机信号加在支管上，信号电流由支管流到主管线上，然后由三通点流向主管线的两个方向传导令接受机内水平线圈（即接受机的宽面）与主管线成直角，搜索该信号，主管线的三通分支点处将显现零值7）对于管道拐弯的实际检测的方法是一方面沿管线的路由向前追踪管线，当检测到管线拐点处，沿刚刚追踪管线的路由向前就检测不到管线，在管道信号消失处，做半径为5米的圆形搜索，可拟定管线拐向何方位的路由，而对管线深度及电流的测量，应在离拐点5步外才可得到精度高的数值测定管线的埋深

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1.直读测深在管道位置准拟定位后，将接受机置于地面上，机身垂直指向管道中心，且与管道的走向垂直（这些规定可以通过轻微转动接受机，使面板上的显示读数达成最大值来达成），保持仪器稳定按动测深键，当液晶显示DEP之后，即会显示深度数值法测深

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2.70%在峰值/零值定位不重合，并且大于20cm时，用峰值测定管线位置，峰值在管道上方电流信号强度的读数为A,假如读数较小，可调节增益，使面板上读数A处在90T00之间，在地面记下中心位置，将接受机垂直向一侧平移，读数逐渐变小，当读数下降到A的70%时（如A值为90,此时读数应为63）,在地面记下该位置，向另一侧的地面记下该位置，两次拟定位置的间距与埋深相同

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3.45度法测深完毕对管线定位后，记下管线中心点位，将接受机向一侧倾斜45度，面板读数将变小，保持倾斜状态，并将仪器向外拉，读数将会逐渐增大，过极大点后读数又减少，信号极大点与中心点的距离，即是该处管道的实际埋深

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4.测深时应注意事项上述测深方法只能在一定条件下进行，即1）该管段（前后三倍埋深范围内）是一直管，管段上检测读数是平稳的2）没有其他地下管线或地面金属物件干扰（用峰零值读数方法检查，其差别小于15cm）3）接受机位置对的（在峰值状态下，信号读数是最大值）4）使用PDL/PXL接受机时，注意检测方式处在管线（Line）而不是探头（Sonde）方式若不注意上述条件，测深的结果也许会有很大的误差甚至错误

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5.直读测深的深度校正□□口口对的的直读测深还需要将测深结果乘以一个校正系数k口拟定校正系数的方法是已知埋深的管线上，直读测深，通过深度读数除以实际埋深即可计算出k值或者通过70%方法或45度法与直读测深方法对比计算出k值k值根据土壤湿度取值一般在

0.8-

0.9之间，土壤湿度越大，校正系数k的取值越小止匕外，检测信号的频率也影响k的取值，一般检测频率越高，k的取值往往越小管道检测电流的测量

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1.电流强度测量（CM）功能MF系列仪器能从地面测量地下管道中的信号电流强度，它有助于在复杂环境下辨认追踪的管线，运用CM功能就可以测出管线实际信号电流的强度，理论上它不受埋深影响在管道防腐检测中，管道信号电流检测更是一种重要测量，但必须是在对的对管线定位的基础上进行，否则是很难对的测出信号电流强度

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2.电流测量的工作方法

3.电流测量的检测方法，与直读测深方法大体相同，只须按电流键，这时将显示管中检测信号的等效电流为了要读取可靠的电流读数，同样需要注意上面测深中注意的事项，同时尽量在相同埋深的管段上进行，测出的数值会更有可比性、腐蚀检测工程的实行管道防腐检测的内、外业工作方法

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1.准备工作1）进入现场前要收集研究待测管道的竣工图，初步拟定信号供入位置及测量段的安排,以利于现场检测及其后的资料整理2）备相应的数据记录本，或嘉信公司的掌上数据记录设备，现场除必须逐点记录距离X读数及受测管线电流读数外，应经常记录峰零值，埋深，拐弯位置及管道设施（闸井,支管，闸井分水器等等）假如用双频观测，应同时留有记录两个频率电流的位置3）准备好发射机用的蓄电池以及接受机用的干电池及其它必备器材

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2.发射机的布置1）防腐检测一般只能用直连法供入检测信号2）信号供入点应当选择在管道简朴、附近管道无接地点的位置上3）接地极一般打在垂直管道方向30-50米以外的地方，地极不能接在其他管道或金属构架之上，但适于放入水沟或池塘之中4）检查接地回路电阻，回路电阻应在数十欧姆至数百欧姆之间假如地极接地不好，可浇水以减少接地电阻5）试选发射频率，测量管道上所选频率的干扰限度，方法是先关上发射机，将接受机调至所选的频率上，将增益调至最大（RD400为100,RD4000为120）,检查读数大小假如干扰太大，则要改变所选信号频率6）选定发射信号频率后，用接受机在地线上及两侧管道上观测并记录供入电流的

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3.定点、量距、读取数据可以用等距或不等距的方式进行测量，当测量点所处地面有干扰物体或地下管道处在支管、拐弯、变深点时，应越过这些点进行测量当用多个频率检测时，使不同频率都在同一位置上读数开始检测时要记录有关的管道信息数据，涉及管道名称、管道类型、防腐层类别、管径、管体壁厚、信号供入点、测量方向、测量日期、所用频率、初始电流值等不纯熟的操作人员，建议采用往返两次读数，这样即可减少读数误差以提高读数精度假如工作中发现有异常的电流衰减，应当在两点间加密点距观测，同时在电流变化较大的一段，查明是否存在垂直方向支管或有不正常的金属搭接（方法是将接受机转90度方向，离管道3m左右，平行管道方向移动进行探测）力求在现场将发现的异常（即较大电流梯度的地段）查明是支管、闸井或其它管道设施，并作好记录

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4.埋地钢质管道防腐评价软件GDFFW xp内业整理大部分工作是在GDFFW软件协助下完毕的，因此必须先对该软件有所熟悉软件的应用平台是中文WIN9x以上的中文操作系统，该软件对电脑的规定较低，只要可以平稳运营Windows软件的电脑一般都能良好地支持GDFFW软件的运营有关防腐软件的使用方法，请参考GDFFW xp的软件使用说明书，或使用软件的联机帮助系统，GDFFW xp软件提供实时帮助，使用方法完全遵守微软公司的应用规范型架的使用

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2.A雷迪公司为PDL、PCM提供了附件A型架，用来进行埋地管道外防腐层以及电缆外皮破损点的精拟定位A型架需与接受机配合使用完毕检测过程需将A型架的两个探针与大地良好接触使用其电流方向CD功能，接受机面板上的箭头可直观指示出漏点的方向这使得故障定位检测变得很容易接受机面板上还显示A型架的两个探针之间电位差的毫安分贝值dB,该数值用来比较不同外防腐层故障检测电流泄露的差异，以拟定破损的严重限度这些检测数值可以存储在PCM的第二个存储功能内，用户可以调出、下载到PC机上

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1.操作环节基于用户已经对管线进行了电流梯度法测量，并依照检测结果选出要进一步检测的管段,再使用A型架进行漏点的精拟定位应用PCM时的操作过程连接发射机，打开电源开关，使用带电流方向的ELF或LF信号方式4和8IIz频率方式无论是否安装磁靴，PCM接受机都可以进行故障点定位将A型架连线的3针插头插入A型架的接口，将多针连接器插入接受机的附件插座内PCM接受机开机后,开始自检并发出提醒音，液晶显示面板将标志置在附件插座位置液晶显示面板还将显示“FF”使用峰零值转换Peak/null键可以在管线定位和故障定位两个操作方式之间进行转换将A型架以与管线平行的方向插入管线上方的土壤，标有绿色的探针背离发射机，标有红色的探针朝向发射机的位置将A型架的探针插入土壤后进行读数PCM接受机将自动调节信号水平，计算电流方向以及毫安分贝dBmA简记为dB读数注意在计算过程中，面板上的增益值将闪动整个过程不需要用户进行任何调节操作PCM接受机面板上显示的方向箭头是发射机电流的方向方便起见，此时箭头指示的就是漏点的方向没有箭头显示或箭头前后摆动，则表达附近没有漏点存在，或土壤中流动的电流太小，局限性以给出信号电流CD的方向，但也有也许是A型架处在防腐层破损点的正上方此时，接受机的面板上还显示有信号电流的毫安分贝dB值若读数在30dB以下，附近的防腐层一般没有破损存在用户可以使用数据记录功能，记录最多199个A型架的检测结果另准备记录本记下每个检测点的距离间隔、和相应的存储数据号记录数据的方法是保持检测状态测量准确率很高；

（3）可以区别管道分支和防腐层的破损点；

（4）可以准确估算出防腐层面积并且也能对防腐层破损的形状进行判断缺陷是设备价格较贵、测量工作劳动强度大，须配合定位仪使用；由于电极与地面直接接触，因此本地面介质导电性差时，测量结果不稳定；通常仅合用于有外加电流阴极保护系统的管线，对于那些没有阴保系统的管线可通过直流发电机建立临时阴极保护系统完毕检测；不同的土壤环境会对检测信号产生一定的影响3）皮尔逊法（人体电容法）也属于地面电场法的范畴，目前国产检测仪器多采用该方法其工作原理是给埋地管道发送特定频率的交流电信号，当管道防腐层有破损点时，在破损处形成电流通路，产生漏电电流，向地面辐射，并在漏点上方形成地面电场分布用人体做检漏仪的传感元件，检测人员在漏点附近时，检测仪的声响和表头都开始有反映，在漏点正上方时，仪器反映最强，从而可准确地找到防腐层的破损点该类仪器的优点是设备体积小，价格较低；使用方便，对操作人员规定不高；现场简朴时准确率较高；其缺陷是抗干扰性能差，本地下管网较复杂时，容易产生错误判断；针对检测管道及埋设环境的具体情况，设立检测的灵敏度检测过程很大限度上依赖使用者的工程经验灵敏度设立过低会漏掉破损点，灵敏度过高，会产生误报漏点止匕外，国内早先生产的仪器发射机功率较小，测量范围受到一定限制，最近厂家加大了发射机功率情况有一定的改善；须同时使用定位仪和检漏仪；不能定量地鉴定防腐层老化限度4）密间隔电位法（CIPS）为国外评估阴极保护系统和管道保护水平的标准方法之一通过比较沿管线上测得的地面电位，评价管道的CP系统性能通常用于评价CP性能的数据涉及沿管线测得的电位、电位的变化值、不同距离点上的通/断、去极化电位，及其它的信号特性其原理是将一个参比电极放置于地面与电压表相连，表的另一端与管道相连，读取管地电位在外加电流保护的管探针与土壤保持良好接触，按下“shift”键后，在不放开的同时，再按深度depth键沿管线方向移动A型架，重新将探针插入土壤假如以前的位置给出的方向箭头是向前的,而新位置箭头方向是向后的，则此时操作者已经跨过了故障点在故障点附近的上方接受机的面板显示数值一般在40-60dB范围内，漏点很大时也许大于70dBo以1米的间隔沿管线的走向进行检测，观测仪器面板上的dB读数，数值上升、短暂下降、又上升，之后数值会渐渐下降；当箭头改变方向的位置，就是故障点位置的附近重新以更小的间隔进行前后检测，直到找到电流方向的变化点、毫安分贝dB读数最低的位置此时可以肯定故障点就在A型架的中点位置将A型架转90度，也就是检测方向与管线的方向垂直,反复以上环节，检测出的故障点在A型架的正中央用木桩或油漆记下故障点的位置记下A型架处在与管线垂直方向时的毫安分贝dB读数值，用于比较管线上漏点的严重限度，决定管线的维护顺序方法是将A型架的一极放在管线的正上方，另一极远离管线，从距故障点1米处开始，以25厘米或更小的间隔检测，记下此过程的最大读数，或用按下“shift”键后，在不放开的同时，再按深度depth键的方法，记录检测结果注意此时面板左上角显示的数据记录号是否对的对每个要检测的管段进行以上环节，直到完毕所有检测工作，标记出管线上的所有故障点当完毕所有检测工作后，可以将存储的检测数据下载，但此时一定要将磁靴从接受机上取下，之后下载的数据是故障检测数据而不是电流梯度法的检测数据了数据下载的方法与下载4Hz电流梯度法数据的方法类似，使用的程序也是“upload utility，结果的数据文献名是FFDATA.TXTo在进行故障点检测的任何时候，可以将检测功能转换进行电流梯度法的检测方法是从接受机的附件接口上拔下A型架的连线，或使用峰零值转换Peak/null/accessory键进行转换使用RD4000PDL进行漏点定位的方法与PCM类似，RD4000接受机不具有数据存储功能

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2.注意事项当管线处在市区或水泥/沥青路面下时，将A型架的探针插入大地会碰到困难，解决方法一是在偏离管线上方有土壤的位置进行检测；二是在路面上浇点水，使得探针可以采集到地面的电压信号当检测管线上方的土壤较为干燥时，适本地浇一点水会提高检测的精度和检测的效果A型架的使用应在电流梯度法的检测基础上进行，这样会提高检测的工作效率当A型架的检测效果不抱负甚至检测不出漏点时，应检查发射机是否发射的是带有方向的频率信号，这一点经常会被遗忘关于的补充说明

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3.1^^0^英国雷迪的PCM是一种管道防腐检测专用的外业仪器，它与管道防腐软件GDFFW xp组合构成最为普及的防腐层检测系统，这种系统对评价有外加电流保护的长输管道更具有特别的优点为当前最为广范应用的防腐层检测仪器

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1.技术特点RD-PCM具有150W大功率发射机，及超低频的信号电流测量，对于外防腐层好的管线，仪器能一次测量30Km的目的管线4Hz信号电流可以模拟出直流保护电流的衰减规律，而不必考虑分布管道电容及电感的影响这样从Y值解决Rg就特别方便与可靠仪器特别适合发现长输管线与其他管道的不正常搭接，或管线个别地段的防腐层破损，个别地段的防腐层老化退化用它测量长输管线电保护系统可以测出个别管段过保护引起防腐层起泡剥离，也可测出个别管段保护局限性引起管道腐蚀

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2.PCM与MF5的比较□□□□PCM基本保持了MF5RD4000PDL的各种功能，但采用更低的频率发射机采用三种方式发设叠加电流1ELF:4Hz128Hz其中128Hz供定位用2ELFt I:4Hz8Hz128Hz其中8Hz供测定信号方向用3LFt I:4Hz8Hz640Hz其中640Hz供定位定向用发射机可采用三种电源220V50HZ市电220V50Hz整流器，15-30V电源20-50V直流电源发射机采用恒流输出分六档100mA300mA600mA1A2A3A（注接受机的液晶显示板上电流数值是4Hz信号强度，其他频率按不同的信号模式与4Hz电流强度有一定比例倍数的关系）PCM发射机由于采用更低的信号频率，不具有感应发射信号的方式，只能用直连的方式发射检测信号PCM接受机，保持了与其他型号相同的外观样式及轻便性，下加带座的磁力仪探头（磁靴），专门为4Hz检测以及存储检测数据之用接受机尚有CPS及8KHz的接受功能，CPS功能是直接检测外加电流阴极保护电流上带有的100Hz的交流信号，该信号是阴保站内的整流器发出的；8KIIz检测频率是为使PCM接受机与其它雷迪定位仪的兼容性而设立的当发射机供带方向频率电流时，接受机能同时自动读出电流强度和电流方向交变电流梯度法的检测应用

44.交变电流梯度法应用较为简便检测时将发射机发射的检测信号供入管道，在地面上沿管道路由记录管道中各个测点的电流值；观测数据通过软件解决即得出检测结果图形结果可直接显示破损点位置，也可定性地判断各段防腐层的老化状况若要定量地测量防腐层的状况，则可用不同频率的信号电流进行类似测量，将测量数据通过GDFFWxp软件，便可算出各段防腐层的绝缘电阻值Rg,对异常管段计算检测信号的衰减率及异常显度，用以判别故障的类别及严重限度参照相应标准即可鉴定防腐层的质量级别，检测的原始数据及分析结果可以作为防腐数据库的原始资料

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1.检测中的注意事项根据电流梯度法的检测原理、测试设备的性能特点、通过大量的现场检测、验证、参数修正,不断提高仪器的应用经验在使用中要注意以下问题1）测点布置与图示问题在进行测点布置时，要根据检测的任务规定决定检测间距，并基于大比例尺的地形/管线图，拟定出信号供入点的大体方位施工过程中的实际检测点一般要根据现场的检测条件适当调整为便于检测数据进入埋地管线腐蚀与防护信息系统（CPGIS）进行数据库管理，所测管道需按顺序统一编号，运用被检测管道的检修井、设施井、管道的出露点（或阀门井、泄水井、放气阀等）或测试桩作为检测工作的起点和终点，自起点以距离为单位按自然顺序编出测桩号码，且在地面钉牢，以标定出测桩的位置用测绳测量检测间距时，闭合差应不大于管线长度的5%0o检测信号通过信号线与被测管体直接连接或与测试桩的引线连接为保证测试结果的稳定性和可靠性，接地电极采用不锈钢接地钢钎，电极表面和接管贴片表面保持光滑洁净，以减小接触电阻通过地线和接地钢钎构成检测电流回路，接地钢钎应与土壤接触良好，为减轻信号干扰，地线布置在垂直于被测管道的方向2）检测参数的拟定当现场检测选用PCM时，发射机使用24或48伏蓄电池作为动力电源，其输出功率为150W,信号传播距离远，提高了检测的信噪比，保证了检测精度经验证实，采用超低频信号的128Hz工作频率较为抱负电流的大小必须保证在测试区间内管道有足够的剩余电流强度（末端〉10mA）,才干较好地进行管道外防腐层的整体性能评价初始输出电流可选1A左右，此时建议采用48伏直流电源给发射机供电，24伏蓄电池也许会出现供电局限性的情况，检测时间过短根据检测区内的管线敷设密度，经现场对比分析，可在30-50米的范围内选择检测间距一般为301n较为恰当该间距即可保证外防腐层的检测精度，又可减少检测的工作量3）检测信号电流大小的调整检测人员在沿管道进行电流梯度检测时，接受机的分贝电流读数规定大于20dB,但不超过80dB,信号读数（通过调整增益）在30—70之间，检测精度良好；使用PCM检测时当信号良好,电流读数大于1000mA时接受机自动改为以安培（A）为单位当读数过小时增大激励电流，必要时移动发射机位置；对管道进行直读测深时，深度值可读至厘米精度4）检测结果的反复性为保证检测结果的数据精度，在每个测点上可进行反复观测，两次观测相对误差不超过5%时取其之一或者两次观测值的平均数作为该点的观测结果；在干扰较大或者读数不稳的测点上多次观测，取其偏差最小的2-3个读数的平均值作为该点的观测结果5）防腐层漏点的初步鉴定现场检测过程中，操作者可以通过检测两个检测点之间的电流变化，初步拟定出防腐层漏点的大体位置拟定漏点的准则不应简朴地通过检测信号的衰减值来鉴定，而是可以通过计算信号衰减的比例，一般衰减比例在20%以上就应鉴定为该段信号异常衰减例如，30米间距的两个检测点信号衰减了100mA,并不能拟定是否是防腐层存在缺陷，若检测的初始点信号值为1000mA,衰减率为10%,若初始点信号为300mA,则衰减率高达33%了,若没有支管等管道设施，该段内就存在严重破损或管道的金属搭接通过加密检测或A型架可以精确将管道的缺陷定位6）防腐层缺陷的鉴定和定位防护层质量分为防护层局部缺陷和整体老化两种类型在普查检测阶段，防腐层缺陷的拟定应采用50米间距的dB值的递减率，根据dB值递减率，按下表鉴定其防腐层缺陷类型运用dB值递减率初步鉴定防腐层局部缺陷类型dB值递减率（dB/km）防腐层局部缺陷类型说明30正常基本完好防腐层无明显的缺陷60-110局部防腐层破损防腐层有局部缺陷300-500严重破损或搭接存在交叉管线在初步鉴定为防腐层局部缺陷的区段，通过加密测试间距，重测该管段，并计算各区段的dB值递减率假如至少有一段，其dB值递减率大于2倍的区间dB值递减率，则拟定该点为防腐层局部缺陷位置段否则，该区段为防腐层整体失效，失效限度参照SY/T5918-2023标准中防腐层整体质量评价方法拟定7）合用范围及评价参数的拟定根据埋设的土壤类型，将土壤的含水量分为五级特干、干、中、湿、特湿，GDFFW软件会自动进行防腐层绝缘电阻率计算参数设定，分布电容一般在

0.03-

0.003之间取值；从而提高了计算Rg的速度及精度

五、交变电流梯度法检测结果的解释在应用电流梯度法进行埋地管线外防腐层检测时，由于受管道规格、敷设年代、土壤环境等变化因素的影响，没有任何两条管线可以得到完全相同的检测结果在仪器的使用过程中，结合现场的实际情况，理解方法原理、有效地使用仪器，对检测结果做出科学、合理的解释，对于发挥仪器的作用是至关重要的嘉信公司自1997年推广英国雷迪公司PCM以来，配合用户进行了大量的现场检测，公司的技术人员也作过一系列的实验，从中积累了一些实地经验这些经验可为刚开始使用仪器提供一些必要的参考，帮助用户对的使用，并对PCM检测结果进行合理准确的解释应当说明的是当操作者具有了自己的实地经验，特别是通过对同一管道进行的反复测量，对有疑问的管段进行开挖验证，会大大地提高他在解释管线测量这一领域的专业技巧和技能结合现场不断总结、反复验证是提高使用水平的有效途径检测的准备工作

4.

1.在开始测量一条管道之前，应尽也许多地了解关于这条管道的相关信息，这对于对的地完毕检测任务很有帮助的这些准备工作涉及1）一张大比例的地图（1:5000或更大），来了解目的管线的情况，这个区域内的其它管线、所有支管、阀门、阴极保护检测桩、牺牲阳极的位置、管线连接点的大体位置以及其它相关的资料检测者也应当参考一些管线的历史记录管道铺设的日期、防腐层的自然状况、施工质量、所有近期的检测报告（涉及其他方法测查的结果）、阴极保护电位大体的测量结果、管道曾被开挖和进行过防腐层维修的时间和地点、以及开挖过程中发现破损的有关报告等等2）要准备好相应的记录本，或使用天津嘉信公司专用的防腐数据记录仪现场除必须逐点记录距离X读数及信号电流读数外，应经常记录管线检测过程的峰/零值一致性，埋深，拐弯位置及管道设施（闸井、支管、分水器等等）等情况假如用双频观测，应同时留有记录两个频率电流位置，并具体记录两次检测的相关情况3）要准备好发射机用的蓄电池以及接受机用的干电池及其它必备器材检测的工作规划

5.

2.

5.

2.

1.信号供入点的选择在开始检测之前，特别是对于尚未用PCM进行检测过的管线来讲，尽也许地在地图上标出管线的参考位置和信号输入点的位置，将是很有帮助的信号必须用直连法施加到目的管线上信号输入点的位置可以是在阴极保护的检测桩上、阴保站内的保护电流输入点位置（此时应关掉恒电位仪或整流器，去掉连接线）、管线上也许的阀门设施、或其他易于施加信号的位置等当要选择信号供入点时，必须牢记的是靠近信号输入点的位置附近是不能进行检测的（至少10米以外）但是假如当管线与一条道路或河流的交汇点也许存在着破损点时，发射机就不能接在附近的阴保测试桩或相邻的位置上，而要连在较远的另一个接线桩上，以保证可以检测出也许的破损点

5.

2.

2.检测信号频率的选择应用电流梯度法进行防腐层检测应用的仪器，可以是RD-PCM,也可以是RD400/4000PDL/PXL仪器它们的应用范围以及合用的管线类型略有不同，PCM较合用于长输管线，一次施加信号可以检测距离较长的管线，但对于单纯进行管线的定位则有些不便而PDL/PXL则检测的距离较短，较合用于城市管线的检测，对于要兼顾城市管线定位的单位，则是一种较为合用的选择在测量之前，选择合适的检测信号频率，对于成功、快速地完毕检测工作是至关重要的对于使用PCM进行检测的用户来说，当检测的管线很长，同时管线路由上的埋设条件不很复杂时，检测信号应采用ELF档，此时的发射机共发射两个频率4Hz及128Hz,两种信号的比例关系是4Hz占35%,128Hz占65%这种信号的分派比例，有助于采用128Hz的信号进行长距离管线的检测（注意PCM发射机上的显示液晶板上显示的数值总是4Hz的信号电流大小，而ELF模式的定位信号电流大约是显示值的

1.8倍而其它档位上几个频率的电流值大体相称）当管线路由上埋设条件较为复杂时，建议采用ELFt I或LFt3的信号供入档ELF tI的发射信号频率为三个4Hz、8Hz及128Hz它们的比例关系为4Hz占35%、8Hz占30%及128Hz占35%；而LF tI挡的发射信号频率也为三个4Hz、8Hz及640Hz它们的比例关系同为4Hz占35%,8Hz占30%及640Hz占35%；可以看出对于三种不同信号发射方式，4Hz信号都有，且电流大小不变就应用场合来说，ELF tI与LFt I信号供入档的应用条件没有差别，只是在一档的定位频率上干扰较强时换入此外一档，以避开外界的干扰频率细心的用户也许会发现，PCM的接受机并没有提供8Hz的检测模式发射机发射8Hz信号电流是提供与4Hz配套的倍频，用于拟定检测电流的方向注意接受机上有8kHz的检测模式（不是8Hz）,它是为与其他定位仪器的兼容而设立的，并非检测由PCM发射机发射的8Hz信号也就是说用户可以使用RD系列的发射机发射信号，由PCM接受机进行8kHz频率的检测PCM接受机提供了两个检测信号电流的按键测定PCM电流（4Hz）,它是可以进行数据存储的;另一个检测电流键称为定位电流检测键，它根据接受机处在的不同模式，测定定位电流（128或640Hz）o在实际检测应用中，由于4Hz信号时采用磁平衡原理进行检测信号的电流测定，它的检测精度较低（＜5%）,当发射机施加较小的检测信号时，4Hz的检测效果较差而定位电流的测定是采用传统的双线圈方法，检测精度很高（现场进行的反复精度测试表白，此种的检测反复精度〈

0.5%）对于使用单频法进行防腐层检测的用户来说，128/640HZ是一个很明智的选择遗憾的是，定位电流的检测数据无法存入PCM接受机此外，对于要同时应用A型架进行防腐层精拟定位的用户来说，发射机的信号频率只能放在两个带电流方向的档上这一点十分重要，假如没有采用带电流方向的检测频率，A型架无法检测出防腐层的漏点对于采用RD400/4000PDL/PXL进行埋地管线防腐层检测的用户，信号的选择较为简朴，除非LF信号（640Hz）频率的干扰很大，一般采用640Hz的频率，并且要用直连法给被测管线施加检测信号当有干扰时，可以采用8kHz的检测频率但此频率的有效检测距离将会大为缩短

5.

2.

3.破损点的也许位置防腐层破损点的位置大多数分布在河流或小溪下的管道；岩石中的管道要比松软泥土中的管道防腐层先破损；管线在公路下面的穿越；当管道敷设竣工之后，在其临近位置又进行了开挖（如土木工程或其它管道的施工）的地方等需要检测的区域还涉及管道的连接位置，这重要是指由不同的单位在不同时间施工的管件连接部位；管线的小半径弯头等部位建议在这些地区，检测点的间距应当相应的小一些此外，当将发射机的信号供入检测管线的中间地段时，用接受机在供入点的两侧分别读取信号电流的数值，从中可以判断出两侧防腐层的大体状况，也就是说信号电流大的一端防腐层状况较差或破损点的分布较多这是由于，大部分信号电流肯定是流向防腐层性能差或有破损点较多的管段

6.

2.

4.发射机地极的位置1）地极点应当选择在管道简朴、附近管道无接地点的位置上2）地极一般打在距检测管线的垂直方向30-50米以外地方，除非可以拟定与目的管线绝缘良好，且距离较远，一般不能将其他管道、金属构架作为地极使用假如现场附近有池塘、水沟、建筑物的接地线、避雷针地极、等易于导电的装置，运用它们是一个很方便的选择3）检查接地回路电阻，回路电阻应在数十欧姆至数百欧姆之间，当回路电阻过大时PCM发射机电压超限指示灯亮，此时无法在目的管线得到抱负的信号电流解决的方法是可给地极浇水,增长地极数量等办法，以减少接地电阻4）对于如戈壁、沙漠等过干的土壤环境的用户，准备平米的铝板（厚度不限），将其埋入地下30-50厘米，浇上盐水，这样的地极效果较为抱负5）试选发射频率，该管道上所选频率的干扰背景，方法是先关上发射机，将接受机调至所选的频率上，将增益调至最大

（100）,检查读数大小假如干扰太大，则需要改变所选频率检测中的情况的解决

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3.

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1.检测间距的选择测量点之间最佳距离的选择，重要取决于两个因素管道外防腐层状况以及进行开挖和修复需要精拟定位破损点的最小尺寸对于一条还没有用PCM检测过的管线来说，选择的距离小一点是很重要的，为的是把所有的异反常现象都可以检测出来一般地，对防腐层较好的管线，可选择50米以上的间距，对于较差的管线，要用30米以下的检测间距，破损点或可疑点附近,要加密检测测量点之间的最小间距除非管道处在一个非常严重的老化状态下，否则，我们建议在采用衰道中，通过测得的管地电位分布，即可得出管道的保护限度该方法的优点是合用于复杂的地表情况，甚至可水下作业；测量点多，数据较为准确；无须另配发射机；缺陷是测量程序复杂，对人员规定高；测量中规定间隔较小，工作量过大；须与定位仪同时使用；通常至少要三个人参与测量，一人管道定位，一人负责数据采集，第三人负责回收导线5）杂散电流检测技术杂散电流干扰给管道和设施导致的危害已得到了重视和研究，我国也制定了一系列行业标准，给出了解决电性腐蚀的方案，技术规定也相称明确和完整由于当时在检测设备方面尚未有合用现场作业的测定专用设备，一般是在电工等通用仪表中选择使用，检测手段也较为单一和缺少效率，直接影响了治理方案的有效实行近年推出的杂散电流检测仪RD SCM是一个不错的选择SCM可以检测出管道上阴极保护电流分布状况，也能精确测量出管道杂散电流的流入/流出点，对于检测和评估管线上保护电流给其它管线导致的干扰及找出治理杂散电流干扰方案是一个即安全又有效的方法铅酸电池启动开关含有四个磁力仪感应板交变电流梯度法（多频管中电流法）及其应用

1.

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1.交变电流梯度法简介早在1996年，天津嘉信技术工程公司提出了埋地管道防腐层检测的多频管中电流法，并推出相应的检测系统及配套软件，在全国石化系统已有数百套系统进行应用为用户的管线检测提供了实用有效的检测手段，取得了良好的应用效果该方法列入了石油天然气公司的《SY/T5918-2023埋地钢质管道外防腐层修复技术规范》在2023年4月推出全新的埋地管道防腐层数据解决软件，版本为GDFFW xp

1.3o这是一个在新的防腐层评价模型（交变电流梯度法）基础上，开发研制的全新软件，运营于当前流行的Windows各通用系统平台上新版本继承了嘉信公司数年对埋地管道防腐层评价技术的研究经验，以及对防腐层评价模型及评价方法减法测量时的读数间距不应小于30米，这重要是由于，在这样一个很短的距离上，信号电流值也许存在的检测偏差会与防腐保护比较好的管线上的信号衰减幅度相称，这样得到的衰减值也许是没有用的但对已有破损的管段进行进一步加密检测时，间距就要小于10米

5.

3.

2.信号大小选择及可检测的管线长度选择施加检测信号的强度是以够用为原则，并非愈大愈好这重要依据于下面的因素防腐层的状况要检测管线的长度特定强度的检测信号，可以检测管线的范围重要依据于下面的因素1）防腐层的条件2）使用的信号强度3）管线上有是否有支管或绝缘法兰当管线处在外防腐层严重老化的状况下，信号衰减将变得很大因此，信号的有效范围也将变小假如应用一个较小的信号电流，检测范围也将减小下图就表白了对于一个给定的发射电流，最大范围值与信号衰减之间的比值关系该表数据是假设发射的检测电流在信号供入点的向两方向上传播假如供入点在管线的端点上，那么得到的电流将是上面情况的两倍，检测范围也相应加大信号衰减率与传输距离的关系——1000mA—-600mA150mA——————————10000010000距离米O1oOoO1对不同规格外防腐层状况较好的管线，检测的信号衰减率（%）衰减范围（mB/m）信号衰减如下表但防腐层更好的管线上得到的实际衰减数值有也许超过这个范围，若是土壤平均电阻率异常地高或低的情况，更是如此管道规格（m）

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151.8%/50米

0.07-

0.

200.

302.0%/50米

0.15-

0.

300.

502.5%/50米

0.20-

0.

400.

603.0%/50米

0.30-

0.

605.

3.

3.最初的检测当对一条新管线开始测量的时候，操作者应当选出管道的两三部分管段（一般每段为50-100米）测试一些检测读数对于直径为

0.6米（24寸）的管线，当信号衰减率在50米的范围内达成20-25%,这就表白防腐层的状况很差，但不一定是破损点所致，有也许是防腐层的整体老化或是防腐层的多处破损，防腐层的状况也可通过参照近期的阴极保护电位读数得以证实在这种情况下，想对管线进行长距离的检测困难较大，所认为了将来的检测，操作者就应当记录下管线的所有相关信息，并以这些信息作为参考基点，在检测中对于一段500米的管线而言,当其衰减明显地高出正常范围

3.0分贝时，就可以试图找出单个破损点的位置，这样的读数就可以拟定出除了一般腐蚀点之外，衰减信号在250-500毫贝的破损点的位置这也可以通过“二等分”该段管线，来迅速地找出破损位置（在两次读数的中点处读数，同时计算出两个方向上的衰减值），一个衰减值为250-500毫贝的破损点面积大约相称裸露管线的几平方毫米

5.

3.

4.破损面积由于应用PCM进行防腐层检测的是防腐层综合电气性能，而非防腐层的物理特性在检测中会发现，信号电流的衰减率与破损部分的面积之间具有一定的相关性管段内发生100T50毫贝的衰减（信号电流减少10%）,就表白大约有相称于一个lmin2的破损点，当其余的极限衰减为1500毫贝时（信号电流减少85%）,管道就集中了大约有1平方米的破损，但这并不意味着管段内真有这样的破损点存在，完全也许是若干个小的破损点，也也许是一段管线的防腐层绝缘性能的减少所致要注意的是在管段局部衰减的幅度和破损尺寸之间不存在线性关系，由于这受到土壤的电阻率，破损点处长时间腐蚀沉积物的分布等因素的影响也也许存在着这种情况表面上看起来很明显是一个小的破损，而事实上附近大面积的防腐层性能下降，因此产生了一个很大的局部信号衰减对于一条特定的管道，破损面积与其自身的信号衰减之间存在着一个很密切的相关性，但还需要对破损位置延伸方向的部分管道收集更多的数据来加以进一步的确认

5.

3.

5.反复读数当读取衰减数据时，让接受机反复地读一组电流值是很有益的，所得到的深度和电流的读数会有很小的变化，都不应超过±2%（小强度的4Hz信号除外），除非电流很小或管线很深当至少有两组成功的读数是完全相同的，数据就可以存储起来，在有些时候，电流的读数也也许有非常大的变化（及深度的读数）经验表白，这些都通常发生在靠近明显破损的位置上，电流的最大值和最小值都应当记录在笔记本上，为拟定破损位置通常需要用小间距进行加密测量电流值的波动因素，也许是检测电流从破损位置流出，返回接地点（地极位置）时流动途径的差异以及电流大小量的变化所引起的PCM的4Hz电流测量精度为±5%,128/640HZ的信号精度＜±3%,但检测的实际精度受如下因素影响管线的埋深、检测信号的强度、附近管线上的感应信号强度、大的破损点的存在、管线附近有大的金属构件等等值得特别注意的是管线埋深的忽然变化会影响电流的读数，埋深的忽然变浅，往往会导致电流读数的上升解决的办法是相邻检测点上的埋深尽量保持接近,这可以通过前后少量移动检测位置，找出深度相称的位置进行电流测量

5.

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6.小间距的测量为了定位某一破损点，待检测管段上的检测间距可缩小到20-25米，甚至更小也可通过在破损区段内用“二等分法”，或缩小读数间距的方法来实现操作者就应对待检测的这一部分管线每隔35米就读取电流值，这些数值不用储存，但要记录下来并用图表的形式绘制出来，在电流流量急剧下降的地方就可以拟定出破损点的位置，最精确的位置通常是靠近急剧衰减坡度的中间假如读数的选取是在小于3-5米的间距内进行，信号错误将可以产生一种看起来象锯齿状的曲线，这使对破损点的定位产生了更多的困难

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3.

7、定期检测信号电流梯度测量方法的益处是有较快的检测速度和相称低的费用，进行一般性的普查费用会更低在对那些用PCM检测过的管线再进行测查时，这些优势将变得更加明显对于已经确认管线腐蚀严重的管段，可进行更经常性的测查，以加强对防腐层状况的监测，了解正在迅速发生腐蚀的部位发展趋势，从而在适当的时间里采用有效的措施来解决配合嘉信公司的埋地钢质管线外防腐层检测数据解决软件系统（GDFFWxp）可以完毕不同时间检测结果的对比分析，打印输出比较结果为管理人员以及决策者提供完整的防腐层数据资料

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3.

8、制定长期的计划假如要从这套设备中得到所有的益处，那么制定一个长期的检测计划，并且保持一个很好的记录将是很有必要的下面就是我们所要建议的方法1）对整条管线以几百米的间距来进行一次整体的测查（对于破损比较严重的区域间距要适本地小一点），破损点的位置就在衰减非常高的部位2）研究一下上面的检测结果，考虑到阴极保护系统可以覆盖延伸方向的破损，所以就针对最严重管段（所有管线的10-30%）的破损位置草拟一个计划3）当对破损位置的计划拟订完之后，在进行修复工作之前和之后都应立即对其相关部分进行检测4）在管线附近进行的任何开挖，如建筑施工、管道铺设、路面修整时，都应当对其相关位置在其施工之前和之后进行一次测查，对任何也许已经引起的损伤的地段，要格外加以注意5）阶段性地反复检测（每隔3-4年），假如也许的话，最佳是每次都在管道的同一位置来抽取读数，以便于对比区别管线腐蚀的速率6）自身衰减（电流减小的百分数）与不同防腐层的实际破损尺寸之间的相关数据、管道的尺寸、土壤的环境以及相关的CP电流与自身信号衰减率之间的绘制，来改变先前的数据

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9、土壤电阻率改变的影响检测过程中，土壤电阻率的改变一般不会对结果产生很大的影响，由于信号发射机的稳流电路可以不断地适应这种变化，保证施加的信号电流的稳定，除非操作者故意地改动它土壤电阻最新研究成果当前的最新版本为XP

2.1,增长了一些方便用户的辅助功能新软件的新增功能为*推荐应用单一频率信号对埋地管道进行检测，软件自动根据管道埋设条件自动给出评价模型的参数，彻底解决了用户应用软件时参数选择的难题*软件评价的模型考虑了土壤的埋设条件对评价结果的影响*全新评价的模型考虑了伴行管道对防腐层计算的影响*全面对软件的功能进行了重新设计，改善了用户界面*采用了最新OLE/COM软件技术，极大地提高了系统的性能和可靠性*增长登记表导出功能，可导出到共享区、记事本文献、MS word文档该系统的使用方法是通过在管道和大地之间施加某一频率的正弦波电压，给待检测的管道发射检测信号电流，在地面上沿管道路由记录管道中各测点流过的电流值；观测数据通过软件解决即得出检测结果图形结果可直接显示破损点位置，也可定性地判断各段防腐层的老化状况沿路由在地面上检测由管道上信号电流产生交变电磁场的强度及变化规律采用这种方法不仅可找管定位，还在很大限度上排除了大地的电性和杂散电流的干扰，具有很好的实用性同时,通过管道上方地面的磁场强度换算出管中的电流变化，可以判断出管道的支线位置或防腐层破损缺陷等其原理是管道的防腐层和大地之间存在着分布电容耦合效应，且防腐层自身也存在着弱而稳定的导电性，使信号电流在管道外防腐层完好时的传播过程中呈指数规律衰减，当管道防腐层破损后，信号电流便由破损点流入大地，管中电流会有明显异常衰减，引发地面的磁场强度的急剧减小，由此可对防腐层的破损点进行定位然而，这是个相对比较的过程，该过程受到不同检测频率、管道及周边结构等因素的影响为消除涉及管道规格、防腐结构、土壤环境等因素，将均匀传输线理论应用于管一地回路，建立相应的数学模型及参数，可以有效地分析或消除上述影响在测得检测电流的变化规律后，根据评价模型可推算出防腐层的电气性能参数值Rgo交变电流梯度法就是根据这样的原理完毕对管道防腐层的检测及评价

1.

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2.管一地回路的等效电路模型当在管道和大地之间施一交流信号时，用电路理论分析电流信号在回路过程中的传输过程，则必须把这一回路进行电路等效，即建立有效的电路模型事实上，可以把管一地回路当作一个分布参数电路，基本参数可归结为纵向分量阻抗和横向分量导纳考虑大地电阻和电容的影响，可以对管地回路中的一个微分段作图所示的等效图中表1R达管道的纵向阻抗，表达管道电感，表达土壤的内阻抗，L Gs表达为管道防腐层横向漏电导纳，表达管道的分布电容G C在理论上，在一定的测量范围内，可以把原本并不均匀的参数当作均匀地分布于回路的每一微段之中，电路模型得以大为简化图1管一地回路的微段等效电路

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3.

3.交变电流梯度法的数学模型根据电磁学理论分析可知，当将一交变正弦检测信号由发射机供入管一地回路中时,工程中,I路的损耗远大于抱负传输线,信号的衰减幅度远大于专用传输线检测可将回路视为特性阻抗的传输线，此时的传输线处在匹配状态，反射波不存在，除未竣工管道或靠近绝缘法兰的管段等特殊情况外，通过入射波传输的功率所有被负载吸取由于信号的传输距离有限，大部分情况下管道的长度远远大于有效传输距离，都可以当作是无限长的满足如下传输规律:1而被称为衰减常数的（与管一地回路参数满足如下关系式a=¥+J（/2+2〃内2c2；

（2）在实际检测中发射的是交变检测信号，回路中的电磁场为正弦电磁场管中档效电流值，记为1am,单位为安培将安培为单位的电流1am转换成分贝电流后，IdB-X曲线则是一条倾斜的直线，其斜率Y与（成正比关系当已知某二点的管中电流值时，即有Y=

8.685Z=电（）.〃23%2_%]L

3.4在式⑵中，G即为包含着能反映防腐层状况的绝缘电阻当由式⑶计算出管—地回路的衰减R当常数（后，Rg即可被求出同时，与（相应的Y值大小也可定性地反映防腐层的优劣限度、评价模型的改善及GDFFW xp版软件的完善嘉信公司在开发和推广防腐层评价方法的初期，采用的是基于多个频率对管道进行反复检测，避开直接给出不易拟定的参数，称之为“多频管中电流法”的方法但是，多频方法是以增长检测工作量为代价的同时，经实际应用发现，三频反演得到的电容、电感数值其合理性值得怀疑在大量的检测经验基础上，嘉信公司通过软件推荐给用户经验的电容电感数值，解决了用户在拟定参数时碰到的困难此后的方法不规定对管道进行三频检测，提高了用户的检测效率通过对模型的不断完善，近来已有了很大的改善，为了确切地反映方法的完善，将方法重新命名为“交变电流梯度法”通过数年应用和研究，全新评价模型改善了原方法存在的重要缺陷是1）“多频法”评价管道防腐层所依据的是“线传输函数”模型，要通过纵向电阻R、电感L、电容C的参数输入来求解防腐层绝缘电阻Rg在单频检测时，对的给定C、L值至关重要电容C则与防腐层的厚度、结构以及组成物的介电常数有关，电感参数的影响因素更为复杂本来推荐的三频方程联立求出C、L值的方法因检测工作量成倍加大，三频方程的一致性不高，无法保证求出的C、L值可用经研究发现，检测中的管-地回路应为有耗线传输模型，信号的传输距离有限，大多数情况下传输线处在匹配状态，由于反射波不存在，除未竣工管道或靠近绝缘法兰的管段等特殊情况外，通过入射波传输的功率所有被负载吸取，大部分情况下管道的长度远大于检测信号的有效传输距离，都可以当作是无限长的2）管道纵向电阻未能考虑交流信号的因素在求解Rg的过程中，准确计算管道的纵向电阻也很重要钢管的磁导率很高，即便检测信号频率不高时，交流信号的趋肤效应也不能忽略简朴地用管材的直流电阻不能对的反映交流信号下的电磁参数管材电磁参数受管径、壁厚以及管体成型方法（无缝、直缝、螺旋焊缝）的制约相称明显；管道运营时间越长，其有效电磁参数与初始埋设时的差别也就越大新模型在这方面作了改善3）土壤电阻率的影响不能忽略使用过电流梯度法的人都会发现，管道埋设的土壤环境对检测电流衰减规律的影响显而易见，不考虑土壤电阻的差异是不能有效地应用电流梯度法，完毕管道的评估的考虑土壤的导电性对得到对的的评价结果至关重要4）伴行管道的影响不可忽略管道的埋地环境千差万别，目的管线附近存在伴行管线的情况并不少见伴行管线与目的管线的电磁耦合作用十分明显，它直接会以互感的方式影响管道的电感值电感L不仅与管道的有效电磁参数有关，并且还取决于管体直径以及管外围土壤介质的电磁参数变化情况因此，仅仅经验性地指定管道参数是难于得到符合实际的检测结果的，根据埋设条件选择评价参数是必然的选择1）、方法的特点2）对埋地金属电缆管道的精拟定位3）对埋地金属管道防腐层破损点的精拟定位，评估防腐层完好状况4）对阴极保护系统有效性的评估5）测定电流方向的功能，检测管道的不正常金属搭接6）多频率发射检测信号，非接触式测量，无须开挖7）具有轻便、坚固、耐用、一人可独立操作变间距的测量方法减少检测的工作量；8）两种检测方法配合，测定漏点精确高效，抗干扰性能强.特别合用于管网比较复杂的情况9）运用专用软件GDFFW xp通过对管道防腐层绝缘电阻Rg的计算来评估管道外防腐层等级

二、电磁法检测设备系统配置

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1.MF系列产品重要有以下几种型号MF-4埋地管道防腐层检测系统组成RD4000PXL、防腐软件、外接电源用途高性能管线定位仪，用于管线定位，管道外防腐故障检测，深度测量，管线信号电流强度（CM）功能，有源/无源方式下均可探测管线MF-5埋地管道防腐层检测系统组成RD4000PDL、A型架、防腐软件、外接电源用途高性能管线定位仪，用于管线定位，管道外防腐故障检测，深度测量，管线信号电流强度CM及电流方向CD功能,可以带故障定位FF功能，有源/无源方式下均可探测管线MF-6埋地管道防腐层检测系统组成RD-PCMFF、A型架、防腐软件、外接电源用途高性能的管线定位仪，管道外防腐层破损点的精拟定位,管道的防腐层完好状况的评估，检测阴极保护系统的有效性，CD功能用于鉴定管道与金属物的搭接，超低频近直流超大功率的发射机，可以使管线检测的距离更远系列仪器的应用范

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2.MF

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1.基本用途管线/电缆的定位探测，可以普查、跟踪辨认各类地下电缆、精确测量管道的位置及埋深；不用开挖即可完善各类地下管网图；可以在各类开掘工作前做普查探测,以保证施工安全有效管线定位功能还为MF系列仪器的更深层应用如管道防腐状况检测及评估、电缆故障探测、水管泄漏探测提供必要的前提应用其他检测方法如DCVG、SCM时，要使用管线定位功能测量管线的路由用于埋地电缆的定位及追踪探测，某些型号可用信号夹钳进行信号供入，可完毕电缆的不断电检测

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2.管道防腐层漏点检测及完好状况评估可以发现并精确测定防腐层的破损位置，查出管道与其他管道或金属构件的不正常搭接，对于无破损的管段可以测定管道中电流衰减系数，并进一步推算防腐层的绝缘电阻Rg,参照石油天然气总公司的《SY/T5918-2023埋地钢质管道外防腐层。