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摘 要： 摘 要： 通過交流電位梯度法(A字架)和人體電容法分析和比較，得出人體電容法適合城市燃氣管網防腐層檢測;運用此法檢測惠州燃氣管網并進行開挖驗證，開挖驗證準確率100%;在檢測和驗證過程中發現以下問題，受檢管道與其他管道凈距不符規范、受檢管道敷設埋深不合理、受檢
摘 要： 通過交流電位梯度法(A字架)和人體電容法分析和比較，得出人體電容法適合城市燃氣管網防腐層檢測;運用此法檢測惠州燃氣管網并進行開挖驗證，開挖驗證準確率100%;在檢測和驗證過程中發現以下問題，受檢管道與其他管道凈距不符規范、受檢管道敷設埋深不合理、受檢管道安裝犧牲陽極不科學、部分管道欠陰極保護效果，并對以上問題給出積極建議。
關 鍵 詞： 燃氣管網 防腐層 發現的問題
1 前言
經過近些年的發展，城市燃氣管網組成基本是鋼管和PE管，并且城市燃氣埋地管線敷設的環境往往很復雜，一般與給排水、排污線、供熱管線、光纜等交織在一起，形成了龐大而復雜的管網系統，對管線的安全運行和檢測造成了很大的影響，一旦發生事故容易造成較大損失[1]。
2 檢測方法
埋地管道防腐層檢測的方法有多種，主要的檢測和評價方法有交流(直流)電位梯度法、交流衰減法和密間隔電位測試法。下面就交流電位梯度法進行介紹。
交流電位梯度法簡稱ACVG，ACVG使用較多的是雷迪PCM的A字架以及皮爾遜方法的防腐層檢漏儀(SL)，基本原理是：將一個特定頻率的檢測電信號加載到管道上，通過管道的破損裸露點和土壤構成的電壓梯度，在地面上隨之建立了一個近似球狀的電位分布，在地面上通過對這個電位場地面投影的電位梯度檢測，確定出電位場的中心，從而確定出破損點的位置。其原理圖如圖1。
我們使用PCM檢測時實際是使用一個靈敏的毫伏表(A型架)，測量插入地表的兩個電極在地表水平的電壓梯度平衡時的輸出值。兩個電極相距為 55cm，當其中一個極的電位比另一個高時，儀器就由此給出漏點方向并計算出電位的梯度值。
為了便于解釋和消除管道自身、大地電流及其他的電干擾，該方法同時將兩個頻率的交變電信號加載到管道上。測量時，操作員沿管道的路由以一定的間隔，將電極插入地面，儀器的面板上會有一個方向箭頭指示管線上破損點的位置，當跨過破損點時，箭頭會變向，靠近破損點時，箭頭穩定，并有相應的電場強度分貝值，指示出漏點的大小。
在皮爾遜法中，由于在檢測過程中以兩個操作人員的人體代替接地電極，皮爾遜法又稱人體電容法，防腐層破損點定位的方法有[2]：移動參比法、定位等距回零法、定位固定電位比較法定位。當兩個人體站在交變電場內時，由于人體的電容作用，使每個人具有一定的交變電位，檢漏儀檢測出兩個人體之間的電位差，當一人站在缺陷中心，另一人站在管道側面或無缺陷的管道上方時，儀器所接收的信號幅值最大，從而確定缺陷的準確位置。
2.1 檢測方法的比較
PCM法和人體電容法的共性原理都是對管道施加電信號產生磁場，然后對管道的周圍的磁場變化情況作出判斷，所以對于城市管網環境中，難免會有各種磁場的干擾，那我們就分析下哪種方法適合城市管網檢測。
通過觀察可發現PCM的發射機比人體電容法的發射機要大、要重，由于城市管網錯綜復雜使得施加的電信號有時衰減很快，致使我們要不停的更換信號施加點，這說明PCM攜帶不夠方便;PCM配合的A字架是查找防腐層漏點的重要設備，A字架使用起來比人體電容法較簡單，我們可以發現A字架兩只金屬腳必須通過較好的導體才能準確的判斷漏點;在城市中路面中有以下幾種：瀝青路面、水泥路面、地磚路面、黃泥土路面，瀝青路面幾乎不導電，黃泥路面導電性最強，它們的導電性依次是增大，所以PCM在瀝青路面檢測時基本不適用，而檢測其他路面時通過往A字架的兩只金屬腳灑水時也能夠檢測，然而人體電容法完全能克服不同路面帶來的問題，它是通過電磁感應來判斷漏點的，但此法對人員判斷漏點的技術要求較高。兩種方法對于檢測管道的埋深、走向都相差無幾;相比人體電容法，PCM配合亞米級的GPS地位系統和藍牙設備能更好的傳輸和保存管道檢測數據，省去了人工記錄，并通過配套的軟件能很好的評估管道的腐蝕狀況和陰極保護效果，這很適合于野外的長輸管線。綜上幾點，人體電容法適合城市燃氣管網防腐層檢驗。
3 開挖驗證分析
采用人體電容法檢測發現惠州某處燃氣管防腐層破損，破損點路面為水泥地路面，此處檢測發現泄漏電位為800mV，實測埋深0.35m，防腐層厚度為 1.29mm~1.89mm，管道的防腐材料采用防腐膠帶，其破損狀況如圖2所示。在實際檢測中發現300mV以下的都是小漏點，結合管道的陰極保護效果再決定是否開挖修補，對于泄漏電位600mV以上的破損點一般都是建議開挖修補。開挖后發現，該管道共有2處防腐層破損，第一處是位于三通的右邊，該處破損長度10cm左右;第二處破損點位于順氣流方向1點到2點方向防腐層破損，破損點面積大小約3cm×2cm。本次檢測需開挖 68處，經開挖驗證后，每處開挖點都有防腐層破損，通過這些開挖點可發現，人體電容法檢測技術對于城市燃氣管網防腐層的檢漏實用性很高。
4 存在的問題
開挖不僅是驗證檢測方法的正確與否，還要排除管道可能的隱患。通過開挖，發現了管道埋深不夠、燃氣管與其他管線間距不合理、沒有規范安裝犧牲陽極等幾個問題。
管道陰極保護效果：
惠州市埋地鋼制管道管地電位共檢測了93個點，其中有51個點陰極保護電位合格，有42個點不合格，合格率占百分比為55%;不合格率占45%。庭院管道管地電位均在-0.85V以下，處于無保護電位狀態;長輸管道的陰極保護效果，總體良好，大多檢測點管道的保護電位在-0.85V至-1.2V之間，符合規范要求。閥門井處由于沒有防腐層，周圍環境潮濕，致使流失大量陰極保護電流，陽極消耗速度加快，縮短了陽極的使用壽命。
惠州市土壤電阻率共檢測了75個點，其中只有7個點為中等腐蝕性，弱腐蝕性的點有68個，占總數的 91%。惠州土壤電阻率對管網腐蝕輕微。
惠州管道雜散電流干擾腐蝕性檢測合計檢測30個點。其中7個點腐蝕性重，占總數的23.3%;中等腐蝕性的21個點，占總數的70%;弱腐蝕性的2個點，占總數的6.7%;惠州管道雜散電流干擾腐蝕性平均為中等。因為犧牲陽極本身具有排流的功能，惠州市的地下燃氣管道無需采取另外的排流措施。
5 結論及建議
5.1 建議
(1)補加犧牲陽極的陰極保護
根據國家GB/T 21448—2008標準第4.1.1規定，新建管道應采用防腐層加陰極保護的聯合防護措施或其他業已證明有效的腐蝕控制技術，已建帶有防腐層的管道應限期補加陰極保護措施。
惠州燃氣發展有限公司鋼制管道安裝的時間分別為上世紀80年代和90年代，已經運行了10多年與20多年。小區的金屬管道加陰極保護設計壽命一般是30 年左右。而陽極的使用壽命一般是十幾年，據此推算安裝犧牲陽極，再經過十幾年以后，管道與犧牲陽極壽命幾乎在同一時間結束。
由于管道上防腐層破損點太多，加之惠州的閥門井比較特殊，每個閥門井都嚴重泄漏陰極保護電流，且難以開挖修補，據此推算惠州市管道上安裝的犧牲陽極壽命不會很長，建議在修補大中防腐層破損的時候，利用該修補的開挖坑安裝犧牲陽極的陰極保護。管道長度距離在300m以下的，安裝一組陽極，管道長度距離在300m以上的，安裝兩組陽極。陽極的大小規格，埋深，由陰極保護施工單位設計得到。
運行多年以后，當管道發生漏氣時，可以分期將小區埋地金屬管道更換為PE管道。并安裝示蹤線。小區內管道彎頭、三通、立管處較多，這些地方處于防腐薄弱環節。尤其在立管根部，與空氣、雨水、土壤接觸，防腐層包裹不嚴易造成腐蝕穿孔，在施工過程中應加強重視。
(2)對于管道原來走向不清楚的地方，利用探測成果，盡早安裝地標。檢測出的防腐層破損點，大于600mV的，應及時開挖修復。
(3)通過開挖修補，檢測出的嚴重腐蝕點，應采做好防腐工作。若管道銹蝕嚴重，應補焊加強管道腐蝕點,修補后再涂以防腐層。
(4)對于長輸管道標志樁應加強管理，已倒地的標志樁應該重新栽樁，切實起到標志警示的作用。埋深過淺處，立警示牌，防止人為開挖破壞管道。存在防腐層破損點的地方，應及時開挖修復，重新涂防腐層。
(5)對改造以后的管道，應加強陰極保護的電位檢測與管理工作，發現問題，查明原因，及時處理。
(6)小區管線被占壓、長輸管線工廠圍墻占壓需在圖紙上標明，應加強巡線管理，防止事故發生。
(7)平時加強規范意識，文明施工教育和宣傳;加強巡視，增設路面警示標示;燃氣公司應將問題和解決方案列入下一個改造計劃中。
5.2 結論
通過對城市燃氣鋼制管網防腐層檢測方法的比較，認定目前比較實用的檢測方法是人體電容法;將此技術應用于惠州城市燃氣管網的外防腐層檢測并結合開挖驗證了此技術的科學性和實用性;通過此次檢測和挖坑發現有以下問題存在：燃氣管線與其他管線間距不合理、燃氣管線敷設埋深不合理、管道陰極保護安裝的犧牲陽極不合理，部分管道欠陰極保護效果等，并對于以上問題提出合理建議。——論文作者：嚴俊偉 陳長 陸益鋒
參考文獻
1 任峰，何仁洋等. 城市燃氣管網檢測技術研究[J]，管道技術與設備，2014;16-23
2 袁厚明. 地下管道腐蝕與漏損控制[M]. 北京：2014： 38-39
3 GB 50028-2006.《城市燃氣設計規范》[S]
4 GB/T 21448-2008.《埋地鋼質管道陰極保護技術規范》[S]