SL-2818檢漏儀在排查陰極保護陽極纜故障中的應用

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(中國石油天然氣股份有限公司管道公司西安輸油氣分公司 陜西 西安 710000)

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SL-2818檢漏儀在排查陰極保護陽極纜故障中的應用

馬宏宇，安順，楊虎成

(中國石油天然氣股份有限公司管道公司西安輸油氣分公司 陜西 西安 710000)

埋地油氣管道防腐對于延長管道使用壽命和保障油品輸送安全至關(guān)重要，陰極保護法是公認的防止金屬電化學腐蝕最有效的方法，而恒電位儀作為陰極保護電源，被廣泛應用于埋地金屬管道的防腐工程中。在傳統(tǒng)的觀念里，SL-2818型埋地管道防腐層探測檢漏儀僅被應用于管道防腐層檢漏中，通過研究開發(fā)，該儀器可用于恒電位儀陽極纜斷纜的檢測；對SL-2818型埋地管道防腐層探測檢漏儀工作原理、接線、操作步驟等入手，重點對檢測斷纜位置方法進行了論述。

陰極保護；恒電位儀；SL-2818；陽極纜；檢漏

0 引 言

隨著城市現(xiàn)代化的建設和發(fā)展，埋地電纜的種類和數(shù)量迅速增多，相應地也出現(xiàn)了涉及地下電纜安全運行的各種嚴峻破壞及腐蝕問題。埋地電纜的防腐層狀況是使用和管理部門非常關(guān)心的問題之一，由于很多電纜從竣工到后期的使用，經(jīng)常處在電纜絕緣層有破損的狀態(tài)下，導致很多使用恒電位儀來保護管道的陰極保護站建設后不能正常運行[1]，給后期管理方帶來較大困難。SL-2818 型埋地管道防腐層探測檢漏儀在不挖開覆土的情況下，迅速找出電纜破損點及斷開點，且信號強，干擾小，使用方便。

1 儀器簡介

1.1 儀器特點

SL-2818型埋地管道防腐層探測檢漏儀具有以下特點：

1)儀器采用平面化設計，鍵盤操作，提高了野外使用的可靠性。

2)體積小，質(zhì)量輕，操作方便。

3)采用全新數(shù)字濾波技術(shù)。

4)儀器具有極大值和極小值兩種探測方式，發(fā)射機電池電壓不足及關(guān)機前，自動向接收機發(fā)出提示信號，關(guān)機時的數(shù)值自動保存。

5)儀器自動測出管道的對地電阻，輸出信號調(diào)制報警信號，使儀器抗干擾性進一步加強。發(fā)射機輸出功率隨著檢測距離增加而自動調(diào)節(jié)，檢測完畢發(fā)射機自動關(guān)機，節(jié)電效果顯著[2]。

6)發(fā)射機電源內(nèi)置，采用大容量鋰電池供電，大大減輕了重量。

1.2 儀器系統(tǒng)介紹

SL-2818型埋地管道防腐層探測檢漏儀主要包括發(fā)射機、探管儀、檢測儀及其它附件。本儀器全部采用平面化設計方案，能夠防潮和防塵，提高了野外使用的可靠性；該儀器具有以下功能：

1)發(fā)射機功能：發(fā)射機用于向地下管線發(fā)射特定頻率的電磁波信號，與接收機配合使用，方便而準確地對管線進行定位、測深、探測防腐層破損點的位置、大小。

2)探管儀功能：探管儀用于探測管線的位置、走向、深度。

3)檢測儀功能：檢測儀用于檢測地下管線外防腐層漏蝕點的位置、大小。

2 儀器的基本操作方法

2.1 發(fā)射機的操作

按以下方法對發(fā)射機進行操作：

1)發(fā)射機的連接：將發(fā)射機的輸出線的香蕉插頭插入發(fā)射機的輸出插座，5 m輸出線的魚夾接到被查管道的陰極保護檢查樁上(一般管道每隔500 m至1 000 m有一個樁)，若沒有樁，可接在閥門或露出地面的管道上，另一根10 m輸出線沿管道方向成90°放開，把魚夾接到接地棒上，打入地下1 m左右。

2)發(fā)射機使用內(nèi)置大容量鋰電池供電，按下ON鍵打開發(fā)射機，工作指示燈亮，顯示窗口下面一行三角形指示燈點亮，點亮三角形指示燈所指示的是電源電壓。當電源電壓低于11.5 V時，表示電源電壓不足，需要充足電后使用。

3)發(fā)射機的使用：當信號輸出線連接好之后，按下發(fā)射機ON鍵，打開發(fā)射機，顯示窗口中相應的三角形指示燈點亮(各三角形指示位置為上次關(guān)機時所示的位置)。通過按鈕選擇不同的工作方式來進行測量。

2.2 探管儀的操作

2.2.1 電纜探測前的準備

電纜探測前的準備工作如下：

1)調(diào)整探頭方向，使之與探桿垂直。將探桿上的連接器插入探管儀右側(cè)的探頭插孔中，按下探管儀的開鍵，顯示窗口中顯示電池電壓和測量信號值。

2)靈敏度的調(diào)節(jié)：在探測過程的一開始，通過增益調(diào)節(jié)來提高或降低接收信號的強弱，使接收信號在500～800 mV之間。

3)增益的調(diào)節(jié)：根據(jù)顯示窗口中顯示的接收到的信號的強弱來調(diào)節(jié)增益，調(diào)節(jié)過程中，每按一次↑或↓鍵，儀器都會有“嘟”的提示音，當增益調(diào)節(jié)到最大或最小而無法再調(diào)節(jié)時，儀器發(fā)出三聲長“嘟”音進行提示。

4)音量的調(diào)節(jié)：按下音量鍵，音量指示三角形在不同的音量檔位上切換，根據(jù)探測環(huán)境的不同，選用合適的音量。

2.2.2 管線的定位方法：極大值法和極小值法

極大值法是通過測量磁場水平分量，它在目標管線正上方呈現(xiàn)極大值，如圖1所示。

圖1 極大值法

極小值法是通過測量磁場的垂直分量，它在目標管線正上方呈現(xiàn)極小值或零值，如圖2所示。

圖2 極小值法

這兩種方法均能取得良好效果。極大值法信號響應幅度大且分布寬，目標易被發(fā)現(xiàn)，而極小值法由于在目標附近的信號響應曲線斜率很大，定位精度較高。所以一般是先用極大值法找到管線的大致位置，然后用極小值法精確定位。

2.3 檢測儀的操作

2.3.1 檢測電纜絕緣層破損點前的準備工作

檢測電纜絕緣層破損點前的準備工作如下：

1)將檢測線上的連接器插入檢測儀右側(cè)的檢漏插孔中，按下檢測儀的電源開鍵，顯示窗口中顯示電池電壓和漏點信號大小。電壓值顯示5秒鐘后儀器進入檢測狀態(tài)。

2)靈敏度的調(diào)節(jié)：在開始檢測前通過增益調(diào)節(jié)↑或↓來提高或降低接收信號的強弱，使檢測儀信號保持在0～50 mV之間。

3)增益的調(diào)節(jié)：根據(jù)主顯示窗口中顯示的接收到的信號的強弱來調(diào)節(jié)增益，調(diào)節(jié)過程中，每按一次↑或↓鍵，儀器都會有“嘟”的提示音，當增益調(diào)節(jié)到最大或最小而無法再調(diào)節(jié)時，儀器發(fā)出三聲長“嘟”音進行提示。

4)音量的調(diào)節(jié)：按下音量鍵，音量指示三角形在不同的音量檔位上切換，根據(jù)探測環(huán)境的不同，選用合適的音量。

2.3.2 絕緣層破損點的檢測

兩名檢測員用手捏住金屬塊，兩人成橫向或縱向保持3～5 m的距離(兩人所形成的位置與管線垂直且必須保證一人走在管線正上方)前進，調(diào)節(jié)靈敏度和增益大小，保持檢測儀靜態(tài)信號在0～50 mV之間。兩人向前行走時，若檢測到的信號和音響變化都很小，說明該段電纜絕緣層狀態(tài)良好，當檢測到的信號和音響都明顯增大且檢測信號大于所設定的漏點信號時，說明該處電纜絕緣層破損[3]，如圖3所示。

圖3 防腐層檢漏原理

2.3.3 漏點大小的確定

在所測漏點附近防腐層狀況良好的管段調(diào)節(jié)增益，使檢測儀保持0～50 mV之間的靜態(tài)信號，根據(jù)檢測信號強弱，測出漏點處的信號，通過漏點信號大小來確定漏點的大小，漏點信號越大，漏點越大[4]。

3 探管、測向、測深的原理

發(fā)射機向地下管道發(fā)送特定的電磁波信號，通過探測地下電纜的磁場來確定其位置、走向和深度。

4 檢漏的原理及方法

1)檢漏原理：發(fā)射機向地下電纜發(fā)送特定的電磁波信號，在地下電纜絕緣層破損點處與大地形成回路，并向地面輻射，在破損點正上方輻射信號最強，根據(jù)這一原理找出電纜絕緣層的破損點。

2)檢漏方法：我們采用的是“人體電容”法。它是用人體做檢測儀的感應元件沿電纜走向檢測，當檢測員走到漏點附近時，檢測儀開始有反應，當走到漏點正上方時，喇叭中的聲音最響，數(shù)值顯示最大，從而準確找到斷裂點。

5 SL-2818檢漏儀在恒電位儀陽極纜故障檢測中的應用

2016年7月27日上午，中油管道西安分公司慶陽支線5#閥室恒電位儀出現(xiàn)故障，儀器輸出電流為零、輸出電壓63.7 V，較平時數(shù)據(jù)嚴重異常。

5.1 初步排查

1)斷開陽極電纜，對恒電位進行自檢，經(jīng)儀器自檢，說明恒電位儀本身狀態(tài)良好。

2)根據(jù)恒電位顯示數(shù)據(jù)，初步判斷陽極電纜或者陰極電纜斷開。

3)使用數(shù)字萬用表測試零位接陰電纜與陰極電纜連通狀況，經(jīng)測試，零位線與陰極線連通良好，排除陰極電纜斷線可能，判斷陽極斷纜。

4)使用ZC-8接地電阻測試儀測試陽極電纜接地電阻，經(jīng)測試，陽極電纜接地電阻大于100 Ω，確定陽極斷纜或虛接。

5.2 使用SL-2818管道檢漏儀查找

電纜探測：將檢漏儀的發(fā)射機連接陽極電纜、陰極接地，打開電源，根據(jù)需要調(diào)節(jié)輸出。發(fā)射機向地下電纜發(fā)送特定的電磁波信號，通過探管儀探測地下電纜的磁場來確定其位置、走向和埋深。

檢漏方法：我們采用的是“人體電容法”。它是用人體做檢測儀的感應元件沿電纜走向檢測，當檢測員走到漏點附近時，檢測儀開始有反應，當走到漏點正上方時，喇叭中的聲音最響，數(shù)值顯示最大，從而準確找到漏蝕點。

經(jīng)過連續(xù)三天的努力，使用SL-2818檢漏儀檢漏共查出4處斷點，1處老接頭松動，2處電纜破皮，如圖4所示。

圖4 根據(jù)檢測結(jié)果開挖的陽極纜破損處

6 結(jié) 論

根據(jù)現(xiàn)場實踐，SL-2818檢漏儀完全可以應用在檢查恒電位儀陽極纜故障中，且使用方便，抗干擾能力強，測量出的故障準確率高。

[1] 薛致遠，畢武喜，陳振華，等. 油氣管道陰極保護技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].油氣儲運，2014 ，33(9)：938-944.

[2] 張 豐，齊曉忠，金 宏，等. 試片斷電法在管道陰極保護中的應用[J].油氣儲運，2013，32(7)：760-763.

[3] 翁永基，閻茂成，李相怡，等. 斷電法消除管道陰極保護電位IR 降的研究[J].油氣儲運，2002，21(5)：30-34.

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ApplicationofSL-2818LeakDetectorinAnodeCableTroubleshootinginCathodicProtection

MAHongyu,ANShun,YANGHucheng

(Oil&GasTransportationSub-company,PetroChinaPipelineCompany,Xi′an,Shaanxi710000,China)

The corrosion protection on the buried oil and gas pipeline is crucial to prolong the service life and ensure the safety of oil transportation pipeline. The cathodic protection is regarded as the most effective way to prevent metal electrochemical corrosion, and the potentiostat cathodic protection power supply has been widely applied in the buried metal pipeline corrosion protection engineering. The SL-2818 type buried pipeline coating leak detector is usually applied to leak detection in pipeline corrosion protection layer, but it can be redeveloped to use in the potentiostat anode cable fault line detecting. The SL-2818 type leak detector is discussed in working principle, wiring, operation steps, and the key locating methods in detecting the fault line.

cathodic protection; potentiostat; SL-2818; anode line; leak detection

馬宏宇，男，1975年生，工程師，2010年畢業(yè)于長春工程學院工程管理專業(yè)，現(xiàn)主要從事長輸成品油管道管理工作。E-mail：646046345@qq.com

TM247

A

2096-0077(2017)06-0079-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.06.020

2017-06-16

葛明君)