地下管道故障檢測中部分疑難問題的解決
地下管線探測分為地下管線探查和地下管線測量。地下管線故障檢測除包括上述內(nèi)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)泄漏點的具體定位等。后者的檢測難度要比前者更大。除市政規(guī)劃部門，管道施工部門需要進行管線探測，單項作業(yè)外，大多本文僅對探管測漏中解決部分疑難問題的方法進行交流，供同行參考。
1. 關(guān)于一次場問題
在管線探測檢漏中，由于發(fā)射機及發(fā)射線 , 接地線，接地點附近的介質(zhì)所產(chǎn)生的一次場，在某一范圍內(nèi)往往大于目標管線的二次場，使該區(qū)的管位及漏點難以探測。為能探測出此區(qū)域內(nèi)的管位及漏點可采用以下方法：
（ 1 ）降低發(fā)射功率：降低發(fā)射功率可使一次場減小，其影響范圍亦會縮小，在其影響范圍外的管線位置和漏點可測定。
（ 2 ）移動發(fā)射機位置：將發(fā)射機移到遠離目標管線位置，在發(fā)射機接線時將發(fā)射線拉直并與目標管線垂直，機身離目標管線 10m 以上，采用zui大法接收目標管線信號，此時探頭的方位與發(fā)射機發(fā)射線平行，不接收發(fā)射線產(chǎn)生的信號，就可將該區(qū)的管線位置及漏點探查定位出。
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，目標信號磁場會被推向接地線相反的一方。此種現(xiàn)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；越靠近接線點，偏離誤差越大。解決此類問題的方法如下：
① 對稱接地法，將發(fā)射機置于與目標管線一致的位置上，由發(fā)射機引出兩根線分別接到目標管線的兩邊，觀察兩邊接地電阻，通過打深、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在管道接線點與接地點之間的范圍內(nèi)，管位信號點位置向接地點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，由于多根管道磁場的相互影響，會使目標管線信號偏移，在地表用zui小法探測時，往往會將直角彎，探成弧形彎。且在拐角附近直線段末端的目標管線異常，均向兩邊外側(cè)推移。這可采用分另探測各條管線走向，然后再用直線交繪法來確定管道拐彎位置。
（ 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行輸油和輸水，此兩根管道采用同溝敷設(shè)且距離很近，探測管道時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zui大法探管時，管位會定在兩根管線的中間，由于兩根線在沿線破損、埋深等原因，使回路狀況不一致，用zui大法與zui小法定位時，管位不一致，此時可采用折中修正法，方法是以zui大法定位為主，向zui小法一邊修正 1/3 后定位，或以zui小法定位點為準，向zui大法一邊修正 2/3 后定位。
3. 多根管道同溝敷設(shè)時確定目標管道漏點位置的方法
多根平行管道從搭接一端或有均壓線一端施加信號時，有可能被當作一根管線來探測，尤其是近距離敷設(shè)，埋土又很深時更是如此，此種情況可通過查防腐漏點來確定管位。方法是在防腐層破損定點時，除去破損點上方亂磚碎石，刮平破損點上方泥土，消除地表因介質(zhì)不均勻?qū)z漏效果的影響，然后沿管線上方地表與管線走向垂直方向，測試電位，電位zui大的那一點下面即為目標管線的防腐層破損點。
4. 陰極保護電纜焊點泄漏電流與陽極地床泄漏電流的區(qū)分
在陽級地床處，檢漏時會有很大的泄漏電流，此時降低接收機的靈敏度，定位泄漏電流的zui大點，再結(jié)合探管儀進行管位定位，如果zui大泄漏點與管位一致，即可判斷是焊接電纜與管位交接處未防腐，應(yīng)重新作防腐處理。如果與管位不一致，就是陽極地床處泄漏電流，屬正常現(xiàn)象。
5. 防腐層破損點位置的判斷
當管道埋土較淺，管徑較大，嘗試與管徑之比達 2 ： 1 時，就可以判斷防腐破損點在管道上、下、左、右的位置。方法是：在管線定位以后，再用檢漏儀檢測泄漏，將泄漏中心點與探管定位點點位進行比較，作出判斷，見圖 1 。
圖 1 防腐層破損點位置判斷示意圖
（ 1 ）檢漏中心點與探管定位點一致，均在圖一中 2 處時，破損點在管道上方。（圖 1 中 4 處）
（ 2 ）檢漏點中心點與探管定位點不一致，在圖一中 1 處，破損點在管道左邊。（圖 1 中 5 處）
（ 3 ）檢漏點中心點與探管定位點不一致，在圖一中 3 處時，破損點在管道右邊。（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，破損點在管道底部。（圖 1 中 6 處）
6. 防腐層破損點大小的判斷
防腐層破損點大小的判斷，通常是采用在地表檢測到的電位差來估算，但檢測到的電位差往往會受到多種因素的影響，因此必須通過綜合分析來確定其大小。確定大小的方法如下：
（ 1 ）數(shù)字直讀法：按地表檢測的破損異常中心點電位與大地零電位的電位差值來確定： 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，該平面圓的直徑與破損點大小有關(guān)。直徑在 10m 以上為大破損點，直徑在 3m 之內(nèi)為小破損點，直徑介于兩者之間的為中等破損。
統(tǒng)計圖表法：以泄漏電位差為縱坐標，輻射距離為橫坐標作圖，在破損點附近會出現(xiàn)一個一個三角形的圖形，三角形面積的大小，近似反映了管道上破損點的大小，見圖 2 。
圖 2 統(tǒng)計圖法示意圖
（ 4 ）公式修正法：用人體電容法檢測破損點時，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、管道沿線土壤的介電常數(shù)等多種因素的影響，實測讀數(shù)往往與破損大小不一致。將這些因素集中在一起可通過下列數(shù)學公式進行修正，修正后的泄漏電位差值，就比較接近實際值。
修正的公式如下：
式中： ΔV 為修正后的破損大小數(shù)的數(shù)值（ mv ）
ΔV/ 為實測時的顯示值（ my ）
D 為管道埋土深度（ m ）
L 泄漏點正上方地表輻射距離（直徑）（ m ）
L/ 檢測時兩檢測者之間的距離（ m ）
F 為土壤介電常數(shù)修正系數(shù)，特干土取 0.5 ，濕潤土取 2 ，一般土取 1
7. 氣體泄漏位置定點方法
地下輸氣管道發(fā)生泄漏以后，會沿著地下裂縫、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，泄漏后會竄流到很遠的地方或滯留到低外，甚至流到河里，對于這類泄漏定點難度較大，可采用逐步縮小范圍的方法來探查，將查漏范圍由線縮小為點（防腐層破損點），如果在此范圍內(nèi)破損點只有一個，則在此處打孔，再用氣敏儀查漏，就可確定該漏點位置，如果有兩個或兩個以上的破損點，則通過比較泄漏電位的大小，在大破損點處進行開孔查漏。這對運行 10 年以上的鋼質(zhì)防腐管道特別適用。
8. 輸水管道泄漏難點探查
常規(guī)的自來水泄漏，可采用聽音儀和相關(guān)儀器查找，但對油氣管道的水壓試驗滲漏點；石化裝置區(qū)的自來水泄漏點，北方地區(qū)埋設(shè)在凍土層以下的管道泄漏點，以及低壓水管泄漏點；采用聽音儀器卻難以奏效。但由于泄漏處水的滲透作用，使得泄漏處周圍土壤的導(dǎo)電率與無滲漏的地方有所不同。對于鋼質(zhì)防腐管道而言，泄漏點就是防腐層嚴重破損點，通過地下管道處防腐層破損點的查找并根據(jù)下列情況進行分析就可判斷泄漏點：
（ 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，加上漏點周圍土壤潮濕，導(dǎo)電性好，泄漏異常更為明顯，由此可將中、小破損點引起的異常剔除，即可初步確定泄漏點位置。
（ 2 ）土壤干濕程度：自來水泄漏后會沿著一定通道擴散，如果附近沒有排水管道，就有可滲入地下或溢出地表，泄漏點周圍土壤一定比其它地方濕潤，干旱區(qū)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，而自來水水源大多來自地下深處，其溫度比較恒定。在冬秀有冰凍，有霜時，有泄漏的地方無霜且會有霧氣出現(xiàn)。
（ 4 ）觀察作物生長：干旱時，樹木花草由于陽光暴曬，中午樹葉花草會變蔫枯，而有水泄漏的地方，花草樹木生得和很茂盛；相反，在下雨時，其它地方樹木花草正常生長，而泄漏地方樹木會淹黃，小草被淹死。
（ 5 ）水流量分析法：在泄漏區(qū)，自來水管入口流量與出口流量會不一致，根據(jù)流量計輸差的大小可判斷泄漏量的大小。
（ 6 ）壓力大小分析：在自來水泄漏的地方，管輸壓力會下降。對裝有壓力表的自來水管，只要關(guān)閉兩端閥門，就會觀察到泄漏段壓力的變化情況。
9. 輸油管道盜油卡子的定位
（ 1 ）調(diào)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檢測出來，再通過調(diào)查對各種因素進行分析，就可判斷是否盜油卡子。主要從以下幾方面進行分析：
① 漏點大。阂蚩ㄗ有孤╇娏鞅容^大，可將中小漏點進行剔除，找出其中的大漏處。
② 時間長短：防腐層老化，破損點變大是一個緩慢的過程。一般需要幾年到十幾年才能由小針孔變?yōu)榇舐c：而卡子則是一夜即可裝上，如果前期進行了普查，將破損處查出后，與前一次進行對照，新增加的大漏點即為盜油卡子。
③ 交通條件：盜油者需用車輛進行運輸，如果大泄漏點處運輸車輛通行方便，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：在測出的大泄漏點處用接地棒往土中扎，老管道的上方經(jīng)過多年日曬雨淋，人畜踩踏，車輪輾壓，土壤比較密實，而被開挖剛回填的地方則比較疏松，據(jù)此可判斷是否被開挖過已裝上盜油卡子。
⑤ 管道埋深：對埋土太深的管道難以開挖尋找，犯罪分子一般不會花高昂代價購買專業(yè)儀器探測，而那些處暴露地表的管線，或埋土很淺的管線，跨越溝渠附近管線，可推斷位置的管線，極有可能被除數(shù)打孔盜油，在些地段外防腐層有漏電信號處也應(yīng)重點分析。
（ 2 ）磁場異常分析法：此法可通過由探管儀接收探測來完成。正常完好管道等磁位梯度呈圓柱形分布，信號隨著測試距離的延伸將會按一定的距離有規(guī)律衰減，在管道裝有卡子的地方，磁力線就會發(fā)生異常，在此若排除閥門、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，在支管處將會分流部分發(fā)射的信號，如果在此將探頭平行于主干線，并提高接收機增益，進行管線探測，若有管線異域常即可探得分支管。
上述幾種辦法筆者曾在長慶油田采油二廠，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)至助劑廠輸氫烴管線等管線上探查出許多盜油的卡子和一根長約 500m 的盜油支管。
10. 水下管線探查檢漏
在海洋，河流，湖泊水下進行地下管線探查檢漏時，首先應(yīng)采用大功率發(fā)射，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行管位導(dǎo)向。
其次，檢漏儀接收機連接的檢漏線要加長，末端用一根接線鼻接著，與檢漏線相連，投入水中，由檢測船拖著沿管線前進，當接線鼻拖到水下管道的防腐層破損處時，儀器便有很強的反應(yīng)。
當水層過深，電磁信號不能充分輻射到檢測船以上時，則可采取用多臺同型號儀器同時觀測，將各臺探測儀的接收天線分別置入棒形容器內(nèi)，進行防水密封，并沉入水中，接收管道電磁信號，采用zui大法探測。數(shù)臺接收機中，接收到zui大信號的一臺，管線就位于其探頭底下。采偏移。檢漏時也用數(shù)臺接收機，采取與用一臺接收機同樣的方法進行，這可有效避免因水上檢測存在慣性，船尾左右擺動偏移目標管線而造成的漏檢。
以上是筆者近年來用地下管道防腐層探測檢漏儀進行教學與工程檢測實踐中的幾點體會，錯誤在所難免，在此提出供同行探討。
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