管道外防腐层监测PCM概述.docx
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管道外防腐层监测PCM概述
管道电流测绘系统（PCM+）工作流程
管道电流测绘系统（PCM+）具体操作流程：
（一）管道相关技术资料收集
●收集准备待检测区域管网图（1:
500或1:
1000）。
●在开始检验工作之前应尽可能多地了解管道的相关信息（管道建成年月、
材质、管径、壁厚、外壁防腐层结构、全长、管道埋深、环境温度及土壤状况等）,熟悉管道的分布、管道运行状况、穿跨越地段、被检管道区域内的其他管线分布、阀门、管线阴极保护测试桩及其他一些相关信息。
（二）编写工作方案
根据待检测区域管网图，制定工作计划。
检测时，根据待测管道的长度，每隔（30~50）m分布一个测试点。
通过施加到管线上一定的电流信号，沿管线每隔（30~50）m读取一个检测电流（mA/dBmA）、埋深（m）值，将这些数据随时记录在工作表格中。
如下表：
输油管材料
防腐层厚度（mm）
管径x壁厚（mm）
防腐层材料
设计压力
电感
设计温度
电容
发射电流
检测终点位置
检测
日期
测试点序号
距离
（m）
电流
（A）
埋深
（m）
电流
（dB）
电流变化率
防腐层电阻
防腐层状况
1
2
3
4
5
6
…
（三）进入现场探测
第一步：
现场踏勘环境，对所测管线的检修井、阀井及各种出露设施检测漏气情况。
选择合适的检测仪器与管道的连接点、接地点。
警告：
在除去管线阴极保护连接之前必须遵循适当的安全程序。
线缆连接操作之前请关闭发射机.
一．PCM发射机电源的连接方法
注意：
接电源之前,发射机必须关机（断电）。
220Ｖ交流电源（阴保站）
220Ｖ交流发电机电源（野外长时间）
24-50Ｖ直流电源*（每天工作7小时）
*黑线接电源负极，红线接电源正极。
二．发射机与管线的连接方法
Ø有阴极保护整流器的连接
整流器为管道提供外加阴极保护电流的情况下，整流器是连接到阳极和管道上的。
供电电源为110/220伏交流电。
❑将管道和阳极线缆与整流器断开连接。
❑确定发射机处于关机状态。
❑将白色信号线和管道线缆相连。
❑将绿色信号线和电缆阳极相连。
注意:
如果相反连接，PCM接收机上的电流方向箭头，将会指向错误的
方向。
Ø没有阴极保护整流器的连接
测试点（测试桩）
在有些测试点处，绝缘接头的线缆被引上地面。
白色线接到你要测量管道的一边，绿色线接到绝缘接头的另一边作为地线。
通过牺牲阳极连接
在没有绝缘接头时，使用牺牲阳极可作为发射机的接地点。
例如：
①与一段电气绝缘接口的其它管道相连，常能提供良好的接地连接。
如果这些电线在管道附近，会影响检测结果；②河流、下水沟、堤坝、沼泽等水域都是理想的接地处,把绿色线连接到一块金属物上，然后放入水中；③在使用接地棒时，经常会出现阻抗不够低的现象。
接地棒必须离开管道至少45米（150步），以确保均匀的电流分布。
不管使用什么样的接地，接地电阻必须小于20欧姆，以保证发射机的正常电流输出。
第二步：
用PCM接收机确定管线的位置、走向及埋深，然后测出由系统发射机施加的接近直流的信号电流的大小和方向。
一．PCM发射机电流与频率的选择
连接好PCM发射机，开机，选择ELF或LF频率。
如果没有连接发射机，使用电力模式探测50/60赫兹电流或用CPS频率定位阴极保护系统上的100/120赫兹频率。
Ø电流选择
电流旋转开关可选择下述6种4赫兹电流值：
100毫安，300毫安，600毫安，1安，2安，3安。
从100mA起向上调节信号电流电压指示灯依次亮（橘黄色）直到红色报警,向后扳回一挡该电流即为工作电流。
注意：
发射机在工作状态下，使所选的电流大小保持恒定，除非输入功率达到极限。
Ø频率选择
注意：
接收机的频率应与发射机频率对应。
开关上有三个档位选择所施加的测绘频率：
●甚低频（ELF）无电流方向，最大测量距离；传输管道
35％4HZ
65％ELF（128Hz）
●甚低频（ElCD）电流方向，中等测量距离；传输管道和配送管道
35％4HZ
30％8HZ（电流方向）
35％ELF（128Hz）
●低频（LFCD）电流方向，较近测量距离；配送管道
35％4HZ
30％8HZ（电流方向）
35％LF（640Hz）
根据管道检测距离的长短和工作模式（传输管道、分配管线）的不同选择合适的频率。
警示灯：
Ø电压极限
指示电压极限的发光二极管亮，就表明发射机已经达到100V的输出极限。
这说明管道或接地电阻太大，请检查所有连接点。
Ø温度过高
如果发射机温度过高，发射机会自动关机。
这时，只有等发射机冷却后才能再开机。
Ø功率达到极限
电流选得太大，外部电源无法满足发射机所需的电力。
发射机达到功率极限。
这时，应将发射机电流切换到较小直至绿色发光二极管灯亮，表明输出良好。
电流挡位调整后几秒钟，电流稳定在所选的电流值上。
二．PCM接收机定位管道（位置、走向）
管道的定位、测深是PCM作为金属管线探测仪的基本功能。
同其它管线探测仪一样,它通过峰谷法和峰值法结合进行管线定点定位。
接收机采用三线圈结构的电路设计,用双水平线圈测量信号电流产生的电磁场的水平分量（即峰值法）,用垂直线圈测量电磁场的垂直分量（即谷值法）。
1.PCM接收机定位管道前的调试
打开接收机，即刻按以下开/关键，便进入设置控制。
菜单出现后，使用上下键滚动选择功能。
按以下开/关键选择所需功能。
2.PCM接收机定位管道（位置、走向）
在追踪了目标管线，并且知道其大致方位后，定点定位便能确定目标管线的精确位置和走向。
定点定位是很重要的，偏差直接影响深度和电流读数的精确度。
Ø极大值法（峰值法）
将接收机灵敏度调至刻度的一半。
如果条形图处于满刻度，按下向下箭头，灵敏度将降低，条形图处于60%。
在管道的定点定位中，时常调节灵敏度以
保持条形图在满刻度内。
①手提接收机，使底刃垂直接近地面。
②在管道的一侧和另一侧来回移动，确定最大响应位置。
③把接收机作为枢轴旋转，并在最大响应处停住。
查看接收机方向。
如需要，降低灵敏度。
④继续旋转接收机直到显示响应为零。
现在底刃和管道平行，这就是管道准确走向。
旋转接收机90度。
现在响应最大。
⑤由目标管道一侧向另一侧慢慢移动接收机，来确定峰值响应的准确位置。
此时探测底刃处于管道正上方并与管道垂直。
⑥标记管道位置。
Ø极小值法（谷值法）
①用峰值法步骤定点定位，并做标记。
②转换到谷值法，跟踪左右箭头，箭头反转处为管道位置。
注意管线上的谷值响应位置。
③如果峰值和谷值定出的位置重合，可断定定位准确。
如果不重合，定位不准确。
注意，如果峰值和谷值的定位偏在同一侧，那么管道真正的位置靠近峰值位置处。
仅当峰值定位点和谷值定位点相互之间的距离小于15厘米时，获得的结果才精确。
④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。
对于有三通的管线,首先确定主管线的路径并做标记,再以一定间距读取信号电流值,在出现电流衰减的管段探测支管出现的位置。
具体做法：
旋转接收机90度,距离管线3mm以外进行搜索,即可发现支管上的信号,从而确定支管出现的位置。
而对三通进行检测时,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,然后由三通点向主管线的两个方向传导。
令接收机的宽面与主管线成直角,搜索该信号,主管线上的三通分支点处将显现零值。
⑤管道拐弯的检测方法首先沿管线追踪检查,当检测到管线拐点处,则继续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5m的圆形搜索,可确定管线拐向。
对管线深度及电流的测量,应在离拐点5m之外才可得到精度高的数值。
三．PCM接收机电流和深度的测量
在管道定点定位准确以后，PCM+接收器就开始管道电流和埋深的读数。
在测取深度和电流读数时，保证PCM在管道正上方并与管线走向垂直。
除50/60赫兹电力频率模式外，所有定位频率都可以测量深度。
PCM+数据记录器获得PCM+读数后，将记录序号、PCM+电流（mA和dB）、电流方向、深度、相位角度，和定位电流。
1.电流测量
注意：
为了获得精确的结果，在倒计时期间接收机必须尽可能保持静止不动。
①按下天线选择键，开始电流测量。
②4秒后，测量周期结束。
这时PCM接收机将显示电流读数（amps/mA或dBmA）、左/右箭头指示和下一个有效的电流读数记录号，显示直到按动接受按钮或拒绝按钮为止。
③此时显示新记录号、深度和电流。
条形图增大，说明正在存储。
记录程序结束，按向上的箭头接受，按向下的箭头取消。
④数据记录被接受或被取消后，接收机返回定位模式。
注意：
读数闪烁意味着读数是临界的，应再次获取读数。
这可能由移动的金属或附近的汽车导致。
2.深度测量
①PCM+接收器将自动显示深度，深度测量显示如下:
小于1米，用厘米表示
大于1米，用米和厘米表示
大于3英尺，用英尺表示
②PCM接收机能直接从控制面板中读取深度数据，并能补偿深度变化，即使管道深度改变时，电流读数仍保持不变。
第三步：
A字架配合PCM接收机准确定位防腐层故障点及防腐层故障的判定，并且对故障数据的存储与上传。
1．防腐层故障点准确定位
连接并打开PCM发射机，使用ELF的4赫兹和8赫兹，或者LF的4赫兹和8赫兹。
注意：
①连接A字架后，就无法获取电流读数。
②A字架脚钉需要和地面有很好的电接触，最好是潮湿的导电地面。
①将3针连接线插入A字架，将多针连接线插入PCM+接收机前面的插孔。
②用功能键选择8kFF（故障查找），A字架图表显示。
必须使用T3或与8kFF匹配的发射机给管道施加信号。
③定位管道。
A字架沿管道走向放在管道上方，带绿色标记的脚钉在发射机的反方向，带红色标记脚钉面向发射机。
④将A字架脚钉插入地里进行测量。
系统自动调谐信号水平，并计算电流方向和微伏dB读数。
在计算过程中，增益数字会闪。
⑤箭头显示的穿过地下的发射机的电流方向，电流指向故障方向。
如果没有显示箭头，就证明附近没有故障，因为电流太小，无法激发故障方向箭头。
也有可能A字架恰巧在故障点正上方。
⑥继续向前移动。
如果在一个新位置电流指向前，而第二个位置电流指向后，就证明操作人员走过了故障点。
微伏dB读数应该在60左右。
⑦向回走，每隔一米测一次。
数字微伏dB读数增大，减小，又增大，然后逐渐减小。
电流方向在故障点的两侧也发生变化。
⑧重新前后移动进行测量，找到箭头刚发生变化的位置，此时微伏dB读数最低。
这时就可以确定，故障点就在A字架中央正下方。
旋转A字架90度，使它横跨管道，在这个位置作出标记。
⑨重复前一步骤，继续沿管道寻找，直到找出所有故障点。
注意：
值得一提的是,当管线处在市区或水泥沥青路面下时,将“A字架”的探针插人大地会遇到困难,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,使探针能够采集到地面的电压信号。
2．防腐层故障点的比较
①确定故障的严重性，对管道上的各故障点进行比较，从而决定管道维修工作的轻重缓急。
②将A字架成90度角放在管道上，测量微伏dB读数。
将A字架的一个脚钉放在管道的正上方。
从离故障1米处开始，间隔25厘米测一次。
将最大微伏dB读数存入数据记录器，并记住数据号。
③在测量的过程中，按功能键直到选择8kHz，变可切换到定位模式对管道进行定位。
3．存储PCM故障数据
①你可以存储1000条A字架测量结果。
按一定的间隔进行测量，记下间隔距离和数据记录号。
②将A字架放在地面，按功能“Function”键，便可存储数据。
屏幕左中部显示数据记录号，是使用上下箭头接受或取消。
4．故障数据上传
①PCM+接收机数据可直接发送到配有蓝牙的桌面或笔记本电脑。
发送之前，必须进行配对。
②配对后，可在PC上用PCM+应用软件进行阅读，也可根据输油管编号、发射机接入位置及检测日期可查看I-X曲线；也可按输油管编号及检测日期查看IdB-X、Y-X（Y电流变化率）、h-X（h埋深）与Rg-X（Rg绝缘层电阻）曲线或数据,并列出对应的管线图。
第四步：
检测过程中遇到的干扰及其回避
PCM工作时，受干扰会出现：
定位偏移、深度不准、电流突增等现象。
Ø干扰原因
♦有平行管线
♦太靠近发射机、或有“Ｔ”形、“Ｌ”形接头
♦选取的读数点太靠近停放着的大型汽车、运动中的汽车、带铁帽
的皮靴、皮鞋，或大型金属结构等
♦测量点离阳极电缆或阳极床太近
Ø干扰回避
（1）发射机信号连接,发射机供入电流信号的原则是尽量使信号电流流往待测的管道并避开或降低其它信号干扰。
因此信号供入点要尽量选择管道分布简单、防腐状况较好的管段作为供入点；当管道上方有电缆穿过时，应越过此区域，采集信号；而地极点要尽量采用单独的低阻抗接地物,并远离管道（一般离开管道垂直距离30m以外）,以确保均匀的电流分布。
（2）电流信号的采集,虽然PCM的抗干扰能力很强,但现场避开干扰仍十分重要。
接收机进行定位、测深、测电流时应尽量避开信号供入点、三通、弯头等可能出现电流干扰异常处。
（3）检测中间距的选择既保证检测的精度、不漏掉缺陷点,又兼顾工作效率。
在较长距离的管道防腐层检测中一般按30m～50m等间距采集电流信号,在市区管线埋设较复杂条件下可选择15m左右间距采集电流信号,进行防腐层的评价。
如发现电流降异常时加大检测密度,对防腐层故障点进行定位。
（四）数据处理与分析、出总体检测工作报告
整理探测资料，处理与分析探测数据，绘制相关图形。
出据检测工作报告。
（五）故障点开挖维修
在行业标准《埋地钢质管道沥青防腐层大修理技术规范》（SY/T5918-94）中，将管道防腐层的老化情况分五个等级。
各级与绝缘电阻Rg与老化状况划分所示的对应关系，见表1。
对检测出的四、五级缺陷点进行开挖维修。
表1防腐层整体质量评价方法
级别
Rg（Ω-m2）
老化状况
一级（优）
>10000
基本无老化
二级（良）
5000-10000
老化轻微，无剥离和损坏
三级（一般）
3000-5000
老化较轻，基本完整，沥青发脆
四级（差）
1000-3000
老化较严重,有剥离和较严重
五级（劣）
<1000
老化和剥离严重，轻剥即掉
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