燃气管道检测技术的发展及展望

钟乾 解东来

摘 要： 随着燃气用气普及率的提高，管道建设得到了很大的发展，与此同时，管道安全不容忽视。现在常用的管道有两种，分别是金属管道和PE管道。

关键词：燃气管道；金属管道；PE管道；定位；防腐

1 前言

2014年，人工煤气供气总量56.0亿立方米，天然气供气总量964.4亿立方米，液化石油气供气总量1082.7万吨。人工煤气供气管道长度2.9万公里，天然气供气管道长度43.5万公里，液化石油气供气管道长度1.1万公里[1]。随着管道长度的增加，管道的安全也受到了越来越多人的重视，管道检测技术也随之发展，本文旨在对比分析现有的钢制和PE管道检测技术，为广大工程技术人员提供参考。

2 钢制燃气管道的检测技术

国内钢制燃气管道的检测技术已经趋于成熟，管道定位以及外防腐检测技术主要分为三种，分别是PCM+（直流电流衰减法）、SL-2188（皮尔逊检测法）和DCVG（直流电位梯度检测法）[2]。

2.1 PCM+（直流电流衰减法）

2.1.1检测原理

PCM+检测原理及设备，发射机采用24V的铅蓄电池，通过阴极保护测试桩或者阀门井向管道施加特定的低频直流电，通过接收机来定位管道的位置和埋深。

PCM+使用A字架测量管道防腐层情况，正常情况下使用A字架测出的方向指向远离发射机方向（可以理解为方向指向破损点，破损点在无限远处），如果突然发现使用A字架测出的方向指向发射机方向，则说明存在漏点信号，可能存在破损点。

2.1.2 优缺点分析

PCM+定位准确，一个人可以同时完成管道定位和管道外防腐层检测，能够直接读取管道埋深，缺点是设备比较沉重，一般只能测埋深6m以内的管道，测量水泥路下方管道的外防腐层相对麻烦；还有两个是所有电信号检测设备的共同点：1.一旦遇到完全接地的阀门井或者其他电流流失严重的情况将导致检测无法继续；2.会受到其他电信号（例如电缆，其他管线）的干扰。

2.2 SL-2188（皮尔逊检测法）

2.2.1 检测原理

SL-2188的检测原理与PCM+类似，发射机向管道发射交流信号，一个接收机用于管道定位，一个接收机用于管道外防腐层检测。SL-2188对于管线定位方法分为极大值法和极小值法，实际测量量中常用的是极小值法，极小值法使用探杆测量磁场的垂直分量，当探杆处于管线正上方时，接收机显示的信号强度最小。SL-2188对于管线埋深的方法分为45°法、80°法和极大值法，实际测量中常用的是45°法。首先使用极小值法找出管道的位置A并做下标记，将探杆垂直于地面，使探头与地面呈45°，将探头沿垂直于管线方向移动，找出信号最小的点B，那么AB之间的距离就是地面到管道中心的的距离。

SL-2188的管道外防腐层检测采用“人体电容”法，通过人体做检测仪的感应元件。两个检测人员手持感应器沿管道垂直（或者平行）方向行走，当检测员走到漏点附近时，接收机显示信号强度增加，当走到漏点正上方时，接收机显示信号强度最大，从而准确找到漏蚀点。

2.2.2 优缺点分析

SL-2188结果测量比较准确，外防腐层检测结果与PCM+基本相同，缺点是：1.外防腐层检测受地形影响较大，容易受到树林，山坡等地形因素影响；2.需要的检测人员较多，需要一人负责管道定位，两人负责外防腐层检漏；3.无法检测垂直上下弯头处的外防腐层。

2.3 DCVG（直流电位梯度检测法）

2.3.1 检测原理

其检测原理是向钢质管道施加一个直流信号，直流信号沿着管道流动。当管道防腐层在某处发生破损时，会有较大的电流信号从破损点处流出，在破损点周围土壤中会产生一个电位梯度分布。在实际检测中会采用高阻抗毫伏表测量破损点旁地面上两个硫酸铜参比电极之间的电位差。通过检测电压梯度场总的电压梯度就能检测并确定防腐蚀层破损点的大小及位置，可根据检测数据判定破损的严重程度。

2.3.2 优缺点分析

这种检测方法的优点是可以估算出防腐层破损点大小，且该检测方法不易受到外界环境变化的影响，操作简单、检测结果准确，但无法检测防腐层是否剥离，检测速度慢。

3 PE燃气管道的检测技术

PE燃气管道在国内使用时间还不长，其检测技术大多处于起步阶段，主要功能局限在定位阶段。

3.1 敷设示踪线

3.1.1 检测原理

示踪线敷设思路，将具有一定强度的绝缘示踪线（一般是铜线）紧贴管道顶部或者侧面（需要统一标准）进行敷设，同时设立信号源井，信号源井可以充分利用阀井来进行设置，在管道上方设立标志物，减少测量误差[3]。

检测示踪线一般通过信号源井施加电信号，根据电信号判定示踪线位置，从而间接判定PE管道的位置，从根本上来说与检测金属管道的原理相同。

3.1.2 优缺点分析

示踪线法是目前国内外普遍采用的方法，但是其缺点也是非常明显的：1.示踪线线径较小，容易被施工挖断或者自然应力破坏；2.示踪线的绝缘防水一旦没有处理好将导致信号泄漏，检测异常；3.示踪线的首末端容易被埋或者剪断，不易寻找。

3.2 APL声学管道定位仪

这种定位仪主要用于测量定位一个截面的管道数量和位置，发射机和接收机是一个整体，工作原理是仪器向地下发出超声波，然后采集反射的频率，延时及信号强度，每15～30cm测量一次，探测至少3次，仪器处理后将会显示第几次探测的位置下方存在管道。

优点是每个截面最多能够同时探测3条管道，可以得到深度的估算值，一体机不需要特定的信号加载设施，适用于整体开挖地段确定管道的数量；缺点是仪器比较笨重，同沟管道铺设可能会对探测结果产生影响，不适用于一条管道长距离的走向判斷。

4 结语

钢制管道的检测技术已经成熟，能够很好的进行管道定位和外防腐层检测，但其他方面还有待提高，例如PCM+的接收机还比较笨重，DCVG的检测速度还比较缓慢等等；而PE管道检测技术现在还在起步阶段，存在比较多的不足，例如检测距离短，不能检测破损情况等，不过相信随着技术进步，PE管道的探测会变得越来越清晰准确。

【基金项目：广东省科技计划项目，编号：2013B010405001】

参考文献

[1] 2014年城乡建设统计公报[J].城乡建设.2015（08）： 8-13.

[2] 曹慧平.浙江某市市政燃气管道防腐性能检测及完整性评价[D].华南理工大学，2013.

[3] 曹震峰.燃气PE管道示踪线方法及其探测技术[J].勘察科学技术.2010（04）： 61-64.