CN109488889B - 在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法，本方法采用多频电流发生器在管道本体与管内液态介质间施加低电压信号，在一定范围内管道表面产生一定方向的电流场，如果某处存在局部破损点，则该处的电流场方向指向该局部破损点；采用手持式三向霍尔传感器紧贴被检管道表面，测量管道表面的微电流方向，当测得的电流方向与正负电极之间的电流场方向一致时，表明管道内衬层状态完好，当测得的电流方向有明显的指向性时，则所指向部位的管道内衬层处存在破损点。本方法克服传统管道检测的缺陷，及时把握整个管道的运行状态，确保管道内介质的有效传输，杜绝介质泄漏导致的安全隐患。

Description

在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法
技术领域
本发明涉及一种在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法。
背景技术
随着我国工业化程度的不断提高，用于各类介质输送的管道数量剧增，这些管道主要集中在石油、化工、电力、公用、冶金等行业。多年来，管道内腐蚀一直影响着各类管道的安全运行，有数据显示，各类管道失效事故中40%以上是由内腐蚀造成的。
为防止管道内腐蚀，近年来管道安装工程中采用了钢衬塑复合管、钢衬胶复合管、内涂具有一定厚度的防腐层等方法。衬塑、衬胶管道是一种外部以钢结构为管道骨架，内衬耐磨、防腐的热塑性塑料或橡胶作为衬里层，通过塑料、橡胶自身物理和化学性能从而降低管路输送介质对外部结构的作用如冲击力、腐蚀等的复合结构管道，是输送酸、碱、盐等腐蚀性介质的理想管道。虽然这种结构的管道具有较好的耐腐蚀性，但是，由于管道制造过程中的工艺瑕疵及管道使用过程中工艺参数的波动，易导致衬里层的局部损坏。
影响此类管道使用寿命的主要因素在于内衬层的工作状态，如内衬层完好，外层钢管的使用寿命可几乎不受服役环境的影响。但内衬层的工作状态由于结构原因，无法直观观测或用简单的仪器实施检测，导致整个管道的运行状态较难把控。
目前检测方法是直接对钢管壁厚进行超声波检测，即是考虑到内衬层局部损坏后，将导致管道内壁腐蚀，从而通过超声波测厚的方式来进行检测。但这种测厚属于抽查性质，覆盖范围小，很难检测到钢管内腐蚀减薄部位。因此在役管道内衬层如果存在局部损坏，此处极易造成穿孔泄漏，导致介质传输失效，并存在一定的安全隐患。
如何对在役管道内衬层状况进行在线检测，及时修复或定点跟踪检测管壁腐蚀是把握管道运行状态的基础。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法，本方法克服传统管道检测的缺陷，及时把握整个管道的运行状态，确保管道内介质的有效传输，杜绝介质泄漏导致的安全隐患。
为解决上述技术问题，本发明在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法包括如下步骤：
步骤一、将多频电流发生器的正负电极置于管道本体和管内液态介质，并在管道本体与管内液态介质间施加一定频率的低电压信号，在一定范围内管道表面在正负电极之间产生电流场，如果管道内壁某处存在局部破损点，则该处的电流场方向将发生改变，并指向该局部破损点；
步骤二、采用手持式三向霍尔传感器紧贴被检管道表面，测量管道表面的微电流方向，当测得的电流方向与正负电极之间的电流场方向一致时，表明管道内衬层状态完好，当测得的电流方向有明显的指向性时，则所指向部位的管道内衬层处存在破损点。
进一步，所述多频电流发生器的正电极由信号线在液态介质入口处引入液态介质中；所述多频电流发生器的负电极由信号线与管道外壁或法兰连接，正负电极采用多股铜丝缠绕以增加接触面积，降低接触电阻。
进一步，所述多频电流发生器施加的低电压信号频率为98 Hz、输入电流为100mA、电压为36V。
进一步，所述多频电流发生器的正负电极设置间距按管道管径和管内液态介质电阻率确定。
由于本发明在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法采用了上述技术方案，即本方法采用多频电流发生器在管道本体与管内液态介质间施加低电压信号，在一定范围内管道表面产生一定方向的电流场，如果某处存在局部破损点，则该处的电流场方向指向该局部破损点；采用手持式三向霍尔传感器紧贴被检管道表面，测量管道表面的微电流方向，当测得的电流方向与正负电极之间的电流场方向一致时，表明管道内衬层状态完好，当测得的电流方向有明显的指向性时，则所指向部位的管道内衬层处存在破损点。本方法克服传统管道检测的缺陷，及时把握整个管道的运行状态，确保管道内介质的有效传输，杜绝介质泄漏导致的安全隐患。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法示意图；
图2为本方法中破损点附近管道表面电场分布示意图。
具体实施方式
实施例如图1和图2所示，本发明在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法包括如下步骤：
步骤一、将多频电流发生器1的正负电极11、12置于管道2本体和管内液态介质3，并在管道2本体与管内液态介质3间施加一定频率的低电压信号，在一定范围内管道2表面在正负电极11、12之间产生电流场13，如果管道2内壁某处存在局部破损点21，则该处的电流场方向将发生改变，并指向该局部破损点21；
步骤二、采用手持式三向霍尔传感器4紧贴被检管道2表面，测量管道2表面的微电流方向，当测得的电流方向与正负电极11、12之间的电流场方向一致时，表明管道2内衬层状态完好，当测得的电流方向有明显的指向性时，则所指向部位的管道2内衬层处存在破损点。
优选的，所述多频电流发生器1的正电极11由信号线在液态介质3入口处引入液态介质3中；所述多频电流发生器1的负电极12由信号线与管道2外壁或法兰连接，正负电极11、12采用多股铜丝缠绕以增加接触面积，降低接触电阻。
优选的，所述多频电流发生器1施加的低电压信号频率为98 Hz、输入电流为100mA、电压为36V。
优选的，所述多频电流发生器1的正负电极11、12设置间距按管道2管径和管内液态介质3电阻率确定。
正负电极设置间距即一次加载检测的距离，在多频电流发生器施加的低电压信号频率为98 Hz、输入电流为100mA、电压为36V时，传输介质以海水为例：
36V的加载电压，最高运行检测电阻值则为360Ω；
假设破损点为1cm2，其与海水的接触电阻约为20Ω,海水电阻率约3～4Ω·cm。
如按照300mm直径管道计算，该直径的海水液柱每米电阻约为5Ω，则实际检测距离为：
（360-20）/5=68米。
如按照500mm直径管道计算，该直径的海水液柱每米电阻约为1.8Ω，则实际检测距离为：
（360-20）/1.8=189米。
即大直径的管道相比小直径的管道一次加载检测距离长。
根据确定的检测范围，如果所计算的一次加载检测距离未覆盖所需管道的检测范围，则可以采用分段加载方式检测。如果需要采用分段加载方式检测，则可在管道法兰、阀门等处预设电极，检测时，预设电极再与多频电流发生器连接。
本方法中多频电流发生器和手持式三向霍尔传感器可采用美国VIVAX公司的产品，检测时手持式三向霍尔传感器紧贴被检管道表面并沿圆周方向螺旋移动。本方法解决了在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测问题，以利于及时修复或定点跟踪检测管壁腐蚀状况，保证管道安全运行。本方法应用范围较广，适用于输送腐蚀性液态介质的在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测。

Claims (4)

1.一种在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、将多频电流发生器的正负电极置于管道本体和管内液态介质，并在管道本体与管内液态介质间施加一定频率的低电压信号，在一定范围内管道表面在正负电极之间产生电流场，如果管道内衬层某处存在局部破损点，则该处的电流场方向将发生改变，并指向该局部破损点；
步骤二、采用手持式三向霍尔传感器紧贴被检管道表面，测量管道表面的微电流方向，当测得的电流方向与正负电极之间的电流场方向一致时，表明管道内衬层状态完好，当测得的电流方向有明显的指向性时，则所指向部位的管道内衬层处存在破损点。
2.根据权利要求1所述的在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法，其特征在于：所述多频电流发生器的正电极由信号线在液态介质入口处引入液态介质中；所述多频电流发生器的负电极由信号线与管道外壁或法兰连接，正负电极采用多股铜丝缠绕以增加接触面积，降低接触电阻。
3.根据权利要求1或2所述的在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法，其特征在于：所述多频电流发生器施加的低电压信号频率为98 Hz、输入电流为100mA、电压为36V。
4.根据权利要求3所述的在役金属管道绝缘内衬层状况的在线检测方法，其特征在于：所述多频电流发生器的正负电极设置间距按管道管径和管内液态介质电阻率确定。
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