專利名稱：地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)地埋金屬管道陰極過(guò)保護(hù)及欠保護(hù)的保護(hù)狀況的方法和裝置。
背景技術(shù)：
地埋金屬管道運(yùn)送各種介質(zhì)且工作壓力高，沿途經(jīng)過(guò)環(huán)境變化大，目前采用的方法是外防腐層覆蓋進(jìn)行管道防腐，受各種因素影響，外防腐層會(huì)出現(xiàn)老化及破損，只有確定防腐層老化、破損及滲水位置并及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，才能減小管道腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，確保地埋金屬管道安全運(yùn)行。目前地埋金屬管道運(yùn)行管理中采用的方法是觀察流量、壓力值的變化來(lái)判斷管道是否發(fā)生破損泄漏，起不到預(yù)防管道破損的作用，無(wú)法防止管內(nèi)運(yùn)輸介質(zhì)流失，尤其對(duì)于微小的泄漏不敏感。由于不能準(zhǔn)確得知管道泄漏點(diǎn)位置，后期開(kāi)挖更換管道的費(fèi)用高、工作量大。目前常用的標(biāo)準(zhǔn)管地電位(ΡΛ)測(cè)試法通常僅在預(yù)定測(cè)點(diǎn)獲得數(shù)據(jù)，不能準(zhǔn)確獲得缺陷位置；為保證管道的安全運(yùn)行和方便維修管理，采用有效的陰極保護(hù)技術(shù)可進(jìn)一步保護(hù)管道，減緩其沿途腐蝕。目前常用的皮爾遜(Pearson)測(cè)試法不能指示破損的嚴(yán)重程度及陰保效率，且易受外界電流干擾，測(cè)試時(shí)需要依靠操作者技能，并常有虛警。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以指示破損的嚴(yán)重程度及陰保效率、不受外界電流干擾、不會(huì)產(chǎn)生虛警的地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)方法和裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)方法，利用地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的整流器，通過(guò)GPS同步信號(hào)控制電流中斷器周期性地接通或關(guān)斷整流器給地埋管道提供激勵(lì)信號(hào)，數(shù)據(jù)記錄儀通過(guò)GPS同步功能實(shí)現(xiàn)與電流中斷器的開(kāi)關(guān)同步，同時(shí)對(duì)測(cè)得的同步管地電壓進(jìn)行記錄和顯示，從而得出地埋管道的陰極保護(hù)狀況。使用上述方法檢測(cè)地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的裝置
它包括激勵(lì)信號(hào)裝置和信號(hào)檢測(cè)裝置，激勵(lì)信號(hào)裝置由埋于地下與大地相連的接地陽(yáng)極、陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器和插入地下與地埋金屬管道相連的管道測(cè)試樁構(gòu)成的陰極保護(hù)設(shè)備和由GPS同步信號(hào)控制的電流中斷器構(gòu)成，接地陽(yáng)極與陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器的正極通過(guò)導(dǎo)線相連，管道測(cè)試樁通過(guò)導(dǎo)線與GPS同步信號(hào)控制電流中斷器的一端相連，GPS同步信號(hào)控制電流中斷器的另一端與陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器的負(fù)極相連；信號(hào)檢測(cè)裝置由同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀、飽和硫酸銅參比電極探杖和插入地下與地埋金屬管道相連的測(cè)試樁構(gòu)成，同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀的兩個(gè)信號(hào)輸入端分別與飽和硫酸銅參比電極探杖和測(cè)試樁相連。本發(fā)明的技術(shù)效果是該方法可以指示破損的嚴(yán)重程度及陰保效率，測(cè)量時(shí)不受外界電流干擾，不會(huì)產(chǎn)生虛警，掌握管道的陰極保護(hù)狀況可以保證管道的安全運(yùn)行并方便維修管理，減緩管道沿途腐蝕速率。本方法被稱作密間隔電位(CIPS，Close IntervalPotential Survey)法，它可獲得管道的陰極保護(hù)狀態(tài)，為提高管道陰極保護(hù)效果提供客觀資料，延長(zhǎng)管道使用壽命。檢測(cè)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低，操作使用方便的優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)方法相比，密間隔電位(CIPS，Close Interval Potential Survey)法具有以下有益效果
CIPS法測(cè)得管地電壓的開(kāi)通值(Von)及關(guān)斷值(Voff)數(shù)據(jù)可以更科學(xué)地反應(yīng)管道陰極保護(hù)狀況，為陰極保護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)提供更加客觀可靠的依據(jù)。CIPS法結(jié)合可以精確定位防腐層破損點(diǎn)的位置的直流電壓梯度(DCVG，Direct Current Voltage Gradient)法對(duì)地埋金屬管道進(jìn)行檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)地埋金屬管道運(yùn)行狀況的全面檢測(cè)，在完成對(duì)陰極保護(hù)狀況的基礎(chǔ)上，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)防腐層破損的檢測(cè)及定位，能有效地避免爆管等事故的發(fā)生。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例地埋管道檢測(cè)系統(tǒng)方框圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)單元系統(tǒng)方框圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例管地電壓曲線及檢測(cè)結(jié)果對(duì)照分析圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4所示，地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)密間隔電位檢測(cè)法的具體步驟如下
1)、激勵(lì)信號(hào)接入關(guān)閉由埋于地下與大地相連的接地陽(yáng)極1、陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器2 和插入地下與地埋金屬管道相連的管道測(cè)試樁3構(gòu)成的被測(cè)管段的陰極保護(hù)系統(tǒng)，將GPS 同步信號(hào)控制電流中斷器4連接在陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器2負(fù)極和地埋管道測(cè)試樁3之間， 使接地陽(yáng)極1、陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器2、GPS同步信號(hào)控制電流中斷器4、地埋管道測(cè)試樁3 和地埋管道之間形成激勵(lì)信號(hào)回路；
2)、信號(hào)檢測(cè)裝置接入將飽和硫酸銅參比電極探杖6和測(cè)試樁7分別連接到同步GPS 電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀5的兩個(gè)測(cè)量線纜上；
3)、信號(hào)檢測(cè)、記錄和顯示將測(cè)試樁7插入地下與地埋管道良好接觸做為測(cè)量起點(diǎn)， 檢測(cè)人員持飽和硫酸銅參比電極探杖6沿管線正上方行走，每隔1 2米將飽和硫酸銅參比電極探杖6插入土壤中，按下同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀5檢測(cè)觸發(fā)按鈕，同步GPS 電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀5的同步檢測(cè)單元依據(jù)GPS時(shí)標(biāo)區(qū)分電流中斷器開(kāi)通時(shí)刻管地電壓 (Von)及關(guān)斷時(shí)刻管地電壓(Voff)、并依據(jù)公式計(jì)算頂降，同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀 5記錄測(cè)量點(diǎn)與測(cè)量起點(diǎn)的坐標(biāo)、同時(shí)計(jì)算出記錄測(cè)量點(diǎn)與起點(diǎn)的距離、測(cè)量并記錄測(cè)量點(diǎn)與起點(diǎn)之間的開(kāi)通時(shí)刻管地電壓(Von)和關(guān)斷時(shí)刻管地電壓(Voff)，存儲(chǔ)并顯示以上信息；
4)、分析判斷檢測(cè)人員根據(jù)同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀5存儲(chǔ)和顯示的信息可以分析管地電位數(shù)據(jù)，開(kāi)通時(shí)刻管地電壓(Von)和關(guān)斷時(shí)刻管地電壓(Voff)曲線波谷位置的測(cè)試點(diǎn)即為地埋管道的陰極保護(hù)問(wèn)題點(diǎn)，從而判斷出地埋管道的陰極保護(hù)狀況，提出管道維護(hù)意見(jiàn)。檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)員按下同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀5的檢測(cè)觸發(fā)按鈕，CPU控制單元記錄管地電壓的開(kāi)通值(Von)及關(guān)斷值(Voff)，顯示和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)可由銅線長(zhǎng)度得出測(cè)量里程，記錄測(cè)點(diǎn)GPS坐標(biāo)位置。檢測(cè)人員背向信號(hào)源接入點(diǎn)方向行走進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)防腐層在某一點(diǎn)存在破損時(shí)， 破損點(diǎn)電流密度會(huì)增大，在單位距離內(nèi)，在該點(diǎn)周?chē)耐寥罆?huì)產(chǎn)生比其他地方要大的電位降，使得管地電位比陰極保護(hù)設(shè)計(jì)電壓向更負(fù)的方向漂移，當(dāng)這種漂移到達(dá)一定值時(shí)，在地表就可以檢測(cè)出。通常測(cè)量的間距為1 2m，直接測(cè)量的管地電位代表參比電極附近一定范圍內(nèi)的管地平均電位(通常是兩倍管道埋深的范圍)，同時(shí)在測(cè)試樁附近讀取的管地電位包含了土壤IR%降。使用上述方法檢測(cè)地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的裝置
它包括激勵(lì)信號(hào)裝置和信號(hào)檢測(cè)裝置，激勵(lì)信號(hào)裝置由埋于地下與大地相連的接地陽(yáng)極1、陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器2和插入地下與地埋金屬管道相連的管道測(cè)試樁3構(gòu)成的陰極保護(hù)設(shè)備和GPS同步信號(hào)控制電流中斷器4構(gòu)成，接地陽(yáng)極1與陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器2的正極通過(guò)導(dǎo)線相連，管道測(cè)試樁3通過(guò)導(dǎo)線與GPS同步信號(hào)控制電流中斷器4的一端相連， GPS同步信號(hào)控制電流中斷器4的另一端與陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器2的負(fù)極相連；信號(hào)檢測(cè)裝置由同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀5、飽和硫酸銅參比電極探杖6和插入地下與地埋金屬管道相連的測(cè)試樁7構(gòu)成，同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀5的兩個(gè)信號(hào)輸入端分別與飽和硫酸銅參比電極探杖6和測(cè)試樁7相連。同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀5由信號(hào)檢測(cè)處理單元、檢測(cè)觸發(fā)單元、CPU控制單元、GPS同步模塊、數(shù)據(jù)顯示及存儲(chǔ)單元組成，信號(hào)檢測(cè)處理單元、檢測(cè)觸發(fā)單元、GPS同步模塊、數(shù)據(jù)顯示及存儲(chǔ)單元分別與CPU控制單元相連。
權(quán)利要求
1.地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)方法，其特征在于利用地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的整流器通過(guò)GPS同步信號(hào)控制電流中斷器(4)周期性地接通或關(guān)斷整流器給地埋管道提供激勵(lì)信號(hào)，利用同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5)測(cè)量起點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)之間的接通和關(guān)斷管地電壓，同時(shí)對(duì)測(cè)得的同步管地電壓進(jìn)行記錄和顯示，從而得出地埋管道的陰極保護(hù)狀況，具體步驟如下1)、激勵(lì)信號(hào)接入關(guān)閉由埋于地下與大地相連的接地陽(yáng)極(1)、陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器(2)和插入地下與地埋金屬管道相連的管道測(cè)試樁(3)構(gòu)成的被測(cè)管段的陰極保護(hù)系統(tǒng)，將 GPS同步信號(hào)控制電流中斷器(4)連接在陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器(2)負(fù)極和地埋管道測(cè)試樁(3)之間，使接地陽(yáng)極(1)、陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器(2)、GPS同步信號(hào)控制電流中斷器(4)、地埋管道測(cè)試樁(3)和地埋管道之間形成激勵(lì)信號(hào)回路；2)、信號(hào)檢測(cè)裝置接入將飽和硫酸銅參比電極探杖(6)和測(cè)試樁(7)分別連接到同步 GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5)的兩個(gè)測(cè)量線纜上；3)、信號(hào)檢測(cè)、記錄和顯示將測(cè)試樁(7)插入地下與地埋管道良好接觸做為測(cè)量起點(diǎn)，檢測(cè)人員持飽和硫酸銅參比電極探杖(6)沿管線正上方行走，每隔1 2米將飽和硫酸銅參比電極探杖(6 )插入土壤中，按下同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5 )檢測(cè)觸發(fā)按鈕，同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5)的同步檢測(cè)單元依據(jù)GPS時(shí)標(biāo)區(qū)分電流中斷器開(kāi)通時(shí)刻管地電壓Von及關(guān)斷時(shí)刻管地電壓Voff、并依據(jù)公式計(jì)算頂降，同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5)記錄測(cè)量點(diǎn)與測(cè)量起點(diǎn)的坐標(biāo)、同時(shí)計(jì)算出記錄測(cè)量點(diǎn)與起點(diǎn)的距離、測(cè)量并記錄測(cè)量點(diǎn)與起點(diǎn)之間的開(kāi)通時(shí)刻管地電壓Von和關(guān)斷時(shí)刻管地電壓Voff，存儲(chǔ)并顯示以上信息；4)、分析判斷檢測(cè)人員根據(jù)同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5)存儲(chǔ)和顯示的信息可以分析管地電位數(shù)據(jù)，開(kāi)通時(shí)刻管地電壓Von和關(guān)斷時(shí)刻管地電壓Voff曲線波谷位置的測(cè)試點(diǎn)即為地埋管道的陰極保護(hù)問(wèn)題點(diǎn)，從而判斷出地埋管道的陰極保護(hù)狀況，提出管道維護(hù)JAL ο
2.使用權(quán)利要求1所述的地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)方法檢測(cè)地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的裝置，其特征在于它包括激勵(lì)信號(hào)裝置和信號(hào)檢測(cè)裝置，激勵(lì)信號(hào)裝置由埋于地下與大地相連的接地陽(yáng)極(1)、陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器(2)和插入地下與地埋金屬管道相連的管道測(cè)試樁(3)構(gòu)成的陰極保護(hù)設(shè)備和GPS同步信號(hào)控制電流中斷器(4)構(gòu)成，接地陽(yáng)極(1)與陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器(2)的正極通過(guò)導(dǎo)線相連，管道測(cè)試樁(3)通過(guò)導(dǎo)線與GPS 同步信號(hào)控制電流中斷器(4)的一端相連，GPS同步信號(hào)控制電流中斷器(4)的另一端與陰極保護(hù)系統(tǒng)整流器(2)的負(fù)極相連；信號(hào)檢測(cè)裝置由同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5)、 飽和硫酸銅參比電極探杖(6)和插入地下與地埋金屬管道相連的測(cè)試樁(7)構(gòu)成，同步GPS 電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5)的兩個(gè)信號(hào)輸入端分別與飽和硫酸銅參比電極探杖(6)和測(cè)試樁 (7)相連。
3.如權(quán)利要求2所述的檢測(cè)地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的裝置，其特征在于所述同步 GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5)由信號(hào)檢測(cè)處理單元、檢測(cè)觸發(fā)單元、CPU控制單元、GPS同步模塊、數(shù)據(jù)顯示及存儲(chǔ)單元組成，信號(hào)檢測(cè)處理單元、檢測(cè)觸發(fā)單元、GPS同步模塊、數(shù)據(jù)顯示及存儲(chǔ)單元分別與CPU控制單元相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)方法和裝置。利用地埋金屬管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的整流器通過(guò)GPS同步信號(hào)控制電流中斷器(4)周期性地接通或關(guān)斷整流器給地埋管道提供激勵(lì)信號(hào)，利用同步GPS電壓測(cè)量數(shù)據(jù)記錄儀(5)測(cè)量起點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)之間的接通和關(guān)斷管地電壓，同時(shí)對(duì)測(cè)得的同步管地電壓進(jìn)行記錄和顯示，從而得出地埋管道的陰極保護(hù)狀況。該方法可以指示破損的嚴(yán)重程度及陰保效率，測(cè)量時(shí)不受外界電流干擾，不會(huì)產(chǎn)生虛警，掌握平時(shí)管道的運(yùn)行狀況可以保證管道的安全運(yùn)行并方便維修管理，保護(hù)管道免受沿途腐蝕。它可獲得管道的陰極保護(hù)狀態(tài)，為提高管道陰極保護(hù)效果提供客觀資料，延長(zhǎng)管道使用壽命。
文檔編號(hào)C23F13/22GK102337542SQ20111020097
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者叢永杰 申請(qǐng)人:華電能源股份有限公司