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摘要： PCM 是一种通过遥测地下管道中电流，既可进行管道定位又可用于管道防腐层状况检测的设备。阐述了PCM 系统组成、工作原理及用途。并通过庆铁线输油管道防腐层状况的普查情况，对 PCM在地下管线探测中的应用及检测过程的应用条件进行了分析。
關键词：PCM 管道定位，长距离，管道防腐层状况
Abstract: PCM is a through the telemetry underground pipeline in current, already but for pipeline and can be used for positioning pipe anticorrosion layer condition of equipment testing. Expounds the PCM systematic composition, working principle and use. And through a wire coating of oil pipeline in census, PCM in underground pipeline detection of the application and the inspection process application conditions are analyzed.
Keywords: PCM pipeline positioning, long distance, pipeline corrosion protection layer condition
中图分类号： [TU279.7+6]文献标识码：A文章编号：
PCM既可应用于管道定位又可用于管道防腐层状况检测的埋地管道防腐层状况检测系统，通过遥测地下管道中电流，并按它的变化规律分析防腐层的状况，不需开挖就能进行管道精确定位和防腐层破损的评估，该检测系统广泛应用于石油、化工、城 市燃气及其它管道输送行业 。
1. PCM 系统的组成、工作原理及用途
1.1 PCM 系统的组成
（1）埋地管道防腐层状况探测仪 ，包括发射机、接收机、强磁力仪 (磁靴)、A字架；
（2）管道检测数据处理软件与PC机或便携式计算机。
1.2 PCM 的工作原理
PCM 的工作原理是向管道发射近似直流 4Hz电流和 128Hz／640Hz定位电流 ，通过在管道上方的地面检测由管道电流产生的电磁场，进行管道路由定位；配有强磁力仪的便携式接收机能准确地探测到经管道传送的近似直流4HZ电流的信号，通过跟踪和采集该信号，测绘出管道各处的电流强度，电流信号在管道外防腐层完好时，传播过程中呈指数规律缓慢衰减，当防腐层不好或存在缺陷时，电流就会加速衰减，分析电流变化，实现对管道外防腐层的评估。
1．3 PCM 的用途
（1）管道路由定位、埋深测量；
（2）管道防腐层缺陷定位、搭接定位、管道防腐层状况评价 ；
（3）管道阴极保护的评价；
（4）新铺设或大修后埋地钢管的竣工检测或工程监理的验收检测。
2 PCM 在长距离地下管道探测中的应用分析
2．1 管道的路由定位
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。PCM 系统的大功率发射机能使信号的检测距离长达3Okm；另外，电流方向功能能分辨目标管线。因此，与其它管线探测仪相比，PCM 在管线定位探测测中优势：
（1）除一般管网探测外，特别适合长输管线的测量；
（2）定位精确 ，抗干扰能力强。能够从多条平行、交叉、不同埋深的管线中找出待测管线，适用于管线密集复杂区域 ；
（3）PCM 还可用于PE管的金属示踪线的探测，能较好地探测到金属示踪线。
2．2 管道的防腐层检测
埋地金属管道的防腐层检测是PCM 的重要功能。以庆铁线输油管道防腐层情况的普查为例 ：
庆铁老线北起吉林省新庙输油站至辽宁省铁岭输油站，途经牧羊输油站、农安输油站、垂杨输油站、梨树输油站、昌图输油站；庆铁新线北起黑龙江省林源输油站至辽宁省铁岭输油站，途径太阳升输油站、新庙输油站、牧羊输油站、农安输油站、垂杨输油站、梨树输油站、昌图输油站。双线全长916公里。
2．2．1 防腐层检测的过程
（1）收集分析管线资料，选择信号供入点，用发射机施加检测电流信号 ；
（2）等间距选择检测点，用带有强磁力仪(磁靴)的接收机在管道上方逐点采集4HZ管道电流信号 ；
（3）确定异常电流降，分析、确认管道分支或搭接，用A字架查找出防腐层破损点 ；
（4）检测数据上载计算机软件，绘制出电流曲线图，分析管道防腐层破损点、破损段，作出管道防腐层评估 ；
（5） 数据记录、检测结果存档，建立档案。
2．2．2 检测结果分析
PCM采用电流降为核心技术，通过对管道电流的测绘，分析研究电流降及其生成的电流曲线，从而确定防腐层破损点和破损段。对于同一条管道，在管径、材质、土壤环境不变的情况下，电流衰减率越小，防腐层绝缘性越好，反之防腐层质量越差。如果电流有明显异常衰减(电流陡降)，则可能存在防腐层破损缺陷或有分支、搭接 。
例 ：新庙输油站至牧羊输油站管道防腐层检测，从新庙输油站阴极保护间的恒位仪给庆铁新线管道1A的ELF电流 ，进行PCM检测到的电流绘制成电流 曲线图(图1)。发现电流在点5与点6之间陡170多mA，而在其余管段平缓下降。用 A字架查找，箭头指示在距离点5约455米处，判断此处为防腐层缺陷点。后经开挖证实该处有个5cm的防腐层破损点。经修复后第二次对该管段重新进行检测 ，电流异常消失图2，绘制出的电流曲线为平缓下降（近直线 )的曲线。
。
2．2．3 检测过程应注意的问题及干扰的回避
(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；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)选择检测信号频率，进行防腐层检测，检测电流频率一般采用ELF带方向(128Hz+4Hz+8Hz)或LF带方向 (640Hz+4Hz+8Hz)的信号供入档(对于要应用A字架进行破损点定位的，发射机的信号频率只能放在两个带电流方向的档上)。使用中当128Hz的定位频率上干扰较强可能影响电流测量时，改用640Hz的定位频率，以避开外界的干扰频率。当检测的管道很长，同时管道路由上的埋设条件不很复杂时，检测信号频率可采用EIF档 (4Hz+128Hz)。
(3)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。接收机在进行电流测量时，如果用峰／谷法定位的位置是重合的，证实管线定点位置准确，检测的电流数据没有干扰；如果两个位置不重合，则可能有伴行管线或有其它干扰存在；当峰／谷法定位差大于 15cm以上时，说明管线的干扰较大，管线定位不准确，因而所测的电流值往往不准，这时应另选信号采集点避开干扰；当干扰严重，在一段距离内都无法准确测量 电流值时，应改变施加信号的方法，重新进行测量。
3 结束语
PCM在长距离输油管道的应用推广，在管线的维护检测工作中发挥了重要作用，取得了可观的社会、经济效益。对输油管道进行常规性、定期跟踪检测，及时发现防腐层破损点并对缺陷点进行修复或跟踪，对保证管道的长期安全地运行至关重要。
参考文献
[1]中国建设部．城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程．北京：中国建筑工业出版社，2003
[2]中国建设部．城市地下管线探测技术规范．北京：中国建筑工业出版社，2003
[3]SY/T0055-2003《长距离输油输气管道测量规范》
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
關键词：PCM 管道定位，长距离，管道防腐层状况
Abstract: PCM is a through the telemetry underground pipeline in current, already but for pipeline and can be used for positioning pipe anticorrosion layer condition of equipment testing. Expounds the PCM systematic composition, working principle and use. And through a wire coating of oil pipeline in census, PCM in underground pipeline detection of the application and the inspection process application conditions are analyzed.
Keywords: PCM pipeline positioning, long distance, pipeline corrosion protection layer condition
中图分类号： [TU279.7+6]文献标识码：A文章编号：
PCM既可应用于管道定位又可用于管道防腐层状况检测的埋地管道防腐层状况检测系统，通过遥测地下管道中电流，并按它的变化规律分析防腐层的状况，不需开挖就能进行管道精确定位和防腐层破损的评估，该检测系统广泛应用于石油、化工、城 市燃气及其它管道输送行业 。
1. PCM 系统的组成、工作原理及用途
1.1 PCM 系统的组成
（1）埋地管道防腐层状况探测仪 ，包括发射机、接收机、强磁力仪 (磁靴)、A字架；
（2）管道检测数据处理软件与PC机或便携式计算机。
1.2 PCM 的工作原理
PCM 的工作原理是向管道发射近似直流 4Hz电流和 128Hz／640Hz定位电流 ，通过在管道上方的地面检测由管道电流产生的电磁场，进行管道路由定位；配有强磁力仪的便携式接收机能准确地探测到经管道传送的近似直流4HZ电流的信号，通过跟踪和采集该信号，测绘出管道各处的电流强度，电流信号在管道外防腐层完好时，传播过程中呈指数规律缓慢衰减，当防腐层不好或存在缺陷时，电流就会加速衰减，分析电流变化，实现对管道外防腐层的评估。
1．3 PCM 的用途
（1）管道路由定位、埋深测量；
（2）管道防腐层缺陷定位、搭接定位、管道防腐层状况评价 ；
（3）管道阴极保护的评价；
（4）新铺设或大修后埋地钢管的竣工检测或工程监理的验收检测。
2 PCM 在长距离地下管道探测中的应用分析
2．1 管道的路由定位
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。PCM 系统的大功率发射机能使信号的检测距离长达3Okm；另外，电流方向功能能分辨目标管线。因此，与其它管线探测仪相比，PCM 在管线定位探测测中优势：
（1）除一般管网探测外，特别适合长输管线的测量；
（2）定位精确 ，抗干扰能力强。能够从多条平行、交叉、不同埋深的管线中找出待测管线，适用于管线密集复杂区域 ；
（3）PCM 还可用于PE管的金属示踪线的探测，能较好地探测到金属示踪线。
2．2 管道的防腐层检测
埋地金属管道的防腐层检测是PCM 的重要功能。以庆铁线输油管道防腐层情况的普查为例 ：
庆铁老线北起吉林省新庙输油站至辽宁省铁岭输油站，途经牧羊输油站、农安输油站、垂杨输油站、梨树输油站、昌图输油站；庆铁新线北起黑龙江省林源输油站至辽宁省铁岭输油站，途径太阳升输油站、新庙输油站、牧羊输油站、农安输油站、垂杨输油站、梨树输油站、昌图输油站。双线全长916公里。
2．2．1 防腐层检测的过程
（1）收集分析管线资料，选择信号供入点，用发射机施加检测电流信号 ；
（2）等间距选择检测点，用带有强磁力仪(磁靴)的接收机在管道上方逐点采集4HZ管道电流信号 ；
（3）确定异常电流降，分析、确认管道分支或搭接，用A字架查找出防腐层破损点 ；
（4）检测数据上载计算机软件，绘制出电流曲线图，分析管道防腐层破损点、破损段，作出管道防腐层评估 ；
（5） 数据记录、检测结果存档，建立档案。
2．2．2 检测结果分析
PCM采用电流降为核心技术，通过对管道电流的测绘，分析研究电流降及其生成的电流曲线，从而确定防腐层破损点和破损段。对于同一条管道，在管径、材质、土壤环境不变的情况下，电流衰减率越小，防腐层绝缘性越好，反之防腐层质量越差。如果电流有明显异常衰减(电流陡降)，则可能存在防腐层破损缺陷或有分支、搭接 。
例 ：新庙输油站至牧羊输油站管道防腐层检测，从新庙输油站阴极保护间的恒位仪给庆铁新线管道1A的ELF电流 ，进行PCM检测到的电流绘制成电流 曲线图(图1)。发现电流在点5与点6之间陡170多mA，而在其余管段平缓下降。用 A字架查找，箭头指示在距离点5约455米处，判断此处为防腐层缺陷点。后经开挖证实该处有个5cm的防腐层破损点。经修复后第二次对该管段重新进行检测 ，电流异常消失图2，绘制出的电流曲线为平缓下降（近直线 )的曲线。
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2．2．3 检测过程应注意的问题及干扰的回避
(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；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)选择检测信号频率，进行防腐层检测，检测电流频率一般采用ELF带方向(128Hz+4Hz+8Hz)或LF带方向 (640Hz+4Hz+8Hz)的信号供入档(对于要应用A字架进行破损点定位的，发射机的信号频率只能放在两个带电流方向的档上)。使用中当128Hz的定位频率上干扰较强可能影响电流测量时，改用640Hz的定位频率，以避开外界的干扰频率。当检测的管道很长，同时管道路由上的埋设条件不很复杂时，检测信号频率可采用EIF档 (4Hz+128Hz)。
(3)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。接收机在进行电流测量时，如果用峰／谷法定位的位置是重合的，证实管线定点位置准确，检测的电流数据没有干扰；如果两个位置不重合，则可能有伴行管线或有其它干扰存在；当峰／谷法定位差大于 15cm以上时，说明管线的干扰较大，管线定位不准确，因而所测的电流值往往不准，这时应另选信号采集点避开干扰；当干扰严重，在一段距离内都无法准确测量 电流值时，应改变施加信号的方法，重新进行测量。
3 结束语
PCM在长距离输油管道的应用推广，在管线的维护检测工作中发挥了重要作用，取得了可观的社会、经济效益。对输油管道进行常规性、定期跟踪检测，及时发现防腐层破损点并对缺陷点进行修复或跟踪，对保证管道的长期安全地运行至关重要。
参考文献
[1]中国建设部．城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程．北京：中国建筑工业出版社，2003
[2]中国建设部．城市地下管线探测技术规范．北京：中国建筑工业出版社，2003
[3]SY/T0055-2003《长距离输油输气管道测量规范》
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。