操作員技術(shù)資料檢測儀器的使用-高榮釗

檢測儀器的使用注意事項

工程部高榮釗目錄一、硫酸銅參比電極二、PCM檢測系統(tǒng)三、電位檢測四、干擾檢測（葛彩剛專題）五、開挖檢測六、現(xiàn)場照片拍攝一、銅/硫酸銅參比電極的使用和維護要點保持潔凈在不用時蓋上保護帽清潔多孔塞免受污染，尤其是氯離子現(xiàn)場須有備件（互相校驗用）保持校準(zhǔn)狀態(tài)（SCE）使用時記錄溫度（特別冬夏季節(jié)）避免陽光直接照射(反光膠布遮蔽)硫酸銅晶體必須保持富余，確保溶液飽和磨光時不要采用金屬砂紙、鋼銼等

1.1、影響測量值準(zhǔn)確性的因素-濃度、氯離子溶液濃度：隨著硫酸銅濃度的降低，參比電極電位朝負(fù)方向變化，這時所測得的結(jié)構(gòu)物的電位變得更正。隨著氯離子濃度的增加，溶液變得渾濁，參比電極電位朝負(fù)方向變化，所測得的結(jié)構(gòu)物的電位變得更正。1.2、影響測量值準(zhǔn)確性的因素-溫度重要影響因素溫度系數(shù)：0.9mV/C(0.5mV/F)

Ecse,t=Ecse,25C-0.9mV/C(T-25C)計算：5C°時所測得的等效于25C°時-850mV的電位？答案：-832mV1.3、銅/硫酸銅參比電極的使用和維護要點強光照：銅鹽的高光敏性置于強陽光照射下的參比電極比置于暗處的參比電極可降低10-50mV。室內(nèi)熒光的影響較小，2mV具有可逆性陽光的照射可提高溶液溫度，加劇電位測量的偏移二、PCM檢測系統(tǒng)的適用領(lǐng)域新鋪設(shè)管道防腐層施工質(zhì)量驗收主管及分支管的查找管道陰極防護保護效果評估

管道路由定位、深度測量管道外防腐層狀況評估管道外防腐層破損點定位重要管道定期跟蹤檢測陰保電流的分配檢測2.1、PCM檢測系統(tǒng)的適用條件基本原理：

電磁感應(yīng)管線探測的基本前提是將管線電流視為“線電流”，應(yīng)滿足的基本條件包括：①目標(biāo)管線的直徑遠小于其中心埋深；②觀測點兩側(cè)直管段的長度遠大于中心埋深；③忽略圍土地電條件的影響。2.2、PCM檢測系統(tǒng)主要配件2.2、PCM檢測系統(tǒng)電源選擇220/110V交流電源20-50V直流電源(在接地不良的環(huán)境下需要較高輸出功率時低功率電瓶可能無法工作)

在處理連接導(dǎo)線之前，發(fā)射機必須關(guān)機（斷電）。

2.3、測繪電流回路的建設(shè)信號接入點利用現(xiàn)有陰保間施加信號電流干線測試樁絕緣法蘭閥室管件接地點陽極地床其它接地體（要注意其連續(xù)性及走向）打接地樁河流、沼澤、濕地等（要判定其走向）2.3、測繪電流回路的建設(shè)2.3、測繪電流回路的建設(shè)現(xiàn)場陰極保護測試樁接入：發(fā)射機輸出白線連接管道測試線。發(fā)射機輸出綠線連接接地棒，接地棒盡量垂直遠離管道，視回路電阻情況適當(dāng)增加接地棒數(shù)量并采取降阻措施（如給接地極澆灌鹽水）。2.3、測繪電流回路的建設(shè)恒電位儀控制臺接入：解開控制臺陰、陽極連接端子。發(fā)射機輸出白線接現(xiàn)場陰極電纜（管道端）。發(fā)射機輸出綠線接現(xiàn)場陽極電纜（輔助陽極地床）。2.3、測繪電流回路的建設(shè)如果待測管道有多個供入點可供選擇時,要盡量擇管道分布最稀疏且防護層狀況較好的位置作為供入點檢測前最好停運相關(guān)陰極保護設(shè)備并解除管道犧牲陽極組，接入發(fā)射機，給管道施加相關(guān)測試電流信號（當(dāng)利用來自陰極保護電流的100赫茲諧波信號進行管道定位及測深時可不必停運相關(guān)陰極保護設(shè)備）2.4、管線定位

零值響應(yīng)A定位前應(yīng)選擇正確的市電干擾制式50/60HZ2.4、管線定位

峰值響應(yīng)488659B2.4、管線定位

峰值響應(yīng)零值響應(yīng)BA峰值響應(yīng)零值響應(yīng)AB管線位置2.5、管線埋深測定準(zhǔn)：準(zhǔn)確定位管道穩(wěn)：保持機體的穩(wěn)定校：70%測深法2.5、管線埋深測定2.5、管線埋深測定70%法精確測量80.056.0100%70%ddd2.6、PCM檢測系統(tǒng)電流測繪電流衰減規(guī)律：電流在管道傳送的過程中,逐漸衰減變化與管道防腐層的絕緣電阻率有關(guān),反映電流衰減變化的關(guān)系式為：

I=I0×e–αxα與管道防腐層的絕緣電阻率,管道的直徑、厚度、材質(zhì)等有關(guān)。管道中電流強度值的對數(shù)與管道的距離成線性關(guān)系,單位距離的電流變化率與距離之間的關(guān)系是一條水平直線。

Y=ln(I1-I2)/X2.6、PCM檢測系統(tǒng)電流測繪繪制隨距離而衰減的電流變化曲線電流衰減曲線平緩段表示防腐層良好

2.7、PCM檢測系統(tǒng)電流測繪誤差分析目標(biāo)管線磁場畸變產(chǎn)生的誤差

在目標(biāo)管線分支點、變向點、變深點、端點等處，測量的磁場為不同方向管線磁場的疊加場，不是純正的“線電流”磁場，所以測深hb和電流值Ix（ω）、Ix’必然具有誤差乃至錯誤。管線磁場畸變產(chǎn)生的誤差是可避免的誤差，測深點及電流測量點應(yīng)在遠離這些管線特征點，在距離大于5倍管線埋深以外的直管段進行深度和電流測量。2.7、PCM檢測系統(tǒng)電流測繪誤差分析鄰近地下管線磁場干擾產(chǎn)生的誤差

當(dāng)距離目標(biāo)管線2倍埋深范圍內(nèi)存在其它平行的鄰近金屬管線時，測量的磁場為目標(biāo)管線磁場與鄰近管線干擾磁場的疊加場，Hb、Ht存在一定誤差而非真實的目標(biāo)管線磁場量值，所以直讀測深hb必定存在誤差。在此種情況下，低頻電流值Ix（ω）的測量誤差略大于直讀測深誤差，由于能夠最大限度避開鄰近管線的電磁干擾，4Hz管線甚低頻電流值Ix’的測量精度基本上完全取決于直讀測深精度。因此應(yīng)盡量選擇在遠離鄰近管線、密集管線處進行深度和電流測量。2.7、PCM檢測系統(tǒng)電流測繪誤差分析根據(jù)實際探測的經(jīng)驗，一般只有當(dāng)兩根管線的水平距離是其埋深的1～1.2倍以上時才能區(qū)分2.7、PCM檢測系統(tǒng)電流測繪誤差分析觀測誤差

兩個因素可產(chǎn)生觀測誤差，一、由于接收線圈與管線磁場方向存在差異產(chǎn)生的觀測誤差；二、由于管線定位不準(zhǔn)確，接收線圈不在管線正上方產(chǎn)生的觀測誤差。此時觀測的磁場值不是管線磁場的極大值，不滿足應(yīng)用條件。解決方法：一、標(biāo)準(zhǔn)化觀測程序，嚴(yán)格按照先定向、定位后測量埋深、電流的次序采集數(shù)據(jù)；二、多次（2-3次）觀測求取平均值，避免偶然誤差。2.7、PCM檢測系統(tǒng)電流測繪誤差分析外界電磁干擾產(chǎn)生的誤差

外界電磁干擾對深度和電流測量的影響類似于鄰近地下管線磁場干擾。測量點附近存在高壓線路、金屬物體等外界電磁干擾時，非真實的目標(biāo)管線磁場量值，直讀測深hb和電流測量也必然存在誤差。此時，低頻電流值Ix（ω）的測量誤差將不大于直讀測深誤差，而4Hz甚低頻信號的管線磁場Hb’受外界電磁干擾的影響較大，累加上直讀測深誤差，4Hz管線甚低頻電流值Ix’往往具有更大的測量誤差。這也是為什么普遍傾向于使用128Hz和640Hz低頻檢測信號的原因。所以測量點應(yīng)盡量避開外界電磁干擾源。2.7、PCM檢測系統(tǒng)電流測繪誤差分析土壤泄漏電流產(chǎn)生的電流畸變現(xiàn)象

在檢測工作中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)兩種電流曲線畸變現(xiàn)象：在發(fā)射機的陽極點（管道連接點）或地極附近測量會產(chǎn)生誤差，電流數(shù)據(jù)隨著檢測距離的增加往往在一定距離內(nèi)先出現(xiàn)上升趨勢到達頂點后再呈均勻衰減態(tài)勢，而不是想象中的遞減關(guān)系；另外，在管線搭接點、管線絕緣故障點等特殊測點處，電流數(shù)據(jù)呈階梯狀的“V”字型分布，電流曲線經(jīng)常出現(xiàn)起伏形態(tài)。

這是由于在管線連接點、接地點、陽極地床接入點、管線搭接點以及管線絕緣故障點，管線電流的土壤泄漏（回流）電流的強度較大，與管線電流正向或者負(fù)向疊加形成疊加磁場。2.8、防腐層缺陷點的查找與定位防腐層破損點地面電位梯度示意圖2.8、防腐層缺陷點的查找與定位用A字架查找管道外防腐層破損點確切位置示意：2.8、防腐層缺陷點的查找與定位防腐層破損點地面電位梯度示意圖2.8、防腐層缺陷點的查找與定位沿PCM接收機指示方向?qū)ふ移茡p點。當(dāng)A字架前端電極逐漸靠近破損點，接收機dB值越大；當(dāng)A字架正好處于破損點正上方時，dB值最?。粚字架旋轉(zhuǎn)90度，按照上述步驟進行復(fù)測，兩次檢測的電極連線焦點位置就是破損點的正上方。箭頭指向防腐層破損點，并在破損點處反轉(zhuǎn)。無反轉(zhuǎn)，表明無破損點2.8、防腐層缺陷點的查找與定位dB是指信號強度，大小取決于土壤導(dǎo)電率以及管道防腐層破損程度。一般當(dāng)防腐層無缺陷時，背景信號強度在30dB以下，有時只有十幾dB，如dB值偏高，又無固定指向，則測量點附近應(yīng)存在地電干擾。在水泥路面無法插入時，可綁濕水海綿降阻。利用噴漆、木樁等工具對破損點進行定位及利用GPS定位并記錄坐標(biāo)。2.8、防腐層缺陷點的查找與定位要注意大的缺陷點對附近小型缺陷點的掩蓋，和接地極附近地極電場對附近缺陷點的掩蓋2.8、防腐層缺陷點的查找與定位防護層破損點一般分布在河流或小溪處,巖石中的管道要比松軟泥土中的管道防護層先破損;管線在公路下面穿越,當(dāng)管道敷設(shè)竣工后,在其鄰近位置又進行了開挖的地方;管道的連接位置,被后期施工占壓的管道;管線位于大片樹林中(樹根的生長有可能會破壞涂層),管線的小半徑彎頭等部位"因此建議在這些地區(qū),檢測間距應(yīng)該相應(yīng)減小"三、電位檢測IR降的產(chǎn)生：E測=E極+（I雜+I保）*（R土+R涂）三、電位檢測IR降的消除方法：近參比法——盡量降低土壤層厚度瞬間斷電法——在電源斷開且管道為去極化之前測量（CIPS）測試片法——采用同等合金連接于管道同時極化，測試時斷開連接測試試片電位探頭法——試片法和近參比法的有機結(jié)合3.1、CIPS檢測GPS斷路器的安裝通斷周期的選擇（800/200；1600/400）時間設(shè)置（儀器默認(rèn)的是國際時間，晚于北京時間8h，周期不可跨天）CI100性斷路器運行要立起所檢管段內(nèi)斷路器要同步且全覆蓋安裝時要注意極性衛(wèi)星信號的穩(wěn)定沖擊電流的大小盡量消除其他陰保干擾3.1、CIPS檢測CIPS主機的設(shè)置儀器充電：每次測量前夜充電。理論上的電池電壓是7.2伏，剛充好電時顯示電壓可高達8.2伏。當(dāng)電壓下降到6.5伏時則電能被用盡。衛(wèi)星信號通信的通暢通斷周期設(shè)置與斷路器設(shè)置的一致性快捷菜單的設(shè)置OFF電位延遲時間的設(shè)置電腦數(shù)據(jù)導(dǎo)出軟件的可用性現(xiàn)場檢測鏈鋸距離不正常的問題3.1、CIPS檢測周期內(nèi)通斷波形的記錄：Hexcorder有一個特別功能叫波形。在該功能下，Hexcorder可以在讀數(shù)周期內(nèi)以每秒2,000個數(shù)據(jù)的速度采集并存放數(shù)據(jù)。如果設(shè)備以1秒的中斷周期運行，則Hexcorder將能夠記錄并存儲2,000讀數(shù)。信號波形功能可以通過三種進入方式從主菜單下按W鍵；在測量模式下的快捷菜單鍵，按W鍵。在測量方式下通過鍵盤按S鍵進入量程畫面。3.1、CIPS檢測3.2、極化試片電位檢測3.2、極化試片電位檢測3.2、極化試片電位檢測基于如下一個或多個理由，安裝陰極保護測試片具有優(yōu)越性：1）用于監(jiān)測在測量中IR降最小的極化電位2）為了消除陰極保護電流中斷時，由于長線循環(huán)電流產(chǎn)生的誤差3）對于直接連接犧牲陽極的管道或采用外加電流系統(tǒng)但其輸出不能輕易地同步中斷的管道，測量這類管線上有代表性的極化電位4）在平行互聯(lián)的管線上，用于避免由于接近平行管線所造成的測量誤差。3.2、極化試片電位檢測5）在使用地面參比電極可能產(chǎn)生測量誤差的結(jié)構(gòu)物上，例如鋼筋混凝土路面下方，在與其他管線交叉處，在緊密排列的地下儲罐的罐底標(biāo)高處等結(jié)構(gòu)物上6）對保護電位勉強合格的結(jié)構(gòu)物，用于評估安裝補充陰極保護的價值點7）用于測量陰極保護電流的大小和電流密度8）用于測量交流干擾電流密度9）管道上遭受到瞬間或靜態(tài)雜散電流。注意，如果需要連續(xù)記錄極化電位，則需要一個集成的參比電極探頭3.3、數(shù)據(jù)記錄儀的使用類別：雜散電流記錄儀HC-069、DL-1、FLUKE、CathTech數(shù)據(jù)記錄儀等作用：監(jiān)測測試點處的交直流電位、電壓情況，可較長時間應(yīng)用現(xiàn)場使用時應(yīng)做好防水、防盜的工作；應(yīng)經(jīng)常查看電池狀態(tài)及時更換電池、充電等注意此類儀器進水時應(yīng)迅速切斷電源、去除電池以減少儀器損傷；儀器不同通道存在的誤差應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)、記錄五、開挖檢測土壤檢測防腐層檢測管道腐蝕狀況檢測5.1、土壤檢測土壤剖面檢測（干濕、質(zhì)地、松緊、根系、石塊等，按照SY0087.1相關(guān)表格調(diào)查并拍照）土壤電阻率（避免干擾，四極法，注意探針與土壤的接觸良好和沒入土壤深度，取三次測量平均值）pH值檢測（注意試紙的選取和保存）土壤取樣（注意樣品封存和仔細(xì)標(biāo)記，防止污染）5.2、防腐層檢測防腐層類別，外觀檢查（有無鼓泡、蝕坑、破損、剝離等）防腐層厚度檢測：每處上下左右4點，以最薄點為準(zhǔn)防腐層粘結(jié)力：常用撬剝法，圓周上取三點檢測，按照無變化、減少、剝離三種情況記錄缺陷點檢測，缺陷點的位置、尺寸、損傷性質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物（必要時收集樣品）；5.2.1、防腐層測厚儀涂鍍層測厚儀根據(jù)測量原理一般有以下五種類型:1.磁性測厚法:適用導(dǎo)磁材料上的非導(dǎo)磁層厚度測量.導(dǎo)磁材料一般為:鋼\鐵\銀\鎳.此種方法測量精度高2.渦流測厚法:適用導(dǎo)電金屬上的非導(dǎo)電層厚度測量.此種方法較磁性測厚法精度低3.超聲波測厚法:目前國內(nèi)還沒有用此種方法測量涂鍍層厚度的,國外個別廠家有這樣的儀器,適用多層涂鍍層厚度的測量或則是以上兩種方法都無法測量的場合.但一般價格昂貴\測量精度也不高.4.電解測厚法:此方法有別于以上三種,不屬于無損檢測,需要破壞涂鍍層.一般精度也不高.測量起來較其他幾種麻煩5.放射測厚法:此種儀器價格非常昂貴(一般在10萬RMB以上),適用于一些特殊場合國內(nèi)目前使用最為普遍的是第1\2兩種方法。5.2.1、防腐層測厚儀涂鍍層測厚儀使用要點儀器的校準(zhǔn)儀器的適用范圍儀器的測量范圍待測目標(biāo)區(qū)的清理不可使用于溫度過高區(qū)測試環(huán)境（不可在強磁場）存放環(huán)境遠離磁場5.2.2、電火花檢漏儀針對對象：防腐層針孔和漏涂點及各種微缺陷檢測檢測儀器分類

(1)低壓直流

(2)高壓直流

(3)高壓交流5.2.2、電火花檢漏儀低壓直流（濕海綿）便攜式電池驅(qū)動電子儀器帶夾子（用于夾住海綿）的非導(dǎo)電手柄開孔海綿（纖維素）接地線。檢測涂層厚度：<500um特點：非破壞5.2.2、電火花檢漏儀低壓直流（濕海綿）使用注意事項：潤濕劑（表面活性劑）的使用配比1：128

移動速度：30cm/s，來回兩次不要使用過量水（導(dǎo)致誤判）

不可在易燃易爆區(qū)域使用5.2.2、電火花檢漏儀高壓直流（脈沖）輸出電壓:

高達幾萬伏檢測儀：電源探測電極接地線5.2.2、電火花檢漏儀電極的選擇：平截面環(huán)形彈簧用于檢測管道涂層光滑的氯丁橡膠（充滿導(dǎo)電性碳）用于檢測薄涂層，例如熔結(jié)環(huán)氧青銅毛刷通常用于GRP涂層。5.2.2、電火花檢漏儀檢測防腐層厚度范圍：300-4000um移動速度：30cm/s，一次即可破壞性檢測電壓選擇：經(jīng)驗參照5v/um

現(xiàn)場試驗注意人員和環(huán)境