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埋地钢管的腐蚀：外防腐层破损的检测方法--交流电流法

交流电流法丨基本原理丨产品丨C-扫描设备丨管中电流法测绘设备

　　交流电流法在国际上通常被称为皮尔逊检测法(PearsonSurvey)。其基本原理是：当用一个信号发射机把特定频率的交流信号通过导线施加在金属管道上时，这种特定频率的交流信号就会沿管道向前传播，并在无穷远处与发射机的地线形成回路。如果管道的外防腐层完好，由于管道电阻的原因，管道中交流信号是沿程均匀衰减的;如果管道的外防腐层有破损或绝缘不好，在外防腐层破损点便会有电流泄漏入土壤中，这样如果沿程测量管道中的电流信号，在破损点附近，就会有一个管中电流的陡降;同时在管道破损点和土壤之间也会形成电压差，且在接近破损点的部位电压差最大，用仪器在埋设管道的地面上可检测到这种电流或电位异常，即可发现管道外防腐层破损点。

　　特别指出的是，皮尔逊检测是一种检测方法和基本原理，不是具体的某种设备，把基于以上原理的检测设备与一种检测方法混为一谈是不恰当的。皮尔逊检测法最大的特点是向管道施加特定频率的交流信号，然后在防腐层破损点检测到电流或者电压的异常。

　　基于以上原理，不同的厂家开发出各具特色的产品，这些产品的区别主要在于采用的信号频率不同和接收天线数目和布局不同，目前主流的检测设备有以下两种。

　　①C-扫描设备

　　该设备接收机采用5根垂直阵列天线，提高了管道定位精度，具有自动识别干扰信号并提示的能力。C-扫描采用的交流信号是单一的937.5Hz交流信号。

　　该设备能够方便地确定被测管道位置或防腐层缺陷位置。在测试过程中自动记录、处理和储存检测数据，现场显示各种检测曲线，可现场评判防腐层性能，并具备数据结果存储和进一步分析评价的能力。其缺点是设备价格昂贵，稍高的信号频率易受外界电磁杂波的干扰，并且一旦受到干扰，由于设备只有一种频率，很难避开干扰。另外，C-扫描没有测量破损点电压异常的附件。[最专业的安全生产管理-风险世界网]

　　②管中电流法测绘设备

　　管中电流法测绘设备(PipeCurrentMapping，PCM)的最大特点是施加“准直流”的4Hz交流信号作为防腐层破损检测的测绘信号，并有128/640Hz的定位信号。接收机天线采用经典的双水平天线和单竖直天线，既可按峰值(双水平天线)也可按零值(单竖直天线)定位。PCM能够通过A字架测量破损点的跨步电压(SetVoltage)异常。PCM具有数据存储功能，数据可以用国内开发出的相应评价软件分析。PCM具有较大的市场占有率。PCM的缺点是发射机不带电源，在野外操作不方便。

　　与PCM类似的产品还有德国FerrophonEL/G1设备。其最大的特点是接收机能够直接接收阴极保护的信号，因此对有阴极保护的管道定位十分方便。它把1.1kHz交流信号作为防腐层破损检测的测绘信号，并有42/10kHz的定位信号，接收机天线也是采用经典的双水平天线和单竖直天线，既可按峰值(双水平天线)也可按零值(单竖直天线)定位。它也能够通过A字架测量破损点的跨步电压异常。其优点是价格低，缺点是数据不能存储。

　　基于皮尔逊检测法的设备，由于接收机轻便，检测速度较快，自带信号发射机，可以检测没有阴极保护(CP)的管道，因此目前国内仍较普遍使用，受现场检测人员的欢迎。但是这些设备使用局限性也很大：操作者的经验技能特别重要，没有现场经验的人不易查找到涂层缺陷的位置，或者是常给出不存在的缺陷信息;很难指示涂层剥离但管道不漏铁的破损点;不能指示CP效率，易受地电场干扰。