操作员技术资料检测仪器的使用-高荣钊

检测仪器的使用注意事项

工程部高荣钊目录一、硫酸铜参比电极二、PCM检测系统三、电位检测四、干扰检测（葛彩刚专题）五、开挖检测六、现场照片拍摄一、铜/硫酸铜参比电极的使用和维护要点保持洁净在不用时盖上保护帽清洁多孔塞免受污染，尤其是氯离子现场须有备件（互相校验用）保持校准状态（SCE）使用时记录温度（特别冬夏季节）避免阳光直接照射(反光胶布遮蔽)硫酸铜晶体必须保持富余，确保溶液饱和磨光时不要采用金属砂纸、钢锉等

1.1、影响测量值准确性的因素-浓度、氯离子溶液浓度：随着硫酸铜浓度的降低，参比电极电位朝负方向变化，这时所测得的结构物的电位变得更正。随着氯离子浓度的增加，溶液变得浑浊，参比电极电位朝负方向变化，所测得的结构物的电位变得更正。1.2、影响测量值准确性的因素-温度重要影响因素温度系数：0.9mV/C(0.5mV/F)

Ecse,t=Ecse,25C-0.9mV/C(T-25C)计算：5C°时所测得的等效于25C°时-850mV的电位？答案：-832mV1.3、铜/硫酸铜参比电极的使用和维护要点强光照：铜盐的高光敏性置于强阳光照射下的参比电极比置于暗处的参比电极可降低10-50mV。室内荧光的影响较小，2mV具有可逆性阳光的照射可提高溶液温度，加剧电位测量的偏移二、PCM检测系统的适用领域新铺设管道防腐层施工质量验收主管及分支管的查找管道阴极防护保护效果评估

管道路由定位、深度测量管道外防腐层状况评估管道外防腐层破损点定位重要管道定期跟踪检测阴保电流的分配检测2.1、PCM检测系统的适用条件基本原理：

电磁感应管线探测的基本前提是将管线电流视为“线电流”，应满足的基本条件包括：①目标管线的直径远小于其中心埋深；②观测点两侧直管段的长度远大于中心埋深；③忽略围土地电条件的影响。2.2、PCM检测系统主要配件2.2、PCM检测系统电源选择220/110V交流电源20-50V直流电源(在接地不良的环境下需要较高输出功率时低功率电瓶可能无法工作)

在处理连接导线之前，发射机必须关机（断电）。

2.3、测绘电流回路的建设信号接入点利用现有阴保间施加信号电流干线测试桩绝缘法兰阀室管件接地点阳极地床其它接地体（要注意其连续性及走向）打接地桩河流、沼泽、湿地等（要判定其走向）2.3、测绘电流回路的建设2.3、测绘电流回路的建设现场阴极保护测试桩接入：发射机输出白线连接管道测试线。发射机输出绿线连接接地棒，接地棒尽量垂直远离管道，视回路电阻情况适当增加接地棒数量并采取降阻措施（如给接地极浇灌盐水）。2.3、测绘电流回路的建设恒电位仪控制台接入：解开控制台阴、阳极连接端子。发射机输出白线接现场阴极电缆（管道端）。发射机输出绿线接现场阳极电缆（辅助阳极地床）。2.3、测绘电流回路的建设如果待测管道有多个供入点可供选择时,要尽量择管道分布最稀疏且防护层状况较好的位置作为供入点检测前最好停运相关阴极保护设备并解除管道牺牲阳极组，接入发射机，给管道施加相关测试电流信号（当利用来自阴极保护电流的100赫兹谐波信号进行管道定位及测深时可不必停运相关阴极保护设备）2.4、管线定位

零值响应A定位前应选择正确的市电干扰制式50/60HZ2.4、管线定位

峰值响应488659B2.4、管线定位

峰值响应零值响应BA峰值响应零值响应AB管线位置2.5、管线埋深测定准：准确定位管道稳：保持机体的稳定校：70%测深法2.5、管线埋深测定2.5、管线埋深测定70%法精确测量80.056.0100%70%ddd2.6、PCM检测系统电流测绘电流衰减规律：电流在管道传送的过程中,逐渐衰减变化与管道防腐层的绝缘电阻率有关,反映电流衰减变化的关系式为：

I=I0×e–αxα与管道防腐层的绝缘电阻率,管道的直径、厚度、材质等有关。管道中电流强度值的对数与管道的距离成线性关系,单位距离的电流变化率与距离之间的关系是一条水平直线。

Y=ln(I1-I2)/X2.6、PCM检测系统电流测绘绘制随距离而衰减的电流变化曲线电流衰减曲线平缓段表示防腐层良好

2.7、PCM检测系统电流测绘误差分析目标管线磁场畸变产生的误差

在目标管线分支点、变向点、变深点、端点等处，测量的磁场为不同方向管线磁场的叠加场，不是纯正的“线电流”磁场，所以测深hb和电流值Ix（ω）、Ix’必然具有误差乃至错误。管线磁场畸变产生的误差是可避免的误差，测深点及电流测量点应在远离这些管线特征点，在距离大于5倍管线埋深以外的直管段进行深度和电流测量。2.7、PCM检测系统电流测绘误差分析邻近地下管线磁场干扰产生的误差

当距离目标管线2倍埋深范围内存在其它平行的邻近金属管线时，测量的磁场为目标管线磁场与邻近管线干扰磁场的叠加场，Hb、Ht存在一定误差而非真实的目标管线磁场量值，所以直读测深hb必定存在误差。在此种情况下，低频电流值Ix（ω）的测量误差略大于直读测深误差，由于能够最大限度避开邻近管线的电磁干扰，4Hz管线甚低频电流值Ix’的测量精度基本上完全取决于直读测深精度。因此应尽量选择在远离邻近管线、密集管线处进行深度和电流测量。2.7、PCM检测系统电流测绘误差分析根据实际探测的经验，一般只有当两根管线的水平距离是其埋深的1～1.2倍以上时才能区分2.7、PCM检测系统电流测绘误差分析观测误差

两个因素可产生观测误差，一、由于接收线圈与管线磁场方向存在差异产生的观测误差；二、由于管线定位不准确，接收线圈不在管线正上方产生的观测误差。此时观测的磁场值不是管线磁场的极大值，不满足应用条件。解决方法：一、标准化观测程序，严格按照先定向、定位后测量埋深、电流的次序采集数据；二、多次（2-3次）观测求取平均值，避免偶然误差。2.7、PCM检测系统电流测绘误差分析外界电磁干扰产生的误差

外界电磁干扰对深度和电流测量的影响类似于邻近地下管线磁场干扰。测量点附近存在高压线路、金属物体等外界电磁干扰时，非真实的目标管线磁场量值，直读测深hb和电流测量也必然存在误差。此时，低频电流值Ix（ω）的测量误差将不大于直读测深误差，而4Hz甚低频信号的管线磁场Hb’受外界电磁干扰的影响较大，累加上直读测深误差，4Hz管线甚低频电流值Ix’往往具有更大的测量误差。这也是为什么普遍倾向于使用128Hz和640Hz低频检测信号的原因。所以测量点应尽量避开外界电磁干扰源。2.7、PCM检测系统电流测绘误差分析土壤泄漏电流产生的电流畸变现象

在检测工作中，经常会发现两种电流曲线畸变现象：在发射机的阳极点（管道连接点）或地极附近测量会产生误差，电流数据随着检测距离的增加往往在一定距离内先出现上升趋势到达顶点后再呈均匀衰减态势，而不是想象中的递减关系；另外，在管线搭接点、管线绝缘故障点等特殊测点处，电流数据呈阶梯状的“V”字型分布，电流曲线经常出现起伏形态。

这是由于在管线连接点、接地点、阳极地床接入点、管线搭接点以及管线绝缘故障点，管线电流的土壤泄漏（回流）电流的强度较大，与管线电流正向或者负向叠加形成叠加磁场。2.8、防腐层缺陷点的查找与定位防腐层破损点地面电位梯度示意图2.8、防腐层缺陷点的查找与定位用A字架查找管道外防腐层破损点确切位置示意：2.8、防腐层缺陷点的查找与定位防腐层破损点地面电位梯度示意图2.8、防腐层缺陷点的查找与定位沿PCM接收机指示方向寻找破损点。当A字架前端电极逐渐靠近破损点，接收机dB值越大；当A字架正好处于破损点正上方时，dB值最小；将A字架旋转90度，按照上述步骤进行复测，两次检测的电极连线焦点位置就是破损点的正上方。箭头指向防腐层破损点，并在破损点处反转。无反转，表明无破损点2.8、防腐层缺陷点的查找与定位dB是指信号强度，大小取决于土壤导电率以及管道防腐层破损程度。一般当防腐层无缺陷时，背景信号强度在30dB以下，有时只有十几dB，如dB值偏高，又无固定指向，则测量点附近应存在地电干扰。在水泥路面无法插入时，可绑湿水海绵降阻。利用喷漆、木桩等工具对破损点进行定位及利用GPS定位并记录坐标。2.8、防腐层缺陷点的查找与定位要注意大的缺陷点对附近小型缺陷点的掩盖，和接地极附近地极电场对附近缺陷点的掩盖2.8、防腐层缺陷点的查找与定位防护层破损点一般分布在河流或小溪处,岩石中的管道要比松软泥土中的管道防护层先破损;管线在公路下面穿越,当管道敷设竣工后,在其邻近位置又进行了开挖的地方;管道的连接位置,被后期施工占压的管道;管线位于大片树林中(树根的生长有可能会破坏涂层),管线的小半径弯头等部位"因此建议在这些地区,检测间距应该相应减小"三、电位检测IR降的产生：E测=E极+（I杂+I保）*（R土+R涂）三、电位检测IR降的消除方法：近参比法——尽量降低土壤层厚度瞬间断电法——在电源断开且管道为去极化之前测量（CIPS）测试片法——采用同等合金连接于管道同时极化，测试时断开连接测试试片电位探头法——试片法和近参比法的有机结合3.1、CIPS检测GPS断路器的安装通断周期的选择（800/200；1600/400）时间设置（仪器默认的是国际时间，晚于北京时间8h，周期不可跨天）CI100性断路器运行要立起所检管段内断路器要同步且全覆盖安装时要注意极性卫星信号的稳定冲击电流的大小尽量消除其他阴保干扰3.1、CIPS检测CIPS主机的设置仪器充电：每次测量前夜充电。理论上的电池电压是7.2伏，刚充好电时显示电压可高达8.2伏。当电压下降到6.5伏时则电能被用尽。卫星信号通信的通畅通断周期设置与断路器设置的一致性快捷菜单的设置OFF电位延迟时间的设置电脑数据导出软件的可用性现场检测链锯距离不正常的问题3.1、CIPS检测周期内通断波形的记录：Hexcorder有一个特别功能叫波形。在该功能下，Hexcorder可以在读数周期内以每秒2,000个数据的速度采集并存放数据。如果设备以1秒的中断周期运行，则Hexcorder将能够记录并存储2,000读数。信号波形功能可以通过三种进入方式从主菜单下按W键；在测量模式下的快捷菜单键，按W键。在测量方式下通过键盘按S键进入量程画面。3.1、CIPS检测3.2、极化试片电位检测3.2、极化试片电位检测3.2、极化试片电位检测基于如下一个或多个理由，安装阴极保护测试片具有优越性：1）用于监测在测量中IR降最小的极化电位2）为了消除阴极保护电流中断时，由于长线循环电流产生的误差3）对于直接连接牺牲阳极的管道或采用外加电流系统但其输出不能轻易地同步中断的管道，测量这类管线上有代表性的极化电位4）在平行互联的管线上，用于避免由于接近平行管线所造成的测量误差。3.2、极化试片电位检测5）在使用地面参比电极可能产生测量误差的结构物上，例如钢筋混凝土路面下方，在与其他管线交叉处，在紧密排列的地下储罐的罐底标高处等结构物上6）对保护电位勉强合格的结构物，用于评估安装补充阴极保护的价值点7）用于测量阴极保护电流的大小和电流密度8）用于测量交流干扰电流密度9）管道上遭受到瞬间或静态杂散电流。注意，如果需要连续记录极化电位，则需要一个集成的参比电极探头3.3、数据记录仪的使用类别：杂散电流记录仪HC-069、DL-1、FLUKE、CathTech数据记录仪等作用：监测测试点处的交直流电位、电压情况，可较长时间应用现场使用时应做好防水、防盗的工作；应经常查看电池状态及时更换电池、充电等注意此类仪器进水时应迅速切断电源、去除电池以减少仪器损伤；仪器不同通道存在的误差应及时发现、记录五、开挖检测土壤检测防腐层检测管道腐蚀状况检测5.1、土壤检测土壤剖面检测（干湿、质地、松紧、根系、石块等，按照SY0087.1相关表格调查并拍照）土壤电阻率（避免干扰，四极法，注意探针与土壤的接触良好和没入土壤深度，取三次测量平均值）pH值检测（注意试纸的选取和保存）土壤取样（注意样品封存和仔细标记，防止污染）5.2、防腐层检测防腐层类别，外观检查（有无鼓泡、蚀坑、破损、剥离等）防腐层厚度检测：每处上下左右4点，以最薄点为准防腐层粘结力：常用撬剥法，圆周上取三点检测，按照无变化、减少、剥离三种情况记录缺陷点检测，缺陷点的位置、尺寸、损伤性质、腐蚀产物（必要时收集样品）；5.2.1、防腐层测厚仪涂镀层测厚仪根据测量原理一般有以下五种类型:1.磁性测厚法:适用导磁材料上的非导磁层厚度测量.导磁材料一般为:钢\铁\银\镍.此种方法测量精度高2.涡流测厚法:适用导电金属上的非导电层厚度测量.此种方法较磁性测厚法精度低3.超声波测厚法:目前国内还没有用此种方法测量涂镀层厚度的,国外个别厂家有这样的仪器,适用多层涂镀层厚度的测量或则是以上两种方法都无法测量的场合.但一般价格昂贵\测量精度也不高.4.电解测厚法:此方法有别于以上三种,不属于无损检测,需要破坏涂镀层.一般精度也不高.测量起来较其他几种麻烦5.放射测厚法:此种仪器价格非常昂贵(一般在10万RMB以上),适用于一些特殊场合国内目前使用最为普遍的是第1\2两种方法。5.2.1、防腐层测厚仪涂镀层测厚仪使用要点仪器的校准仪器的适用范围仪器的测量范围待测目标区的清理不可使用于温度过高区测试环境（不可在强磁场）存放环境远离磁场5.2.2、电火花检漏仪针对对象：防腐层针孔和漏涂点及各种微缺陷检测检测仪器分类

(1)低压直流

(2)高压直流

(3)高压交流5.2.2、电火花检漏仪低压直流（湿海绵）便携式电池驱动电子仪器带夹子（用于夹住海绵）的非导电手柄开孔海绵（纤维素）接地线。检测涂层厚度：<500um特点：非破坏5.2.2、电火花检漏仪低压直流（湿海绵）使用注意事项：润湿剂（表面活性剂）的使用配比1：128

移动速度：30cm/s，来回两次不要使用过量水（导致误判）

不可在易燃易爆区域使用5.2.2、电火花检漏仪高压直流（脉冲）输出电压:

高达几万伏检测仪：电源探测电极接地线5.2.2、电火花检漏仪电极的选择：平截面环形弹簧用于检测管道涂层光滑的氯丁橡胶（充满导电性碳）用于检测薄涂层，例如熔结环氧青铜毛刷通常用于GRP涂层。5.2.2、电火花检漏仪检测防腐层厚度范围：300-4000um移动速度：30cm/s，一次即可破坏性检测电压选择：经验参照5v/um

现场试验注意人员和环境