1 概述

石油和天然气长输管道、城市燃气管道等埋地钢质管道的腐蚀与保护越来越引起人们的重视。管道防腐层经常出现破损点、局部老化、阴极保护失效等问题[1]，因此防腐层检测技术应运而出。防腐层检测技术是采用非开挖、非接触方式在地面对防腐层综合性能进行检测，对防腐层老化及破损点进行精确定位，对缺陷进行分类统计，对防腐层进行综合评价并提出维护计划，保证防腐层的完整性及完好性的一种技术[2]。

布鲁诺好像是一个天生的叛逆。他出生在意大利那坡利一个贵族家庭里，15岁被送到修道院，25岁当上牧师。但是由于“冒犯”罪，他三年后逃往罗马，接着便流亡瑞士、法国、英国、德国。自从他在巴黎读到哥白尼的《天体运行》一书后便走遍欧洲，到处发表演说，热烈支持这一新学说。罗马的主教们恨得他牙根发痒，四处派暗探跟纵他，通知各地教会逮捕他。他流亡、他坐牢，但意志更坚，学识更广。1592年，他应朋友之约到威尼斯讲学，但万没有想到，这个朋友早被教会收买，于是他被诱捕了，并且被送到罗马。

本文通过阐述缺陷测绘(Defect Mapper，简称DM)、管道电流测绘(Pipeline Current Mapper ,简称PCM)、PCM+管道防腐层检测仪(以下简称DM检测仪、PCM检测仪、PCM+检测仪)基本原理、功能以及操作中需要注意的问题，说明该检测仪在埋地管道外防腐层检测中的实用性及需要改进的地方。为获得准确的数据和可靠的检测结果，有必要对这些检测仪检测过程进行分析。

PCM+检测仪是在PCM检测仪基础上对原技术的一些弊端进行优化，尤其是将发射机和GPS定位系统联合，应用了英国雷迪公司独创的双水平线圈和垂直线圈电磁探测技术。

2 DM检测仪基本原理、功能及注意事项

① DM检测仪基本原理[3]

DM检测仪发射机将含有近于直流的超低频(3 Hz，4 Hz)的电流信号、具有绝缘故障定位功能频率(6 Hz，8 Hz)的电流信号、具有管道定位功能频率(98 Hz，128 Hz，512 Hz，640 Hz)的电流信号等多种频率的混频电流信号施加于目标管道上，混频电流沿着目标管道与大地构成电流回路传播。当防腐层不存在绝缘故障点时，管道中的混频电流随着传播距离的增加而均匀衰减；当防腐层存在老化、破损等绝缘故障点时，目标管道将出现接地、与其他管道搭接等绝缘故障，目标管道中的混频电流从绝缘故障点泄漏到土壤或其他管道中。在绝缘故障点附近，管道电流由于电流泄漏将出现明显的电流陡降异常，土壤中的回流电流由于电流密度增大将出现明显的交流电位梯度(Alternating Current Voltage Gradient，简称ACVG)异常。

③ PCM检测仪检测过程的注意事项[7]

a.DM检测仪可在非开挖的条件下对埋地管道防腐层进行现场绝缘性能评估和绝缘故障点定位，能够实时测量点距和GPS定位，传输并存储检测数据，在高清晰度彩色显示屏上实时显示DM信号电流曲线和ACVG曲线，并能够现场评估防腐层绝缘性能[2]。

b.DM检测仪能够检测地下管道的位置、走向、深度、绝缘防腐层的破损点，在检测精度、检测速度、劳动强度等方面具有良好性能[2]。对环境的改变具有一定的适应性。

c.DM检测仪的接收机通过感应线圈和高精度磁力仪测量出管道定位电流、DM信号电流及电流方向、管道埋深等数据，并可在接收机上显示DM信号电流曲线。根据多频电流测量数据，可分析相邻两个测点之间管段的管道电流衰减情况，确定防腐层是否存在绝缘故障点，并可计算防腐层绝缘电阻，分级评价防腐层绝缘性能[4]。

③ DM检测仪检测过程的注意事项[3]

a.在外防腐层检测过程中，施加管道上的电流要适中，应为100～2 000 mA，太小会导致测量距离不远，太大会导致干扰信号过多。

b.防腐层破损点定位时，需要观察管道周边是否有干扰源，如电线杆、通信基站等，以便判断破损点是否在管道上。

c.对防腐层破损点形状和大小，可以结合直流梯度法判断。

d.对防腐层整体评价数据处理过程中，如发现异常数据，需要事先清除异常数据后再进行分析评分，以得到正确结果。

3 PCM检测仪基本原理、优缺点及注意事项

① PCM检测仪基本原理[5]

PCM检测仪利用ACVG法，通过在管道和大地间施加某一频率的正弦电压，给待检测的管道发射检测电流信号，通过管道上方地面的磁场强度计算出管中电流的变化，据此判断管道的支线位置或破损缺陷等。

② PCM检测仪的优缺点[6]

例4.MARY:What is a lie!Now you're talking in riddles like Jamie. Edmund! Don't! There's your father coming up the steps now. I must tell Bridget.

水利工程施工的施工工艺较为复杂，在施工过程当中因为各种因素的影响，经常会出现许多问题。在施工中采取了严格规范的施工工序，并且按照规范要求来进行施工，对于土方填筑施工质量，会有一定程度的提升作用。同时加以严格科学的质量管理控制措施，将会使水利工程中土方填筑施工取得非常好的效果。但是在实际施工过程当中，仍会出现许多问题，本文对水利工程土方填筑施工过程中的细节性问题进行论述，并提出针对性措施进行处理，以提升水利工程的建设质量。

X——指定值

② DM检测仪功能

式中 Z——能力统计量

在地下交叉管道多的地段，在进行检测时会因与其他金属管道交叉影响检测结果。

4 PCM+检测仪基本原理、功能及注意事项

① PCM+检测仪基本原理[1]

PCM+检测仪由一台发射机和一台接收机构成，在检测时，将发射机的一端与管道连接，另一端与大地或牺牲阳极连接。由发射机向管道发送频率为4 Hz测绘电流和频率分别为128 Hz、640 Hz的定位电流，接收机能探测到经管道传送的这种特殊信号，并接收和采集该信号。将采集到的电流、深度等数据通过蓝牙上传到掌上电脑(PDA)或PC机，利用分析软件系统实时分析，测绘出沿管道路由延伸的电流衰减曲线。通过对曲线的分析，实现对管道外防腐层破损点定位、评估。电流随距离的增加而衰减，在管径、管材、土壤环境不变的情况下，外防腐层对地的绝缘性越好，则电流损失越少，衰减越小。若防腐层损坏，如老化、脱落等导致绝缘性能越差，电流损失越严重，衰减也就越大。

② PCM+检测仪功能[1]

1.2.1 对照组 患者在院内按照临床路径进行治疗，出院后接受常规护理，主要包括吸入药物正确使用方法、急性加重症状识别及处理、氧疗知识、饮食指导、定期复诊等。在患者出院时发放康复日记卡并指导记录，出院后由护理人员每2周进行1次电话随访，3个月后每月进行1次电话随访，共随访6个月。

使用PCM+检测仪可以全面评估埋地管道外防腐层的状况，指导地下管道的维修和检修，避免抢修中的盲目性。PCM+检测仪适用范围广，准确率高，尤其适用于长距离埋地石油、天然气等输送管道及城市埋地管网系统的定期检测。

③ PCM+检测仪检测过程的注意事项

PCM+检测仪在检测中电流衰减是不可避免的，它与管道的老化程度和防腐层情况有关。PCM+检测仪也存在着一些相同的缺陷，如在交叉管道处需要注意其与金属碰撞而影响电流；三通、弯头等特殊部位不适用，不能检测出防腐层剥离的情况等[8]。

5 案例分析

2017年6月29日，在安徽省池州市有关部门的积极组织和配合下，安徽省特种设备检测院(以下简称安徽院)、上海市特种设备监督检验技术研究院(以下简称上海院)、宁夏回族自治区锅炉压力容器检验所(以下简称宁夏院)3所检验机构开展了埋地管道防腐层不开挖检测设备相关测量参数比对活动。

这次比对试验一方面是为保证检验结果的准确、有效，通过实施仪器设备的比对试验，加强对无法溯源到国家基准的测量仪器设备的控制，验证防腐层检测设备的测量精度和性能，促进检验检测技术、方法的交流。另一方面是从操作过程及检验时数据中，对不同外防腐层检测方法、性能进行对比，找出不同检测方法的优缺点，可以综合各自优点，求同存异，在以后的外防腐层检验中，取得更好检测效果。

根据3家检验机构在防腐层检测方面现有设备情况，对3家检测机构相同规格的DM检测仪和PCM+检测仪进行现场比对。此次比对选择池州市人民路与九华山大道交口附近的人民路上逾1 000 m的某段埋地钢质管道，该管段安装阴极保护测试桩，自然土壤敷设环境，检测人员沿地面进行管道防腐层检测。本次比对活动，已知被检测管段具有3处异常点，提前画2条红线标记位置。对异常点进行埋地管道防腐层检测，记录异常点dB值(dB值是管道在外防腐层检测中,检测仪显示管道外防腐层缺陷点大小的度量值,dB值越大,说明防腐层破损越严重，造成的电流漏失越严重)、电流和管道埋深。异常点是将正常运行时连接牺牲阳极的点断开形成的。选取3处供检测用。

5.1 DM与PCM+发射机参数设置

DM与PCM+检测仪发射机均采用3 Hz、6 Hz、128 Hz频率组合，输出电流均为600 mA。

5.2 比对过程

① 检测前准备

a.3家检验机构的比对人员正确穿戴作业所需的劳动防护用品。

我们研究民俗，不应该仅仅停留在了解民俗事象的来龙去脉，也不能满足于将民俗事象描述清楚，而是要通过这些民俗事象去了解其背后的实实在在的人，看看这些人是如何借助民俗来组织日常生活的，以及怎样赋予日常生活以意义的。对话与交流的民俗志，很大程度上就是要把这些过程呈现出来，个人叙事作为呈现这些过程的最为寻常而有力的日常话语形式，就显得异常重要了。

b.3家检验机构的比对人员按照仪器使用说明书的要求正确使用仪器，并提前设置发射机参数。

② 检验过程

特别是改革开放40年来，广东农垦改革发展取得了很大的成就，实实在在尝到了改革开放的甜头。我们的体会主要有以下几点：

a.检查3家检验机构的发射机的输出信号是否达到比对的客观条件。

1.3 诊断标准和评价指标 ①BMI判定标准：以《中国成年人超重与肥胖症预防控制指南》的分级标准：BMI=体重除以身高的平方(kg/m2)；BMI<18.5 kg/m2为低体重，18.5≤BMI<24 kg/m2为正常，BMI≥24 kg/m2为超重。②Hp感染阳性判定依据：Hp抗体阳性。③肝功判定标准：ALT<40 U/L为正常，40 U/L≤ ALT<80 U/L为升高一倍，ALT≥80 U/L为升高两倍。

[50] Phnom Penh, Joint Statement of the 4th ASEAN-U.S. Leaders’ Meeting, The white House, November 20, 2012, https://obamawhitehouse.archives.gov/the-press-office/2012/11/20/joint-statement-4th-asean-us-leaders-meeting.

b.断开牺牲阳极的阳极包与管道连接，连接发射机和测试桩的管道阴极保护接口。

c.打开DM、PCM+检测仪，并在发射机附近管道上方检查发射机发射信号是否正常。

d.连接DM、PCM+检测仪和A字架，并前往管道异常点处检测。

长期异物刺激：牙齿的残根或残冠、锐利的牙尖、不合适的假牙长期刺激，造成口腔黏膜的损伤，产生慢性炎症或溃疡，如果这种刺激长时间不能消除，这种慢性的刺激就可能导致癌症的发生。

e.3家检验机构的比对人员按照方案的要求，应用DM、PCM+检测仪分别对每个异常点进行3次检测，并记录异常点dB值、电流和管道埋深。

5.3 检测结果的统计方法

检测结果利用四分位数统计方法处理。以DM检测仪测量埋深为例，说明检测结果的统计方法，其他检测仪测量其他变量的统计方法与此相同。

Q0=0.741 3Q

每家检测机构对3个破损点各进行3次测量，得到9个埋深数据，3家共得到27个数据。27个数据的平均值为DM检测仪埋深的指定值。对每家检测机构，对9个埋深数据进行平均，得到DM检测仪埋深的检测结果x。

② 确定标准化四分位距

四分位距为：

Q=Q3-Q1

a.优点：工作效率高，接近以步行慢行速度检测，寻管和电流衰减检测同时进行，3人一组，平均每天可检测管道4 km。

(1)

式中 Q──四分位距

区块链技术的应用对于信用风险防范有利也有弊，优势具体表现在区块链技术共识机制的去中心化特性更能灵活应对网络攻击，黑客的一次成功攻击必须篡改区块链中51%以上的节点数据，区块链中的节点越多数据越难篡改。缺点在于城市商业银行作为地方法人银行机构，市场把控能力相对全国性商业银行而言较弱，故而形成的银行联盟较小，需慎重设立节点银行白名单制。如在区块链票链业务中制定银行承兑汇票承兑人白名单制度，初步圈定可信任节点银行。如针对城市商业银行主要信贷服务对象为中小企业，其普遍具有规模小、财务管理制度不规范、经营状态相对不稳定的特点，区块链技术的分布式记账方式可清晰跟踪企业的每一交易，实现有效监督。

Q3──为第三四分位数

Q1──为第一四分位数

由于在Solidworks中构建的刀片模型非常不规则，将刀盘和刀片几何模型导入ICEM中进行非结构网格划分[14-16]，单元尺寸为5 mm，其中壁面、进出口处的网格都进行了加密，刀盘内导流板壁面以及刀片壁面处的最小单元尺寸为2 mm[17]。刀片共划分为675 504个单元、119 104个节点，刀盘共划分为1 235 684个单元、209 723个节点。刀片网格模型如图3所示。

四分位数(Quartile)是统计学中分位数的一种，即把所有数值由小到大排列并分成四等份，处于三个分割点位置的数值为四分位数。第三四分位数与第一四分位数的差距又称四分位距(Inter Quartile Range, IQR)。

标准化四分位距为：

① 确定指定值和检测结果

(2)

对3家得到的27个数据进行处理，得到Q0。

③ 确定能力统计量Z

能力统计量Z按式(3)计算：

证明如下：假设存在一个概率多项式时间的被动敌手 A，已获取Alice和Bob的与交易相关的随机数tA和tB。现假定Alice和Bob交互过程中选取的随机数分别为wA=φ，wB=φ。给定一个计算型Diffie-Hellman 问题 (gφ,gφ,gφφ)，假定敌手 A能成功计算K，由可得则困难问题CDH可解，与实际矛盾。

 

(3)

这些艺术家显然忽略了技与艺是不分家的,技中包含艺的因素,艺亦隐藏于技中。宗白华曾认为艺术在某种程度上也是一种技术，中国古代艺术家，例如许多手工艺大匠，实际上就是技术家。因此他认为无论是现代还是将来，艺术都应该重视技术的训练。不仅如此,黑格尔也认为人们或许将技术看作与艺术无关的一种单纯的技巧，但是每个艺术家都必须运用某种材料进行创作，而天才的特有本领就是能够完全驾驭材料。要成为天才，则必须熟练掌握技巧和手艺。

x——某家检测机构的检测结果

b.缺点：在北方冬季检测时定位精度低；不能区分破损点和牺牲阳极；抗干扰性差。

5.4 评判原则

本次比对由各检验机构分别推荐一名管道检验师组成评价专家组。抽签指定一名专家组长，专家组长负责主持现场比对和结果评价工作。

专家组根据CNAS-GL02—2014《能力验证结果的统计处理和能力评价指南》第3.5节，对各测试项目进行评价，评价原则如下。

① 管道埋深、电流、dB值评价原则

∣Z∣≤2，评价结果为满意

2﹤∣Z∣﹤3，评价结果为基本满意

∣Z∣≥3，评价结果为不满意

② 异常点位置评价原则

如果3个异常点仪器检测位置均在标记红线内，视为满意，否则视为不满意。

5.5 比对结论

DM和PCM+检测器的统计参数见表1。3家检测机构检测仪性能比对评价结果见表2。

 

表1 DM和PCM+检测仪的统计参数

  

检测仪统计参数名称管道埋深/m电流/mAdB值DM检测仪指定值1.422 962 963320.814 814 866.296 296 3DM检测仪标准化四分位距0.018 532 514.084 75.189 1PCM+检测仪指定值1.420 740 741289.259 259 363.222 222 22PCM+检测仪标准化四分位距0.003 706 55.930 42.594 55

 

表2 3家检测机构检测仪性能比对评价结果

  

比对项目检测结果x能力统计量Z评价结果上海院DM检测仪检测管道埋深1.43 m0.379 713满意上海院DM检测仪检测电流333 mA0.865 136满意上海院DM检测仪检测dB值66-0.057 099满意上海院DM检测仪检测异常点位置——满意上海院PCM+检测仪检测管道埋深1.42 m-0.199 849满意上海院PCM+检测仪检测电流294 mA0.799 396满意上海院PCM+检测仪检测dB值62-0.471 072满意上海院PCM+检测仪检测异常点位置——满意宁夏院DM检测仪检测管道埋深1.45 m1.458 895满意宁夏院DM检测仪检测电流312 mA-0.625 843满意宁夏院DM检测仪检测dB值62-0.827 946满意宁夏院DM检测仪检测异常点位置——满意宁夏院PCM+检测仪检测管道埋深1.41 m-2.897 812基本满意宁夏院PCM+检测仪检测电流285 mA-0.718 207满意宁夏院PCM+检测仪检测dB值62-0.856 496满意宁夏院PCM+检测仪检测异常点位置——满意安徽院DM检测仪检测管道埋深1.42 m-0.159 879满意安徽院DM检测仪检测电流335 mA1.007 134满意安徽院DM检测仪检测dB值610.906 458满意安徽院DM检测仪检测异常点位置——满意安徽院PCM+检测仪检测管道埋深1.42 m-0.199 849满意安徽院PCM+检测仪检测电流287 mA-0.380 962满意安徽院PCM+检测仪检测dB值650.685 196满意安徽院PCM+检测仪检测异常点位置——满意

由表1、2可以看出，DM、PCM+检测仪比对数据中的管道埋深、电流、dB值都可以精确达到小数点后7位甚至更高，在一定程度上可以将管道的真实情况展现出来。表2中评价结果为“基本满意”的数据，受到很多因素影响，如管中信号强弱、检测员操作不规范等。

通过对比对全过程的跟踪和对比对结果的评价，专家组认为：3家检验机构在此次比对过程中，能客观真实地反映所提供仪器的真实性能。3家检验机构检测仪在管道埋深、电流和dB值上有所差异，专家组就比对中存在的差异进行了充分的讨论，一致认为3家检验机构所提供的6套仪器性能和精度能满足检测要求。

6 结语

① DM和PCM+检测仪性能和精度能满足检测要求。

② 建议在检测前对待检管道的基本情况进行了解，检测后可对已检部分管道进行开挖，反复对比，相互验证。

③ DM、PCM、PCM+3种检测仪都存在着一定的缺陷。建议实际检测过程中，根据实际情况选用各种检测仪，努力提高检测结果的可靠性。

参考文献：

[1] 杨伟, 平威华. PCM+埋地管道防腐检测技术及应用[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2011, 31(7):80.

[2] 陈智君, 李勇樊, 顾平. DM在航油管道外防腐层检测中的应用[J]. 全面腐蚀控制, 2016, 30(6):61-64.

[3] 林武春. 基于DM的长输管道外防腐层检测技术[J]. 质量技术监督研究, 2015(5):15-17.

[4] 刘成斌. 浅谈DM在埋地管道检验中的应用[J]. 大科技, 2017(3)：229-230.

[5] 于克涛, 王力. 埋地管道防腐层检测技术在燃气管道检测中的应用[J]. 价值工程, 2015(29):167-168.

[6] 刘锦铭. 埋地管道防腐检测技术应用研究[J]. 全面腐蚀控制, 2005, 19(2):32-34.

[7] 王文朋. 埋地管道防腐检测技术在燃气管网中的应用探析[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2014(21)：1211-1212.

[8] 史德化. 高压天然气钢质埋地管道外防腐系统检测技术与应用[J]. 上海煤气, 2015(4):20-22.