مقدمه
روشهای بازرسی پوشش لوله های دفنی مطابق با استاندارد های جهانی و استاندارد NACE SP 0502 و نیز استاندارد NACE SP 0109 عبارتند از: اندازه گیری مقاومت الکتریکی پوشش، گرادیان ولتاژی جریان مستقیم یا DCVG ، اندازه گیری نقطه به نقطه پتانسیل سازه CIPS ، بررسی پوشش به روش Pearson ، بررسی پوشش به روش C- scan و روشهای مدرن اندازه گیری میزان میرایی جریانAC , و نقشه جریانی به روش PCM یا PIPE CURREN MAPPER.
روش PCM یکی از روشهای مدرن بازرسی کیفیت پوشش خطوط لوله می باشد. اساس این روش بر مبنای استفاده از جریان متناوب و تعقیب جهت و مقدار آن در داخل خطوط لوله می باشد. استفاده از جریان متناوب و با فرکانس های مختلف، دستگاه PCM را قادر به تشخیص تداخل جریان استاتیکی و دینامیکی در خطوط لوله در محیط ها و مجتمع های complex می کند[۱][۱] . مسلما این دستگاه می تواند در بازرسی خطوط لوله بین شهری و سراسری نیز بکار رود. بعبارت دیگر توانائی های دستگاه PCM به مراتب بیش از دستگاه scan-C می باشد. بر اساس نتایج عملی موجود ، نتایج بازرسی خطوط لوله در مناطق شهری و به کمک دستگاه scan-C دارای خطای قابل ملاحظه بدلیل تک فرکانس بودن، عدم توانایی در تشخیص تداخلات و موارد دیگر می باشد. بنابر این از آن نمی توان در نواحی توزیع گاز به عنوان ابزار موثر بازرسی خطوط لوله استفاده کرد. با افزایش فرکانس جریان متناوب، تاثیر القائی آن بر سازه های بیگانه و سازه های فلزی مجاور خطوط لوله افزایش می یابد. دستگاه PCM قادر است با بکارگیری فرکانس های مختلف و نیز فرکانس بسیار پائین( جریان متناوب نزدیک به جریان مستقیم) تاثیر سازه های بیگانه مجاور را در نتایج بازرسی حذف نماید.
استفاده از روشهایی مانند روش DCVG[2] و نیز CIPS[3] که مبتنی بر سیستم حفاظت کاتدیک میباشند نیز بدلیل عدم توانایی در تشخیص تداخلات، نیاز به سیستم حفاظت کاتدیک، نیاز به ایزولاسیون المتریکی لوله از سازه های دیگر و سیستم ارتینگ ، عدم امکان لوله یابی دقیق و نیز کارا نبودن این روشها در محیط های آسفالت و بتن، عملا ناممکن و محدود می باشد.
با توجه به وجود ماژول لوله یاب در دستگاه PCM و نیز GPS داخلی در مدل های جدیدتر، امکان ردیابی لوله، ثبت مختصات دقیق E,N ، امکان قرائت داده ها از روی خاک، بتن و آسفالت، امکان رفع تداخلات با کمک فرکانسهای بسیار بالا ۸ کیلو هرتز تا بسیار پایین ۴ هرتز، نواقص روشهای دیگر در داخل مجتمع ها به خوبی رفع شده و این روش مدرن بازرسی با راندمانی بسیار بالا، دقت فوق العاده و خطاب بسیار کم حتی در عمق دفن بالاتر از ۵ متر ، امکان بازرسی و ارزیابی شرایط پوشش را فراهم نموده است.
موارد قابل انجام توسط این روش عبارتند از:
- بازرسی پوشش لوله دفنی از طریق اندازه گیری جریان نشتی و نیز اندازه گیری گرادیان ولتاژی جریان متناوب
- امکان لوله یابی و تعیین مسیر حرکت لوله حتی در مسیر های دفن شده زیر آسفالت و بتن
- تشخیص محل هدر رفت جریان و تداحل با سازه های دیگر
- تعیین مسیر حرکت کابل ها، بخصوص کابل های حفاظت کاتدیک
- تعیین محل عیب با مختصات دقیق E,N
- تعیین شدت عیب با کمک انجام محاسبات مبتنی بر روش ECDA
محدودیت های روش های دیگر عبارتند از
| محدودیت ها | مزایا | نام روش |
ردیف |
| – وایستگی به اپراتور
– نیاز به سیستم کاتدیک – نیاز به اینتراپتر – نیاز به ۳ اپراتور وتجهیزات – وابسته به مقاومت خاک – نیاز به تحلیل بر مبنای تجربه – عدم کارایی در آسفالت و بتن – عدم کارائی در مجتمع ها و خطوط لوله متقاطع |
– تعیین محل عیب
– تعیین شدت بزرگی عیب – تعیین ساعت عیب – تعیین آندی-کاتدی بودن عیب – بدون نیاز به دسترسی به لوله – مناسب برای کلیه پوششها به جز سه لایه – تعیین عیوب کوچک |
DCVG | ۱ |
| – عدم تشخیص دقیق عیب به تنهایی
– نیاز به سیستم کاتدیک – نیاز به اینتراپتر – نیاز به ۳ اپراتور وتجهیزات – نیاز به تحلیل بر مبنای تجربه – نیاز به دسترسی به لوله – عدم کارایی در آسفالت و بتن – عدم کارائی در مجتمع ها و خطوط لوله متقاطع |
– تعیین محل عیب
– تعیین آندی-کاتدی بودن عیب – مناسب برای کلیه پوششها – تعیین سلامت سیستم کاتدی به صورت نقظه به نقطه – تعیین آندی-کاتدی بودن عیب |
CIPS | ۲ |
| – امکان وجود تداخل
– کارا نبودن درمحیطهای بسیارمرطوب |
– تعیین محل عیب
– تعیین شدت بزرگی عیب – تعیین ساعت عیب – تعیین آندی-کاتدی بودن عیب – تعیین عیوب کوچک |
C-Scan | ۳ |
| –— | – تعیین عیوب کوچک
– مناسب برای خطوط لوله نزدیک به هم و مجتمع ها – بدون تداخل |
PCM+ | ۴ |
تصویر ۱: راهنمای انتخاب روش بازرسی بر اساس NACE SP 0502
- برای عیوب بسیار کوچک کمتر از ۶۰۰ میلی متر مربع و بدون تاثیر در سیستم حفاظت کاتدیک
- برای عیوب بزرگ و عیوب تاثیر گذار بر سیستم حفاظت کاتدیک
- برای نقاط و عیوبی بر اساس تجربه اپراتور که قادر به اثبات آن می باشد.
طرز کار دستگاه
دستگاه فوق برای مقاصد بررسی پوشش در خصوص لوله زیر زمینی طراحی و ساخته شده است و تفاوت عمده آن با دستگاه های مشابه قدیمی در نحوه استفاده از جریان برق می باشد، بطوری که در دستگاه های قدیمی از جریان AC با فرکانس بالا ( عموما۷۵۰ هرتز) استفاده میگردد که افت قابل توجه سیگنال ارسالی مینای وجود عیب در پوشش خط لجاظ میگردد که البته در بسیار از موارد عیوب لوله با توجه به وجود خطای بزرگی ناشی از افت این سیگنال در طول خط لوله به طور دقیق قابل شناسایی نمی باشد. ولیکن در دستگاه PCM+ با توجه به استفاده از جریان AC با فرکانس کم (مشابه حریان DC) استفاده میکند که خطاهای ذکر شده بالا را نداشته و آنالیز دقیقتری از وضعیت پوشش خط به کاربر میدهد. دستگاه PCM+ با توجه به قابلیت ها و دیتاهایی که بعد از انجام تست میدهد، کمک میکند تا عیوب پوشش و خوردگی های احتمالی در همان بدو شروع تشخیص داده شوند و عمر کارکردی لوله ها در دوره نگهداری بدین ترتیب افزایش یابد.
در این رابطه باید توجه داشت بر اثر حرکت جریان متناوب در خطوط لوله فقط میدان مغناطیسی متغیر ایجاد می شود. بنابر این هیچگونه امواج الکترومغناطیس تولید نمی شود و لذا گیرنده های رادیویی در این رابطه هیچگونه سیگنالی از خطوط لوله دریافت نمی کنند. در این روش با بکارگیری سنسورهای حساس، میدان مغناطیسی ناشی از جریان AC عبور کرده از حطوط لوله اندازه گیری می شود. هرگاه جسم هادی الکتریسته در میدان مغناطیسی متغیر قرار گیرد، جریان الکتریسته متناوب در آن ایجاد می شود. مثلا عبور جریان متناوب از سیم پیچ اولیه ترانس ها، موجب بوجود آمدن میدان متغیر مغناطیسی در اطراف آن می شود. سیم پیچ ثانویه که در این میدان قرار دارد بطور القائی دارای جریان متناوب خواهد شد. اساس کار سنسورهای تشخیص میدان مغناطیسی خطوط لوله نیز به همین صورت است. بین شدت جریان القائی و شدت میدان مغناطیسی ارتباط مستقیم وجود دارد. هرچه میدان مغناطیسی قوی تر باشد، جریان القاء شده نیز بیشتر خواهد بود. بنابر این با اندازه گیری مقدار جریان القاء شده در سنسور مغناطیس سنج، شدت میدان مغناطیسی اندازه گیری می شود. تغییرات شدت میدان مغناطیسی اندازه گیری شده در طول خط لوله، نواحی نشت میدان مغناطیسی که همان نواحی نقص پوشش می باشد را مشخص می کند[۲ .[بنابراین با توجه به اینکه اساس این روش اندازه گیری میدان مغناطیسی خطوط لوله می باشد، بنابر این نیازی به تماس کامل سنسور آن با سطح زمین ندارد. همچنین میدان مغناطیسی براحتی از خاک، آب، بتن و آسفالت عبور می کند و بنابر این اندازه گیری میدان مغناطیسی بر روی آنها براحتی امکان پذیر است.
دستگاه فرستنده سیگنال هایی نزدیک به جریان DC را به داخل لوله ارسال می کند و دستگاه گیرنده میدان مغناطیسی ناشی از آنرا از روی سطح خاک بررسی می کند. دستگاه گیرنده دارای سنسور مغناطیس سنج(magnetometer (می باشد. با فشار دادن دکمه مربوطه بر روی دستگاه گیرنده، سنسور مزبور فعال شده و شروع به نقشه برداری جریان خطوط لوله((PCM(Mapper Current Pipeline (می کند. مقاومت اندوکتانس سلف با افزایش فرکانس جریان متناوب افزایش و مقاومت اندوکتانس خازن کاهش می یابد. با بکارگیری سلف و خازن می توان شرایطی را بوجود آورد که تشدید جریان در مدار الکترونیکی صورت گیرد و بدین ترتیب میدان ضعیف مغناطیسی خط لوله توسط سنسور مغناطیس سنج قابل رویت باشد.
تصویر ۲: شماتیک فرآیند و نحوه کارکرد دستگاه
۳٫ متعلقات دستگاه
۱- موقعیت یاب PCM LOCATOR
۲- مبدل سیگنال PCM TX TRANSMITTER
۳- A- Frame
اساس کار این دستگاه بر اساس نفشه برداری از جریان شارژ شده به خط لوله می باشد( Current Mapping (و نیز نقشه برداری از جریانهای سرگردان(Mapping Current Stray (می باشد. در این روش جریان اعمال شده به خط لوله موجب ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف آن می شود. برای اعمال جریان از دستگاهی به نام Transmitter استفاده می شود. این دستگاه جریان الکتریکی را در یک فرکانس مشخص به خط لوله وارد می کند. از آنجائیکه فرکانس جریان اعمالی کاملا مشخص است لذا میدان مغناطیسی حاصله از طریق فرکانس میدان قابل تشخیص می باشد. به عبارت دیگر دستگاه گیرنده فقط میدانهای ناشی از جریان اعمالی را دنبال می کند و این موضوع را از طریق مطابقت دادن فرکانس میدان حاصله با فرکانس جریان اعمالی تشخیص می دهد. میدان مذکور از طریق سطح زمین و به کمک گیرنده دستگاه ردیابی می شود. بدین ترتیب مقدار و جهت جریان عبوری در خط لوله که منجر به چنین میدانی شده است، تعیین می شود.
برای کسب اطلاعات بیشتر، با بازدار در تماس باشید