一种非金属管道外防腐层破损检测系统及应用方法与流程

本发明涉及地下管道探测技术领域，尤其涉及一种非金属管道外防腐层破损检测系统及应用方法。

背景技术：

埋地管道作为地面工程的重要设施之一；埋地管道是连接上游资源和下游用户的纽带；由于管道长期埋在地下；随着时间的推移，外界土壤特性及地形沉降等因素的影响；管道会发生腐蚀、穿孔以及泄漏；造成巨大的经济损失；

埋地管道按照材质可以分为金属管道和非金属管道；将管道做防腐处理埋入地下，用于将上游的石油、天然气等资源输送至下游资源匮乏地带或者大城市中；在对于石油、天然气等资源输送时使用的管道多为非金属管道；非金属管道在使用时随着时间的推移会出现老化、发脆以及剥离；最终导致非金属管道腐蚀穿孔，造成非金属管道发生泄露；由于两段非金属管道的连接处使用金属材质进行焊接，并在其外加防腐层进行保护；在两段非金属管道的连接处更容易发生防腐层的破损；为此需要一种非金属管道外防腐层破损检测系统及应用方法，对深埋地下的管道进行维护。

技术实现要素：

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种非金属管道外防腐层破损检测系统及应用方法，对地埋非金属管道外防腐层破损处进行检测的同时，并对管道所在区域的地理位置、管道的属性信息和缺陷信息进行统计；将检测结果进行保存并及时发送至移动终端；让相关工作人员知晓。

本发明提出的一种非金属管道外防腐层破损检测系统，包括中央处理系统、管道外防腐层检测模块、管道信息检测模块、地质环境检测模块、地理位置检测模块和移动终端；中央处理系统包括通讯模块、数据分析模块、数据存储模块和数据收发模块；

管道外防腐层检测模块通讯连接中央处理系统，用于检测地埋非金属管道防腐层破损点的位置；

管道信息检测模块通讯连接中央处理系统，用于检测并记录地埋非金属管道的属性信息和缺陷信息；

地质环境检测模块通讯连接中央处理系统，用于检测地埋非金属管道所处区域的土壤电阻率、土壤氧化还原电位、土壤ph值和土壤湿度；

地理位置检测模块通讯连接中央处理系统，用于检测地埋非金属管道所在区域的地理坐标，并对非金属管道走向进行精准定位；

数据分析模块用于对中央处理系统接收到的数据信息进行处理；

数据存储模块用于将数据分析模块处理后的数据进行存储；

数据收发模块通过通讯模块连接移动终端；数据收发模块用于接收管道外防腐层检测模块、管道信息检测模块、地质环境检测模块和地理位置检测模块输送的信息；并将数据分析模块处理后的信息发送至移动终端。

优选的，管道外防腐层检测模块包括发射器、第一探极主体、第二探极主体和检测仪；

发射器通过导线电性连接地埋非金属管道的测试桩上引出的电缆线端子；

第一探极主体和第二探极主体结构完全相同；第一探极主体一端设有探针；第一探极主体另一端设有握柄；握柄连接第一探极主体，且其上设有连接器；探针连接第一探极主体，且通过导线与连接器通讯连接；

检测仪包括电源单元、输入保护单元、调节单元、放大处理单元、降噪滤波单元、微控制器单元和显示单元；

电源单元通过导线电性连接探针、连接器、输入保护单元、调节单元、放大处理单元、降噪滤波单元、微控制器单元和显示单元；

微控制器单元通讯连接探针、连接器、输入保护单元、调节单元、放大处理单元、降噪滤波单元和显示单元。

优选的，地埋非金属管道的属性信息包括管道名称、管道坐标、管道埋深、管道走向、管道规格和材质、外覆盖层类型、检测时间以及维修历史；地埋非金属管道的缺陷信息包括管道外防腐层破损处的坐标、管道外防腐层破损形成的缺陷形状、管道外防腐层破损形成的缺陷大小、管道外防腐层破损修复建议以及后续的修复情况。

优选的，地埋非金属管道埋深和走向采用探地雷达法检测。

优选的，地质环境检测模块包括接地电阻测量仪、数显示式铂电极、土壤ph值分析计和土壤湿度传感器。

优选的，地理位置检测模块通讯连接北斗卫星导航系统或者全球卫星定位系统。

优选的，移动终端为手机客户端或电脑客户端。

上述非金属管道外防腐层破损检测系统的应用方法，包括以下具体步骤：

s1、对管道的属性信息和缺陷信息进行记录；

工作中工作人员利用探地雷达探测检测地埋非金属管道埋深和走向；对地埋非金属管道的规格和材质、外覆盖层类型和检测时间进行登记，并对以往的维修历史和管道坐标进行查看；

s2、对管道所在位置的地理坐标进行确定；

工作中，工作人员利用北斗卫星导航系统或者全球卫星定位系统对检测区域内的埋入地下的管道的地理坐标进行标示，并进行记录并与以往记录进行对比；同时对管道外防腐层破损处的坐标进行详细标记；

s3、对管道外所在位置的地质环境进行检测；

检测时工作人员采用等间距四电极法接地电阻测量仪测量土壤的接地电阻；采用数字显示式铂电极测量土壤的氧化还原电位及酸碱度，并根据氧化还原电位来判断土壤腐蚀性；使用土壤ph值分析计检测土壤ph值；使用土壤湿度传感器检测土壤的湿度；并将检测数据进行记录，生成检测结果；尤其需要对管道外防腐层破损处的地质环境进行检测；根据管道外防腐层破损处的地质环境检测的数值进行分析；并可以在以后的检测中根据对管道所处区域内的土壤进行检测，将新检测的土壤分析结果与以往检测数值进行对比，进行预判所在区域内的管道外防腐层是否发生破损，从而提高工作效率；

s4、对管道外防腐层破损情况进行检测；

工作时，检测人员将发射器通过导线电性连接地埋非金属管道的测试桩上引出的电缆线端子；将第一探极主体和第二探极主体沿着管道间隔一定距离插入管道上方的土壤中；给目标管道同时施加一组128hz高频率交流电信号(高频率通常指不小于128hz的频率)和两组3hz和6hz的低频率交流电信号(高频率是低频率的10-300倍，施加的两组呈倍频关系的低频率交流电信号用于基于相位比较电路来确定电流方向)；利用施加的高频率信号调节第一探极主体和第二探极主体的间距并确认静态信号的大小(静态信号通常指电位差值小于50mv)，当静态信号稳定后，以此时第一探极主体和第二探极主体的距离为步距沿管道纵向检测；

检测时，施加的3hz和6hz的低频率正弦波信号经输入保护单元进行限压保护后，经放大、滤波后经过微控制器单元处理，将3hz的信号进行倍频放大得到两个频率相同均为8hz的信号；输入到相位比较电路识别各自信号的相位并进行比较，显示单元对电位差值和防腐层破损处的方向在显示单元中以箭头和db值进行显示：

如果两个正弦波信号相同，则显示单元中箭头向前，表示防腐层破损点在检测区间的前方；

如果两个正弦波信号相位差180°，则显示单元中的箭头向后，表示防腐层破损点在检测区间的后方；

如果第一探极主体和第二探极主体间的电位差值基本和静态信号一致，则表示防腐层没有破损；

如果第一探极主体和第二探极主体间的电位差值增大后又减小到接近零，则表示防腐层破损点和检测区间重合；

检测区间距离防腐层破损处越近，则信号电平强度越高；反之越低；

s5、对检测的信息进行处理；并生成记录进行保存；将检测结果发送至移动终端；

将s1到s4检测到的数据进行收集、处理和保存；并将检测结果发送到相关工作人员的手机客户端或者电脑客户端；让工作人员对管道的防腐层的破损结果进行知晓；并对防腐层发生破损的管道进行及时的维修。

本发明中，可对地埋非金属管道外防腐层是否破损进行检测，同时可对管道防腐层发生破损区域的土壤信息进行检测保留汇总；并可以根据以往检测的土壤信息与所在区域检测的土壤信息进行比对，进行排查相关区域内的管道是否发生防腐层破损，从而提高检测效率；还可对检测区域进行精准定位，记录检测管道的地理坐标；并在以后的检测时对相关区域进行重点排查；对检测的结果以及采集的各项信息实时发送至中央处理系统进行数据分析处理；中央处理系统对接收的数据进行保存，并将接收到的数据信息生产结果发送至相关工作人员的手机终端或者电脑终端让相关工作人员及时知晓检测结果；当检测到非金属管道外防腐层发生破损时相关工作人员可在第一时间知晓并制得维修计划及时对管道防腐层破损处进行维修。

附图说明

图1为本发明提出的一种非金属管道外防腐层破损检测系统的原理框图。

图2为本发明提出的一种非金属管道外防腐层破损检测系统的应用方法的流程图。

具体实施方式

如图1-2所示，图1为本发明提出的一种非金属管道外防腐层破损检测系统的原理框图。

图2为本发明提出的一种非金属管道外防腐层破损检测系统的应用方法的流程图。

参照图1-2，本发明提出的一种非金属管道外防腐层破损检测系统，包括中央处理系统、管道外防腐层检测模块、管道信息检测模块、地质环境检测模块、地理位置检测模块和移动终端；中央处理系统包括通讯模块、数据分析模块、数据存储模块和数据收发模块；

管道外防腐层检测模块通讯连接中央处理系统，用于检测地埋非金属管道防腐层破损点的位置；

管道信息检测模块通讯连接中央处理系统，用于检测并记录地埋非金属管道的属性信息和缺陷信息；

地质环境检测模块通讯连接中央处理系统，用于检测地埋非金属管道所处区域的土壤电阻率、土壤氧化还原电位、土壤ph值和土壤湿度；

地理位置检测模块通讯连接中央处理系统，用于检测地埋非金属管道所在区域的地理坐标，并对非金属管道走向进行精准定位；

数据分析模块用于对中央处理系统接收到的数据信息进行处理；

数据存储模块用于将数据分析模块处理后的数据进行存储；

数据收发模块通过通讯模块连接移动终端；数据收发模块用于接收管道外防腐层检测模块、管道信息检测模块、地质环境检测模块和地理位置检测模块输送的信息；并将数据分析模块处理后的信息发送至移动终端。

在具体实施方式中，管道外防腐层检测模块包括发射器、第一探极主体、第二探极主体和检测仪；

发射器通过导线电性连接地埋非金属管道的测试桩上引出的电缆线端子；

第一探极主体和第二探极主体结构完全相同；第一探极主体一端设有探针；第一探极主体另一端设有握柄；握柄连接第一探极主体，且其上设有连接器；探针连接第一探极主体，且通过导线与连接器通讯连接；

检测仪包括电源单元、输入保护单元、调节单元、放大处理单元、降噪滤波单元、微控制器单元和显示单元；

电源单元通过导线电性连接探针、连接器、输入保护单元、调节单元、放大处理单元、降噪滤波单元、微控制器单元和显示单元；

微控制器单元通讯连接探针、连接器、输入保护单元、调节单元、放大处理单元、降噪滤波单元和显示单元。

在具体实施方式中，地埋非金属管道的属性信息包括管道名称、管道坐标、管道埋深、管道走向、管道规格和材质、外覆盖层类型、检测时间以及维修历史；地埋非金属管道的缺陷信息包括管道外防腐层破损处的坐标、管道外防腐层破损形成的缺陷形状、管道外防腐层破损形成的缺陷大小、管道外防腐层破损修复建议以及后续的修复情况。

在具体实施方式中，地埋非金属管道埋深和走向采用探地雷达法检测。

在具体实施方式中，地质环境检测模块包括接地电阻测量仪、数显示式铂电极、土壤ph值分析计和土壤湿度传感器。

在具体实施方式中，地理位置检测模块通讯连接北斗卫星导航系统或者全球卫星定位系统。

在具体实施方式中，移动终端为手机客户端或电脑客户端。

还提供上述非金属管道外防腐层破损检测系统的应用方法，包括以下具体步骤：

s1、对管道的属性信息和缺陷信息进行记录；

工作中工作人员利用探地雷达探测检测地埋非金属管道埋深和走向；对地埋非金属管道的规格和材质、外覆盖层类型和检测时间进行登记，并对以往的维修历史和管道坐标进行查看；

s2、对管道所在位置的地理坐标进行确定；

工作中，工作人员利用北斗卫星导航系统或者全球卫星定位系统对检测区域内的埋入地下的管道的地理坐标进行标示，并进行记录并与以往记录进行对比；同时对管道外防腐层破损处的坐标进行详细标记；

s3、对管道外所在位置的地质环境进行检测；

检测时工作人员采用等间距四电极法接地电阻测量仪测量土壤的接地电阻；采用数字显示式铂电极测量土壤的氧化还原电位及酸碱度，并根据氧化还原电位来判断土壤腐蚀性；使用土壤ph值分析计检测土壤ph值；使用土壤湿度传感器检测土壤的湿度；并将检测数据进行记录，生成检测结果；尤其需要对管道外防腐层破损处的地质环境进行检测；根据管道外防腐层破损处的地质环境检测的数值进行分析；并可以在以后的检测中根据对管道所处区域内的土壤进行检测，将新检测的土壤分析结果与以往检测数值进行对比，进行预判所在区域内的管道外防腐层是否发生破损，从而提高工作效率；

s4、对管道外防腐层破损情况进行检测；

工作时，检测人员将发射器通过导线电性连接地埋非金属管道的测试桩上引出的电缆线端子；将第一探极主体和第二探极主体沿着管道间隔一定距离插入管道上方的土壤中；给目标管道同时施加一组128hz高频率交流电信号(高频率通常指不小于128hz的频率)和两组3hz和6hz的低频率交流电信号(高频率是低频率的10-300倍，施加的两组呈倍频关系的低频率交流电信号用于基于相位比较电路来确定电流方向)；利用施加的高频率信号调节第一探极主体和第二探极主体的间距并确认静态信号的大小(静态信号通常指电位差值小于50mv)，当静态信号稳定后，以此时第一探极主体和第二探极主体的距离为步距沿管道纵向检测；

检测时，施加的3hz和6hz的低频率正弦波信号经输入保护单元进行限压保护后，经放大、滤波后经过微控制器单元处理，将3hz的信号进行倍频放大得到两个频率相同均为8hz的信号；输入到相位比较电路识别各自信号的相位并进行比较，显示单元对电位差值和防腐层破损处的方向在显示单元中以箭头和db值进行显示：

如果两个正弦波信号相同，则显示单元中箭头向前，表示防腐层破损点在检测区间的前方；

如果两个正弦波信号相位差180°，则显示单元中的箭头向后，表示防腐层破损点在检测区间的后方；

如果第一探极主体和第二探极主体间的电位差值基本和静态信号一致，则表示防腐层没有破损；

如果第一探极主体和第二探极主体间的电位差值增大后又减小到接近零，则表示防腐层破损点和检测区间重合；

检测区间距离防腐层破损处越近，则信号电平强度越高；反之越低；

s5、对检测的信息进行处理；并生成记录进行保存；将检测结果发送至移动终端；

将s1到s4检测到的数据进行收集、处理和保存；并将检测结果发送到相关工作人员的手机客户端或者电脑客户端；让工作人员对管道的防腐层的破损结果进行知晓；并对防腐层发生破损的管道进行及时的维修。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。