CN108120742A - 一种可监测保温层进水的埋地管道系统及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可监测保温层进水的埋地管道系统及其制备方法，属于管道监测领域。所述系统包括：管道本体、包覆在管道本体外壁上的保温层、包覆在保温层的外壁上的外防护层；第一监测模块，设置在管道本体与保温层之间；第二监测模块，设置在保温层与外防护层之间；第一测试引线，密封穿过外防护层和保温层后与第一监测模块电连接；第二测试引线，密封穿过外防护层后与第二监测模块电连接；万用表，与第一测试引线和第二测试引线的位于外防护层外部的引出端电连接。本发明通过在保温层的内侧与外侧分别安装有金属种类不同的第一监测模块与第二监测模块，可根据第一监测模块与第二监测模块的电位差来及时判断保温层是否进水。

Description

一种可监测保温层进水的埋地管道系统及其制备方法

技术领域

本发明涉及管道监测领域，特别涉及一种可监测保温层进水的埋地管道系统及其制备方法。

背景技术

随着我国对节能降耗要求的提高，保温管道成为一种重要的输送形式。保温管道一般包括管道本体、包覆在管道本体外壁上的保温层、包覆在保温层外壁上的外防护层，虽然管道采取了保温措施后达到了节能减排的目的，但也会发生由于保温层进水而引起管道腐蚀的问题。控制保温管道腐蚀发生最有效的办法是监测保温层内是否有水进入，如果能及时发现保温层内有水进入，及时制定修复计划，就可以有效地避免埋地保温管道腐蚀的发生。

目前，对于埋地保温管道来说，监测保温层内是否有水进入的方法通常采用开挖监测技术，具体为：先对要进行监测的保温管道进行开挖使其暴露，然后采用红外测温技术来获取保温管道的表面温度，并通过该表面温度的大小来判定该保温管道的保温层是否进水。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的保温管道需开挖后再对其保温层是否进水进行监测，不能及时地发现保温层进水。

发明内容

为了解决现有技术不能及时发现保温层进水的问题，本发明实施例提供了能及时有效地监测保温层是否进水的可监测保温层进水的埋地管道系统及其制备方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种可监测保温层进水的埋地管道系统，包括：管道本体、包覆在所述管道本体外壁上的保温层、包覆在所述保温层的外壁上的外防护层；进一步地，所述可监测保温层进水的埋地管道系统还包括：

第一监测模块，设置在所述管道本体与所述保温层之间；

第二监测模块，设置在所述保温层与所述外防护层之间；

第一测试引线，密封穿过所述外防护层和所述保温层后与所述第一监测模块电连接；

第二测试引线，密封穿过所述外防护层后与所述第二监测模块电连接；

万用表，与所述第一测试引线和第二测试引线的位于所述外防护层外部的引出端电连接；

所述第一监测模块和所述第二监测模块的材质为不同种类的金属，且所述第一监测模块与所述第二监测模块的电位比所述管道本体的电位正。

优选地，在所述管道本体与所述保温层之间涂覆有防腐涂层，并且所述第一监测模块设置在所述防腐涂层与所述保温层之间。

优选地，所述第一监测模块与所述第二监测模块的材质为镁、铝、锌及其合金。

优选地，所述第一监测模块为箔片状，所述第二监测模块为丝状。

优选地，所述第一监测模块为铝箔片，所述第二监测模块为镁丝。

优选地，沿周向平均分布在所述管道本体外壁上的多个所述第一检监测模块构成一组，且沿所述管道本体的轴向设置有多组。

优选地，每一个所述第一监测模块对应电连接一个所述第一测试引线。

优选地，每个所述第一测试引线的颜色不同。

优选地，在所述外防护层上设置有一个用于使所述第一测试引线和所述第二测试引线同时密封穿过的测试引线引出口。

另一方面，提供了一种可监测保温层进水的埋地管道系统的制备方法，所述方法包括以下步骤：

a、在管道本体的外壁上安装第一监测模块，并将所述第一监测与第一测试引线电连接；

b、在所述管道本体的外壁上包覆保温层，使所述第一监测模块位于所述管道本体与所述保温层之间，并将所述第一测试引线密封引出至所述保温层的外部；

c、在所述保温层的外壁上安装第二监测模块，并将所述第二监测模块与所述第二测试引线电连接；

d、在所述保温层的外壁上包覆外防护层，使所述第二监测模块位于所述保温层与所述外防护层之间，并将所述第一测试引线与所述第二测试引线密封引出至所述外防护层的外部后分别与万用表电连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在保温层的内侧与外侧分别安装有金属种类不同的第一监测模块与第二监测模块，并通过万用表监测第一监测模块与第二监测模块之间是否存在电位差，进而据此来及时有效地判断保温层是否进水；通过将位于管道本体外壁不同位置的第一监测模块与颜色不同的第一测试引线相连，可有效地确定保温层的进水位置；通过将每组第一监测模块沿周向平均分布在管道本体上，同时沿轴向设置多组，可对管道本体进行全方位的监测；通过在管道本体与保温层之间涂覆防腐涂层，可增加管道本体耐腐蚀的能力；另外，由于不需要对埋地管道进行开挖，所以该埋地管道系统具有操作简便与成本低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的埋地管道保温层进水监测系统的截面示意图。

其中，对附图中的各标号说明如下：

1管道本体；2保温层；3外防护层；4第一监测模块；5第二监测模块；6第一测试引线；7第二测试引线；8万用表；9防腐涂层；10测试引线引出口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种可监测保温层进水的埋地管道系统，如图1所示，该埋地管道系统包括：管道本体1、包覆在管道本体1外壁上的保温层2、包覆在保温层2的外壁上的外防护层3。进一步地，该埋地管道系统还包括：第一监测模块4，设置在管道本体1与保温层2之间；第二监测模块5，设置在保温层2与外防护层3之间；第一测试引线6，密封穿过外防护层3和保温层2后与第一监测模块4电连接；第二测试引线7，密封穿过外防护层3后与第二监测模块5电连接；万用表8，与第一测试引线6和第二测试引线7的位于外防护层3外部的引出端电连接；且第一监测模块4和第二监测模块5的材质为不同种类的金属，第一监测模块4与第二监测模块5的电位比管道本体1的电位正。

以下就该可监测保温层进水的埋地管道系统的工作原理给予描述：

本发明实施例提供的埋地管道系统基于通过保温层2的水作为导电介质，以电连通保温层2内外两侧的第一监测模块4和第二监测模块5，由于第一监测模块4和第二监测模块5的材质为不同种类的金属，且两者的电位均比管道本体1的电位正，此时两者之间会产生电位差并由万用表8检测出来。具体地，当水自外防护层3进入后，其在保温层2外侧与第二检测模块5接触，随着其逐渐深入保温层2直至接触第一监测模块4时，第一监测模块4与第二监测模块5将连成电通路，此时两个端头分别与第一监测模块4和第二监测模块5电连接的万用表8将会测量得到两者之间存在的电位差，此时即可判断保温层2已经进水，据此制定修复计划即可。如若万用表8显示两者之间的电位差为0时，此时则表明保温层2并未进水或者并未被渗透，尚可处于正常使用阶段。

需要说明的是，通过使第一测试引线6密封穿过外防护层3和保温层2，以及使第二测试引线7密封穿过外防护层3，能够保证该埋地管道各涂层的密封性，防止因此而影响埋地管道自身的性能，同时保证能准确地监测到保温层2是否进水。

可见，本发明实施例提供的埋地管道系统，通过在保温层2的内侧与外侧分别安装有金属种类不同的第一监测4模块与第二监测模块5，可根据第一监测模块4与第二监测模块5的电位差来及时判断保温层2是否进水，在无需开挖状态下即可及时有效地监测保温层2的进水情况；另外，由于不需要对埋地管道进行开挖，所以该埋地管道系统具有操作简便与成本低的优点。

如图1所示，进一步地，在管道本体1与保温层2之间涂覆有防腐涂层9，且第一监测模块4设置在防腐涂层9与保温层2之间。在管道本体1的表面涂覆防腐涂层9可以增加管道本体1耐腐蚀的能力，即使监测到保温层2进水后，也可留有足够的时间去进行修复作业，并且避免在该段时间内管道本体1受到腐蚀。又由于第一监测模块4与第二监测模块5都可以充当牺牲阳极，都能对管道本体1的腐蚀起到保护作用，故本发明实施例提供的埋地管道系统具有较高的耐腐蚀能力。

在实际操作中，第一监测模块4与第二监测模块5的材质为镁、铝、锌及其合金，此处的合金可以为镁合金、铝合金、锌合金等，优选为镁铝合金，因为镁、铝、锌及其镁铝合金的标准电位比铁的标准电位小，且镁、铝、锌及其镁铝合金易获得、价格较其他金属要低。关于第一监测模块4与第二监测模块5的材质种类的具体选择，本发明实施例不进行限制，使第一监测模块4与第二监测模块5的材质种类不相同即可，也就是使第一监测模块4与第二监测模块5之间存在电位差。

一般来说，水在保温层2中的渗透路线多沿保温层2的径向方向进行，为了及时有效地监测到保温层2的进水情况，第一监测模块4和第二监测模块5优选位于保温层2的同一径向截面上。同时，在本发明实施例中，优选使第一监测模块4为箔片状(可贴合在管道本体1的外壁或者防腐涂层9的外壁上)，不仅便于使用多个第一监测模块4以测量保温层2多个位置处的进水情况，还利于增加与保温层2的接触面积，保证进水监测效果；使第二监测模块5为丝状(可缠绕在保温层2的外壁上)，以尽可能全方位地接触到进水口。作为一种实施方式，本发明实施例中的第一监测模4块为铝箔片，第二监测模块5为镁丝。本发明实施例提供的可监测保温层进水的埋地管道系统施工较简单，只需将铝箔片粘贴在管道本体1的外壁、镁丝缠绕在保温层2的外壁即可不会对保温层2主体和保温层2保温效果产生影响。

如图1所示，更进一步地，沿周向平均分布在管道本体1外壁上的多个第一监测模块4构成一组，且沿管道本体1的轴向设置有多组，以对管道1进行全方位的监测，便于及时发现保温层2内有水进入，及时制定修复计划，从而就可以有效的避免埋地保温管道腐蚀的发生。其中，上述的“一组”指的是一组保温层2内监测模块，每组保温层2内监测模块含有多个第一监测模块4，且这些第一监测模块4沿管道本体1的圆周方向平均分布(优选彼此间隔设置)在管道本体1的外壁上，即这些第一监测模块4沿管道本体1绕成一圆形。关于第一监测模块4的个数，本发明实施例不进行限制，例如本发明实施例中的第一监测模块4的个数为4，按时钟方位，它们分别位于3点、6点、9点与12点的位置。需要指出的是，每组第一监测模块4可以安装在管道本体1的任何一个部位，例如本发明实施例将第一监测模块4安装在管道本体1焊接的部位，因为管道本体1焊接的部位易进水。需要说明的是，若要对保温层2的某个部位进行检测是否进水，只需要将位于保温层2的这个部位的第一监测模块4所对应的第一测试引线6的引出端与万用表8的一端进行电连接。

在实际操作中，为了便于确定保温层2的具体进水位置，本发明实施例将每一个第一监测模块4对应电连接一个第一测试引线6，且每个第一测试引线6的颜色不同。例如本发明实施例中将4个第一监测模块4沿周向平均分布在管道本体1的外壁上，与这4个第一监测模块4电连接的第一测试引线6的颜色分别设置为白、红、黄蓝色，那么就可以通过读取不同颜色的第一测试引线6所对应的万用表8显示的数值来判定保温层2的具体进水位置。

如图1所示，更进一步地，在外防护层3上设置有一个测试引线引出口10，以同时引出第一测试引线6与第二测试引线7，从而避免在外防护层3上设置多个引线出口，减少水进入到保温层2内的风险。为了防止水从测试引线引出口10流入到保温层2内，所以第一测试引线6与第二测试引线7从测试引线引出口10引出后，对测试引线引出口10进行密封，该密封可采用多种方式进行，例如采用密封胶带、托普粘弹体等进行封堵。需要说明的是，第一测试引线6需要密封穿过保温层2、外防护层3才能经过测试引线引出口10与万用表8的一端相连接，以避免水沿着第一测试线6流入到保温层2内，而图1中并未标出第一测试引线6在保温层2以及外防护层3的路线；同样地，第二测试引线7需要密封穿过外防护层3才能经过测试引线引出口10与万用表8的另外一端相连接，以避免水沿着第二测试线7流入到保温层2内，而图1中并未标出第二测试引线7在外防护层3的路线。

在实际操作中，通常将第一测试引线6与第二测试引线7从测试引线引出口10引出至地面的测试桩上，然后再将万用表8与测试桩电连接，实现对第一监测模块4与第二监测模块5的数据采集。其中，测试桩为：对从测试引线引出口10引出于地面上的第一测试引线6与第二测试引线7进行安装的装置，具有不同的连接柱，每个连接柱用于连接每个测试引线，实现多根测试引线的安装。关于万用表8的电阻大小，本发明实施例采用10MΩ及以上的万用表8实现对监测模块的数据采集与测量。为了避免第一测试引线6与第二测试引线7在安装过程中产生拉断的情况，本发明实施例中的第一测试引线6与第二测试引线7具有一定的强度，例如采用高强度的铜基引线。

需要说明的是，当外防护层3发生破损导致水进入保温层2时，会发生以下两种情况：

第一种：当水浸没第二监测模块5但未完全穿透保温层2到达第一监测模块4时，由于第一监测模块4与第二监测模块5之间为断路状态，因此用万用表8测量第一测试引线6和第二测试引线7之间的电位差，即万用表8的显示的数值均为0；

第二种：当水完全浸没保温层2并到达第一监测模块4时，由于第一监测模块4与第二监测模块5之间形成连通状态，因此万用表8分别测量第二测试引线7与不同颜色的第一测试引线6之间的电位差，可根据引线颜色来判定保温层2进水的具体位置。

另一方面，基于上述提供的可监测保温层进水的埋地管道系统，本发明实施例也提供了该可监测保温层进水的埋地管道系统的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤101、在管道本体1的外壁上安装第一监测模块4，并将第一监测4与第一测试引线6电连接。

步骤102、在管道本体1的外壁上包覆保温层2，使第一监测模块4位于管道本体1与保温层2之间，并将第一测试引线6密封引出至保温层2的外部。

步骤103、在保温层2的外壁上安装第二监测模块5，并将第二监测模块5与第二测试引线7电连接。

步骤104、在保温层2的外壁上包覆外防护层3，使第二监测模块5位于保温层2与外防护层3之间，并将第一测试引线6与第二测试引线7密封引出至外防护层3的外部后分别与万用表8电连接。

综上所述，通过上述方法可以简单方便地制作本发明实施例提供的埋地管道系统；通过在保温层的内侧与外侧分别安装有金属种类不同的第一监测模块与第二监测模块，可根据第一监测模块与第二监测模块的电位差来及时判断保温层是否进水；通过将位于管道本体外部不同位置的第一监测模块与颜色不同的第一测试引线进行相连，可有效的确定保温层的进水位置；通过将每组第一监测模块沿周向平均分布在管道本体上，可对管道本体进行全方位的监测；通过在管道本体与保温层之间涂覆防腐涂层，可增加管道本体耐腐蚀的能力；另外，由于不需要对埋地管道进行开挖，所以该埋地管道系统具有操作简便与成本低的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可监测保温层进水的埋地管道系统，包括管道本体(1)、包覆在所述管道本体(1)外壁上的保温层(2)、包覆在所述保温层(2)的外壁上的外防护层(3)；

其特征在于，所述可监测保温层进水的埋地管道系统还包括：

第一监测模块(4)，设置在所述管道本体(1)与所述保温层(2)之间；

第二监测模块(5)，设置在所述保温层(2)与所述外防护层(3)之间；

第一测试引线(6)，密封穿过所述外防护层(3)和所述保温层(2)后与所述第一监测模块(4)电连接；

第二测试引线(7)，密封穿过所述外防护层(3)后与所述第二监测模块(5)电连接；

万用表(8)，与所述第一测试引线(6)和第二测试引线(7)的位于所述外防护层(3)外部的引出端电连接；

所述第一监测模块(4)和所述第二监测模块(5)的材质为不同种类的金属，且所述第一监测模块(4)与所述第二监测模块(5)的电位比所述管道本体(1)的电位正。

2.根据权利要求1所述的可监测保温层进水的埋地管道系统，其特征在于，在所述管道本体(1)与所述保温层(2)之间涂覆有防腐涂层(9)，且所述第一监测模块(4)设置在所述保温层(2)与所述防腐涂层(9)之间。

3.根据权利要求1所述的可监测保温层进水的埋地管道系统，其特征在于，所述第一监测模块(4)与所述第二监测模块(5)的材质为镁、铝、锌及其合金。

4.根据权利要求3所述的可监测保温层进水的埋地管道系统，其特征在于，所述第一监测模块(4)为箔片状，所述第二监测模块(5)为丝状。

5.根据权利要求4所述的可监测保温层进水的埋地管道系统，所述第一监测模块(4)为铝箔片，所述第二监测模块(5)为镁丝。

6.根据权利要求4所述的可监测保温层进水的埋地管道系统，其特征在于，沿周向平均分布在所述管道本体(1)外壁上的多个所述第一监测模块(4)构成一组，且沿所述管道本体(1)的轴向设置有多组。

7.根据权利要求6所述的可监测保温层进水的埋地管道系统，其特征在于，每一个所述第一监测模块(4)对应电连接一个所述第一测试引线(6)。

8.根据权利要求7所述的可监测保温层进水的埋地管道系统，其特征在于，每个所述第一测试引线(6)的颜色不同。

9.根据权利要求1所述的可监测保温层进水的埋地管道系统，其特征在于，在所述外防护层(3)上设置有一个用于使所述第一测试引线(6)和所述第二测试引线(7)同时密封穿过的测试引线引出口(10)。

10.权利要求1所述的可监测保温层进水的埋地管道系统的制备方法，包括以下步骤：

a、在管道本体(1)的外壁上安装第一监测模块(4)，并将所述第一监测(4)与第一测试引线(6)电连接；

b、在所述管道本体(1)的外壁上包覆保温层(2)，使所述第一监测模块(4)位于所述管道本体(1)与所述保温层(2)之间，并将所述第一测试引线(6)密封引出至所述保温层(2)的外部；

c、在所述保温层(2)的外壁上安装第二监测模块(5)，并将所述第二监测模块(5)与所述第二测试引线(7)电连接；

d、在所述保温层(2)的外壁上包覆外防护层(3)，使所述第二监测模块(5)位于所述保温层(2)与所述外防护层(3)之间，并将所述第一测试引线(6)与所述第二测试引线(7)密封引出至所述外防护层(3)的外部后分别与万用表(8)电连接。