CN212955360U - 核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统 - Google Patents

核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统 Download PDF

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本实用新型属于核电维修技术领域，具体涉及一种核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统。本公开实施例的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统中，控制器根据从第一电位采集记录仪获取通电电位数据和断电电位数据，以及从各第二电位采集记录仪获取电位梯度数据，可以确定待测管道的缺陷的大小，由此可以在埋地管道非开挖的情况下，对待测管道防腐层缺陷的大小进行定量评估，及时、准确地掌握核电厂埋地管道防腐层缺陷的大小，为核电厂埋地管道防腐层的评价和修复提供有力支撑。

Description

核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统
技术领域
本实用新型属于核电维修技术领域，具体涉及一种核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统。
背景技术
核电厂埋地钢质管道埋设于地下，采用在管道外壁涂覆防腐层来减缓其土壤腐蚀。随着埋地管道服役年限的增长，其防腐层不可避免的会发生降质；另外在埋地管道建造或维修期间，可能存在机械划伤导致防腐层被破坏，产生防腐层缺陷。防腐层缺陷部位优先遭受土壤中各种侵蚀离子(氯离子、硫酸根离子、硫离子)作用，与防腐层完整部位形成“大阴极-小阳极”的腐蚀电池，导致防腐层缺陷部位的管体腐蚀速率加快，其腐蚀程度加重，直至埋地管道发生腐蚀穿孔。鉴于此，如何准确有效的定位埋地管道防腐层缺陷，并有效监测缺陷大小成为亟待解决的问题。
实用新型内容
为克服相关技术中存在的问题，提供了核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统。
根据本公开实施例的一方面，提供一种核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统包括：第一参比电极、管道测试桩、至少一个第二参比电极、第一电位采集记录仪、至少一个第二电位采集记录仪以及控制器；
所述管道测试桩的一端与地面下的待测管道连接，所述管道测试桩的另一端与所述第一参比电极连接，所述第一参比电极设置在待测管道的缺陷位置上方的地表；
所述管道测试桩与所述第一参比电极之间串联所述第一电位采集记录仪，所述第一电位采集记录仪用于采集所述待测管道的通电电位数据和断电电位数据；
每个第二参比电极设置在地表并围绕在所述第一参比电极周围，每个第二参比电极与所述第一参比电极之间串联一个第二电位采集记录仪，该第二电位采集记录仪用于采集该第二参比电极与所述第一参比电极之间的电位梯度数据；
所述控制器分别与所述第一电位采集记录仪以及各第二电位采集记录仪连接，所述控制器能够从所述第一电位采集记录仪获取通电电位数据和断电电位数据，所述控制器能够从各第二电位采集记录仪获取电位梯度数据。
在一种可能的实现方式中，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统还包括第一电流断路器、第一触发器和第二触发器，所述第一电流断路器用于控制所述待测管道与阴极保护电源之间电路的通断；
所述第一触发器与所述第一电流断路器连接，所述第二触发器与所述第一电位采集记录仪连接；
所述第一触发器触发所述第一电流断路器断开待测管道与阴极保护电源之间电路的时刻与所述第二触发器触发所述第一电位采集记录仪采集数据的时刻相同；
所述第一触发器触发所述第一电流断路器联通待测管道与阴极保护电源之间电路的时刻与所述第二触发器触发所述第一电位采集记录仪采集数据的时刻相同。
在一种可能的实现方式中，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统还包括第二电流断路器、第三触发器和至少一个第四触发器，所述第二电流断路器用于控制所述待测管道与阴极保护电源之间电路的通断；
所述第三触发器与所述第二电流断路器连接，每个第四触发器与一个第二电位采集记录仪连接；
所述第三触发器触发所述第二电流断路器断开待测管道与阴极保护电源之间电路的时刻与每个第四触发器触发对应的第二电位采集记录仪采集数据的时刻相同；
所述第三触发器触发所述第二电流断路器联通待测管道与阴极保护电源之间电路的时刻与每个第四触发器触发对应的第二电位采集记录仪采集数据的时刻相同。
在一种可能的实现方式中，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统还包括：第四参比电极、多个第三参比电极、多个第三电位采集记录仪以及多个距离传感器；
每个第三参比电极与所述第四参比电极连接；
每个第三参比电极与所述第四参比电极之间连接一个距离传感器，该距离传感器用于采集该第三参比电极与所述第四参比电极之间的距离数据；
每个第三参比电极与所述第四参比电极之间连接一个第三电位采集记录仪，该第三电位采集记录仪用于采集该第三参比电极与所述第四参比电极之间的电位梯度数据；
所述控制器分别与各第三电位采集记录仪、各距离传感器连接，所述控制器从各第三电位采集记录仪获取电位梯度数据，所述控制器从各距离传感器获取距离数据；
所述控制器根据各第三参比电极与所述第四参比电极之间的电位梯度数据以及距离数据，确定待测管道缺陷的位置。
在一种可能的实现方式中，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统包括多个第二参比电极，各第二参比电极与所述第一参比电极之间的距离完全相同、部分相同或完全不同。
在一种可能的实现方式中，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统包括多个第二参比电极，各第二参比电极均匀的围绕在所述第一参比电极周围。
在一种可能的实现方式中，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统包括多个第二参比电极，各第二参比电极与所述第一参比电极呈直线排列。
在一种可能的实现方式中，所述第一参比电极正对所述待测管道的轴线。
本实用新型的有益效果在于：本公开实施例的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统中，控制器根据从第一电位采集记录仪获取通电电位数据和断电电位数据，以及从各第二电位采集记录仪获取电位梯度数据，可以确定待测管道的缺陷的大小，由此可以在埋地管道非开挖的情况下，对待测管道防腐层缺陷的大小进行定量评估，及时、准确地掌握核电厂埋地管道防腐层缺陷的大小，为核电厂埋地管道防腐层的评价和修复提供有力支撑。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的管道缺陷定位曲线的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统的示意图。图2是根据一示例性实施例示出的一种核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统的示意图。如图1和图2所示，核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统可以包括：管道测试桩6、第一参比电极2、至少一个第二参比电极3、第一电位采集记录仪9、至少一个第二电位采集记录仪4、控制器(图中未示出)。
在本公开实施例中，控制器可以表示为进行信息处理、程序运行的电子设备，控制器可以例如为笔记本电脑、台式电脑或服务器等，本公开实施例对控制器的类型不做限定。
作为本实施例的一个示例，在确定管道缺陷位置的情况下，可以将第一参比电极2设置在待测管道1的缺陷位置上方的地表，其中，第一参比电极2的位置还可以正对于待测管道1的轴线。
各第二参比电极可以围绕在第一参比电极周围，例如，各第二参比电极可以均匀的分布在以第一参比电极为圆心的圆周上；又如，各第二参比电极可以分别分布在以第一参比电极为圆心的多个同心圆周上，各第二参比电极与第一参比电极之间的距离可以大于待测管道的半径，本公开实施例对第二参比电极的分布方式不做限定。第二参比电极的数量可以为3个、5个或25个，本公开实施例对第二参比电极的数量不做限定。
通常来讲，埋地管道与埋设在地下的辅助阳极地床之间可以串联阴极保护电源15，辅助阳极地床7可以通过第三电流断路器14与阴极保护电源15连接，该阴极保护电源输出电流对埋地管道形成防腐蚀保护。可以设置阴极保护电源恒流输出电流信号，阴极保护电源的输出电流的大小根据被检测管道的极化情况进行现场调整。管道测试桩6的一端可以与地面下的待测管道1连接，管道测试桩6的另一端可以与第一参比电极2连接，第一参比电极2设置在待测管道1的缺陷位置上方的地表；管道测试桩6与第一参比电极2之间可以串联第一电位采集记录仪9，第一电位采集记录仪9用于采集待测管道1的通电电位数据和断电电位数据。
举例来讲，核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统还包括第一电流断路器8、第一触发器(图中未示出)和第二触发器(图中未示出)，第一电流断路器8可以用于控制待测管道1与阴极保护电源15之间电路的通断；
第一触发器可以与第一电流断路器8连接，第二触发器可以与第一电位采集记录仪9连接；第一触发器触发第一电流断路器8断开待测管道1与阴极保护电源15之间电路的时刻，可以与第二触发器触发第一电位采集记录仪9采集数据的时刻相同；第一触发器触发第一电流断路器8联通待测管道1与阴极保护电源15之间电路的时刻，可以与第二触发器触发第一电位采集记录仪9采集数据的时刻相同。例如，第一触发器和第二触发器的计时器可以同步(例如第一触发器和第二触发器可以通过GPS信号实现计时器同步，第一触发器和第二触发器也可以通过其它通信方式实现计时器同步，本公开实施例对此不做限定)，这样，第一触发器和第二触发器可以在相同的时刻发送触发信号，在第一触发器触发第一电流断路器8断开待测管道1与阴极保护电源15之间的电路时，第二触发器也可以同时触发第一电位采集记录仪9采集数据；在第一触发器触发第一电流断路器8联通待测管道1与阴极保护电源15之间的电路时，第二触发器也可以同时触发第一电位采集记录仪9采集数据；这样，可以实现对待测管道1的通电电位数据和断电电位数据的自动、准确的采集，无需复杂的控制系统。
在一种可能的实现方式中，也可以通过检修人员手动控制待测管道与阴极保护电源之间的电路断开或联通，并控制第一电位采集记录仪采集数据。
控制器可以分别与第一电位采集记录仪9以及各第二电位采集记录仪4连接，控制器从第一电位采集记录仪9获取通电电位数据和断电电位数据，控制器还可以从各第二电位采集记录仪4获取电位梯度数据；
控制器可以根据通电电位数据、断电电位数据以及多个电位梯度数据，确定待测管道1的缺陷的大小。
举例来讲，控制器可以根据每个第二参比电极3与第一参比电极2之间的电位梯度数据、断电电位数据和通电电位数据，确定该第二参比电极3与第一参比电极2处的防腐层缺陷尺寸；控制器根据多个防腐层缺陷尺寸，确定待测管道1的防腐层缺陷的大小。
例如，控制器可以确定每个第二参比电极3与电位梯度数据的对应关系，每个第二参比电极3的编号与电位梯度值的对应关系，针对每个第二参比电极3，控制器可以根据下式确定每个第二参比电极3对应的防腐层缺陷等效直径d：
dk＝φ/(Eon-Eoff)
其中，φ可以为该第二参比电极与第一参比电极之间的电位梯度数据的数值，Eon可以为通电电位，Eoff可以为断电电位，k可以为常数。
控制器可以第一参比电极的位置坐标为中心，根据多个等效直径d确定待测管道防腐层缺陷位置的形状和大小。
在一种可能的实现方式中，控制器也可以确定多个电位梯度数据的均值，并根据该均值、断电电位数据和通电电位数据，确定待测管道防腐层缺陷位置的形状和大小。
本公开实施例的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统中，控制器根据从第一电位采集记录仪获取通电电位数据和断电电位数据，以及从各第二电位采集记录仪获取电位梯度数据，可以确定待测管道的缺陷的大小，由此可以在埋地管道非开挖的情况下，对待测管道防腐层缺陷的大小进行定量评估，及时、准确地掌握核电厂埋地管道防腐层缺陷的大小，为核电厂埋地管道防腐层的评价和修复提供有力支撑。
在一种可能的实现方式中，如图1和图2所示，该核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统还包括至少一个第二电流断路器5、至少一个第三触发器(图中未示出)和至少一个第四触发器(图中未示出)，每个第二电流断路器5可以用于控制待测管道1与阴极保护电源15之间电路的通断；每个第三触发器可以与一个第二电流断路器5连接，每个第四触发器可以与一个第二电位采集记录仪4 连接。
每个第三触发器触发对应的第二电流断路器5断开待测管道1与阴极保护电源15之间电路的时刻与每个第四触发器触发对应的第二电位采集记录仪4采集数据的时刻相同；每个第三触发器触发对应的第二电流断路器5联通待测管道1与阴极保护电源15之间电路的时刻与每个第四触发器触发对应的第二电位采集记录仪4采集数据的时刻相同。
例如，各第三触发器和各第四触发器的计时器可以同步(例如第三触发器和第四触发器可以通过GPS信号实现计时器同步，第三触发器和第四触发器也可以通过其他通信方式实现计时器同步，本公开实施例对此不做限定)，第三触发器和第四触发器可以相同的频率(或间隔相同的时段)发送触发信号，在第三触发器触发第二电流断路器5断开待测管道1与阴极保护电源15之间的电路时，第四触发器也可以同时触发第一电位采集记录仪9采集数据；在第三触发器触发第二电流断路器5联通待测管道1与阴极保护电源15之间的电路时，第四触发器也可以同时触发第一电位采集记录仪9采集数据。
在一种可能的实现方式中，控制器根据每个第二电位采集记录仪在待测管道与阴极保护电源之间电路断开情况下采集的电位梯度数据，以及每个第二电位采集记录仪在待测管道与阴极保护电源之间电路联通情况下采集的电位梯度数据，确定该第二电位采集记录仪对应的第二参比电极与第一参比电极之间的电位梯度数据。例如，针对每个第二电位采集记录仪，控制器可以将该第二电位采集记录仪在待测管道与阴极保护电源之间电路联通情况下采集的电位梯度数值，与在待测管道与阴极保护电源之间电路断开情况下采集的电位梯度数值之差作为该第二电位采集记录仪对应的第二参比电极与第一参比电极之间的电位梯度数据，由于在待测管道与阴极保护电源之间电路断开情况下采集的电位梯度数据通常可以由土壤中其它信号源的电信号干扰所产生的，因此，通过在通电和断电状态下采集第二参比电极与第一参比电极之间的电位梯度数据，可以有效的降低杂散电流干扰的影响，提高检测的准确性。
例如，控制装置可以根据下式确定各第二电位采集记录仪对应的缺陷等效直径d。
dk＝(φ1-φ2)/(Eon-Eoff)
其中，φ1可以为在待测管道与阴极保护电源之间电路断开情况下采集的电位梯度数据的数值，φ2可以为在待测管道与阴极保护电源之间电路联通情况下采集的电位梯度数据的数值，Eon可以为通电电位，Eoff可以为断电电位，k可以为常数。
在一种可能的实现方式中，如图1所示，核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统还可以包括：第四参比电极10、多个第三参比电极13、多个第三电位采集记录仪11以及多个距离传感器12；每个第三参比电极13与第四参比电极10连接，多个第三参比电极13；
每个第三参比电极13与第四参比电极10之间连接一个距离传感器12，该距离传感器12用于采集该第三参比电极13与第四参比电极10之间的距离数据；
每个第三参比电极13与第四参比电极10之间连接一个第三电位采集记录仪11，该第三电位采集记录仪11用于采集该第三参比电极13与第四参比电极 10之间的电位梯度数据；
控制器分别与各第三电位采集记录仪11、各距离传感器12连接，控制器从各第三电位采集记录仪11获取电位梯度数据，控制器从各距离传感器12获取距离数据；
控制器根据各第三参比电极13与第四参比电极10之间的电位梯度数据以及距离数据，确定待测管道缺陷的位置。
例如，控制器可以确定各距离数据与电位梯度数据之间的对应关系，控制器可以判断各电位梯度数据的数值是否超过预设阈值(或电位梯度数据的数值与多个电位梯度数据的均值之差是否超过预设阈值，本公开实施例判断方式不做限定)，若判断电位梯度数据的数值超过预设阈值，则可以确定该电位梯度数据对应的距离数据为缺陷所在位置。
图3是根据一示例性实施例示出的管道缺陷定位曲线的示意图。如图3所示，控制器还可以在显示屏上展示各距离数据与电位梯度数据之间的对应关系。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统，其特征在于，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统包括：第一参比电极、管道测试桩、至少一个第二参比电极、第一电位采集记录仪、至少一个第二电位采集记录仪以及控制器；
所述管道测试桩的一端与地面下的待测管道连接，所述管道测试桩的另一端与所述第一参比电极连接，所述第一参比电极设置在待测管道的缺陷位置上方的地表；
所述管道测试桩与所述第一参比电极之间串联所述第一电位采集记录仪，所述第一电位采集记录仪用于采集所述待测管道的通电电位数据和断电电位数据；
每个第二参比电极设置在地表并围绕在所述第一参比电极周围，每个第二参比电极与所述第一参比电极之间串联一个第二电位采集记录仪，该第二电位采集记录仪用于采集该第二参比电极与所述第一参比电极之间的电位梯度数据；
所述控制器分别与所述第一电位采集记录仪以及各第二电位采集记录仪连接，所述控制器能够从所述第一电位采集记录仪获取通电电位数据和断电电位数据，所述控制器能够从各第二电位采集记录仪获取电位梯度数据。
2.根据权利要求1所述的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统，其特征在于，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统还包括第一电流断路器、第一触发器和第二触发器，所述第一电流断路器用于控制所述待测管道与阴极保护电源之间电路的通断；
所述第一触发器与所述第一电流断路器连接，所述第二触发器与所述第一电位采集记录仪连接；
所述第一触发器触发所述第一电流断路器断开待测管道与阴极保护电源之间电路的时刻与所述第二触发器触发所述第一电位采集记录仪采集数据的时刻相同；
所述第一触发器触发所述第一电流断路器联通待测管道与阴极保护电源之间电路的时刻与所述第二触发器触发所述第一电位采集记录仪采集数据的时刻相同。
3.根据权利要求1所述的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统，其特征在于，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统还包括第二电流断路器、第三触发器和至少一个第四触发器，所述第二电流断路器用于控制所述待测管道与阴极保护电源之间电路的通断；
所述第三触发器与所述第二电流断路器连接，每个第四触发器与一个第二电位采集记录仪连接；
所述第三触发器触发所述第二电流断路器断开待测管道与阴极保护电源之间电路的时刻与每个第四触发器触发对应的第二电位采集记录仪采集数据的时刻相同；
所述第三触发器触发所述第二电流断路器联通待测管道与阴极保护电源之间电路的时刻与每个第四触发器触发对应的第二电位采集记录仪采集数据的时刻相同。
4.根据权利要求1所述的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统，其特征在于，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统还包括：第四参比电极、多个第三参比电极、多个第三电位采集记录仪以及多个距离传感器；
每个第三参比电极与所述第四参比电极连接；
每个第三参比电极与所述第四参比电极之间连接一个距离传感器，该距离传感器用于采集该第三参比电极与所述第四参比电极之间的距离数据；
每个第三参比电极与所述第四参比电极之间连接一个第三电位采集记录仪，该第三电位采集记录仪用于采集该第三参比电极与所述第四参比电极之间的电位梯度数据；
所述控制器分别与各第三电位采集记录仪、各距离传感器连接，所述控制器从各第三电位采集记录仪获取电位梯度数据，所述控制器从各距离传感器获取距离数据；
所述控制器根据各第三参比电极与所述第四参比电极之间的电位梯度数据以及距离数据，确定待测管道缺陷的位置。
5.根据权利要求1所述的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统，其特征在于，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统包括多个第二参比电极，各第二参比电极与所述第一参比电极之间的距离完全相同、部分相同或完全不同。
6.根据权利要求1所述的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统，其特征在于，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统包括多个第二参比电极，各第二参比电极均匀的围绕在所述第一参比电极周围。
7.根据权利要求1所述的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统，其特征在于，所述核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统包括多个第二参比电极，各第二参比电极与所述第一参比电极呈直线排列。
8.根据权利要求1所述的核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统，其特征在于，所述第一参比电极正对所述待测管道的轴线。
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CN111575715A (zh) * 2020-05-09 2020-08-25 中核武汉核电运行技术股份有限公司 核电厂埋地管道防腐层缺陷检测系统

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