时间：2023-05-30 10:09:11
关键词:金属探测仪调零灵敏度地平衡临界声
在非金属砼管的探测中，金属管线探测仪效果极差或根本没有信号，我们可以寻求一种即简便又经济有效的方法。即用金属探测仪(如下图所示)进行磁测法探测（因砼管中有钢筋网，所以可以此方法）。这种方法我们在宁波市九龙湖镇的管线探测中应用，取得了很好的效果。
应用情况简介：九龙湖镇位于宁波市的，自来水管线多是穿越田地的水泥砼管，探测区域大，管线位置不明确，用管线探测仪时要么没有信号，要么信号极差，工作效率极低。我们受到收废品者在建筑废墟中使用手持金属探测仪寻找金属的启示，想到我们是否也可以在这里采用金属探测仪探测地下的水泥砼管呢。随后通过互联网上查询和电话咨询生产金属探测仪厂家的技术员后，确定使用金属探测仪探测水泥砼管的平面位置，然后用钎探的方法来确定水泥砼管的深度。为了验证此种方法的有效性，我们进行了开挖验证，所定管线点的成果都能满足规程要求，且精度较高，平面和埋深一般都能保证在5cm左右。此种方法探测水泥砼管的准确性和精度极高，同时大大提高了工作效率。但此方法有一定的条件限制，在管线多，金属多的市内不适用。适用于管线少的城市探寻水泥砼管。现将其探测方法简要介绍如下。
1.探测前的准备
打开电源开关，此时请注意观察仪器电表的表针是否在中位，一般情况下表针不在中位而是偏往一边，按、放一次按钮后表针暂时回到中间，但又慢慢向一边偏移，这表明仪器的状态尚未稳定，不能马上使用。要多按几次按钮，直至表针不再偏移。仪器开机后都有短暂的预热时间，此时应把探测圆盘提到空中不动，待表针回复零位之后才可以进行探测工作。在按下按钮的同时应看一下电源指示灯，如果灯暗淡无光就必须更换电池（因电量较弱时效果不好）。在实际探测时操作者握着手柄让探测圆盘缓缓地沿地面移动，在整个探测过程中要保持探测圆盘与地面的距离为20 厘米左右，且尽量不要使距离忽大忽小地变化，探到金属时，仪器便发出声音，同时电表的指针也有刻度指示。人身上的金属会影响探测，要求操作者把身上的手表、戒指、金属皮带扣等金属全部除掉。
2. 开始探测
把工作方式开关拨到地平衡档，仪器就处在地平衡的工作方式。这种方式能排除大地的“矿化反应”而且又具有较佳的穿透力。因此首选这一方式，探明地下有金属存在之后，才用钎探来确定管线的深度，在地平衡工作方式中，只要探头移到了目标的上方，仪器就会发出声响，电表也有刻度指示，任何类型的金属都会使声音增大。
操作程序如下：
（1） 打开电源开关
（2） 把操作方式开关拨到地平衡档
（3） 把探头提离地面60 厘米左右不动，按、放几次调零按钮，让仪器预热片刻，直到电表的指针回复零位之后不再偏移为止。在手握探测器手柄的食指位置有一个按钮，就是调零按钮，将它按下，电表的指针就会回到0 刻度处。调零按钮具有记忆作用，它能记忆住仪器当时的工作环境。例如，将探测圆盘放在泥土的上方，泥土对仪器会产生一定的信号而使指针偏向0 刻度，当按一下按钮后，指针会回到0 刻度，泥土的信号就没有了，这时就可用来探测金属，因此在金属物体的周围不能按下按钮，因为按了之后，会记忆了金属的信号，再遇到金属就探不出了。还必须指出的是，在调整仪器的任何一个旋钮时，都必须先按下调零按钮，调好之后再放开，在探测的过程中，仪器随着环境的变化，电表的指针会偏离0 刻度，按一下按钮指针就又回到0 刻度了。因此在整个探测过程中要经常按此按钮。
注意：在刚开机时，需要一分钟左右的预热时间，否则按下调零按钮，一放开，指针又会偏离，预热后就能保持正常。
（4）调节灵敏度，灵敏度旋钮是控制探测仪的灵敏度的，将旋钮逆时针到底，仪器灵敏度最低，反之，顺时针旋到底，则灵敏度最高，探测深度最大。灵敏度的调节视环境面论，并非越高越好，例如：
在“矿化反应”大的地方，灵敏度太高会引起假信号，仪器到处乱响，反而探不到东西。这时，就应该降低灵敏度来压制复杂地层对仪器的影响。
注意：调整此按钮之前，要先按下调零按钮，调好后松开。
（5） 调出“临界声” 。调节调谐器按钮，仪器的声音可以从无到有，从轻到响，当声音从无到有时，勉强可以听到时称为临界声。只有将仪器调至临界声时，仪器才有最高灵敏度。否则无声音太大或根本无声都将降低探测效果。
注意：在调临界声时，调零按钮应按下，调好后再放开。
在仪器的使用过程中，如果临界声逐渐变大或变小消失，只要按一下调零按钮就可以恢复。
（5）调好地平衡。要把操作方式开关放在地平衡档，然后调地平衡按钮。把地平衡按钮调到MAX，仪器的声音会增大。放在MIN 时，声音会减小。
（6） 探测圆盘沿着地面搜索，注意与地面保持20 厘米左右的距离（圆盘与地面保持平行，如下图所示。）。探到金属时，仪器便发出声音，声音最大时，探测圆盘中心位于管线平面中心位置正上方。
（7）确定平面位置后，用钢钎触探管线的埋深。做好管线标记，以便测量采集管线的坐标和高程。
3.结论
通过实际使用发现此种方法在没有干扰的城市地区效果极佳，但在城市内地下干扰多（地下地上金属物质较多）的情况下不能使用此法探测。我们使用此种方法探测后又进行了开挖，以验证此种方法的有效性，就是在此后的第三方检查验收（浙江省测绘质检站的开挖检查）中也验证了所定管线点的成果都能满足规程要求，且精度较高，平面和埋深一般都能保证在5cm左右。所以此种方法探测水泥砼管的准确性和精度极高，同时大大提高了工作效率。
（7）确定平面位置后，用钢钎触探管线的埋深。做好管线标记，以便测量采集管线的坐标和高程。
3.结论
关键词:金属探测仪 性能 测试 思考
一、问题的提出
近年来,人们对考试公平问题空前关注,作弊是导致考试不公的重要因素之一。2009年高考中辽宁松原的大规模作弊案曾引发了社会各界很大的震惊,此后,湖南娄底、新化等地又先后揭露出有部分考生利用传感器等工具在高考中作弊;而诸如全国司法考试等成人类考试也屡屡被查出有人使用高科技手段作弊。在某些地区,作弊行为已比较猖獗,人们对考试的严肃性、公正性开始担忧。从表面看,组织或参与考试作弊,是对考试实施工作形成了挑战,但从深远看,它更是对考试公平的极大威胁。毋庸置疑,如果学生的作弊行为得逞,轻易获取了本不该获取的分数,他们就可以享受到比自己实力更强的“同场竞技选手”的同等待遇。
笔者提出过“同分不同质”概念,即不同考生在答题时虽获得了相同的分值,但他们对试题所考查内容的掌握程度却并不相同,且存在本质上的差异。应该说,与考试相关的许多环节都可能促使“同分不同质”现象的发生,考试中作弊就是其中之一。
随着考试作弊手段的科技化、隐蔽化,发现作弊行为的难度越来越大。很难说,被纠察出来的作弊行为就是全部的作弊行为而没有“漏网之鱼”。应该清楚地意识到,“漏网之鱼”越多,那么“同分不同质”问题也就越严重,考试的公平性也就越缺失,考试的检测、选拔等功能从而将遭到削弱甚至摧毁。因此,有效预防和查处考试作弊行为已是当务之急。
一般来说,高科技的作弊手段都需要借助电子设备,所以在考试场所探查作弊器械最通常的思路就是对这些电子设备线路所含的金属进行探测,或者对电子设备工作时发出的电磁信号进行探测。近年来,为了加大对考试作弊的预防和检查力度,多数地区的高考考点都已按规定配备了金属探测仪,以探测考生考前入场时是否携带了违禁物品,同时也便于在考试过程中对“特殊考生”进行再检查。究竟这些探测仪的性能如何,能不能真正发挥效用,从而把好“入门关”和“检测关”,有效预防和察觉作弊行为,有效阻止与此关联的“同分不同质”现象的发生?
二、对考场“门神”―金属探测仪的功能测试与相关推断
笔者于2009年参加了高考、司法考试等监考工作,有机会与考场专用的金属探测仪“零距离”接触,拥有了亲自测试和感受这些“神秘武器”功能的良好条件,以破解上述疑惑。
考场使用的金属探测仪通常有两种形状(如图1所示),分别是检测端为环形和检测端为条形的。据了解,环形的一种是早几年就开始配置在考点使用的,而条形的一种稍晚。据观察,笔者所在高考考点的这两种金属探测仪都贴有本市招生考试办专用的标签,并印有责任人的姓名,以显示这些仪器的专用性,同时也可能表示其质量有专人把关。
首先,笔者对这两种不同外观的仪器进行了性能对比测试。以同一金属物品(如硬币)为被测对象,测试两种仪器因检测到金属而发出警报声(亦可调为振动)所需的最近距离。采用环形仪器时,测量的是金属物品中心与仪器环中心位置之间的直线距离;采用条形仪器时,测量的是金属物品中心与仪器正面之间的垂直最近距离。笔者对每种仪器都选用了2～3个样品进行测试。经测试发现,这两种仪器的灵敏度无明显差异,对同一被测物品的检测距离有的稍近些,有的稍远些,没有统计规律。仔细观察仪器外表又发现,这些仪器的灵敏度其实是可以调节的,产品的后盖上有明确的文字说明,只要利用螺丝刀打开后盖,即可进行调节。由于笔者没有必要的工具,无法将这两种仪器调至同一状态(例如,同时调至最佳灵敏度状态)作进一步比对测试。但是,结合了对周围其他监考教师测试仪器时的观察,笔者认为,这两种仪器在使用上应该是没有太大差别的,可能也正是基于这个原因,在考点,这两种仪器是不做区分,随机发放使用的。
不过,笔者还是注意到这样两个细节。一是由于环形测试仪的测试环直径相对于条形仪器的测试棒长度短很多,所以在对被查对象进行实际扫描时,环形测试仪每次所能扫过的面积就比条形小了许多,要完成同样的检测量,使用环形测试仪必须花费更多的时间,这也可能正是新产品要做成条形的原因。二是部分仪器“过于警觉”,一开机就叫个不停,或在测试到金属后警报声就停不下来,这些仪器还恰巧都是条形测试仪,不过对这些仪器进行反复开、关机,或给予稍重些的拍打后又能正常工作了,可能是线路接触方面存在问题。
鉴于以上两种仪器总体上的灵敏度差异不大,又由于笔者所领取到的是环形测试仪,于是,接下来的测试过程均借助环形测试仪完成。
第一,测试对含金属的不同物品的检测距离。笔者选择了包括回形针、硬币、金属纽扣、手机、建筑物表面(可能筑有钢筋结构或内有电线穿过)等多个被测物。经测试,物品的大小对测试距离有一定的影响,小的物品需要在约6cm的距离才能检测到,而大的物品,例如建筑物表面,则在15cm开外就能检测到。这说明,检测距离应与物品中金属的实际含量有关。
第二,测试对含金属的不同物品的检出率。正如前面所验证的,像建筑物表面、手机、硬币等金属实际含量较高的物品,金属检测仪能100%测出。而某些较小的物品,则在扫描过程中有“蒙混过关”的可能,如果扫描速度稍快,像回形针、订书钉、某些含金属的文具往往不会引起测试仪的警报。这也就意味着,在考场检查学生时,有放过“投机分子”的可能性。再更换物品实验,结果更令人吃惊:笔者所使用的一支钢笔,笔套上端和笔杆前部都镀有银白色金属,但笔者所用的金属探测仪却探测不出,于是又更换了5只金属探测仪进行检测,其中仅有1只作出过反应,且反复重复实验时,测出率仅在50%左右;另外,钢笔的笔芯、圆珠笔的笔芯也都是纯金属制作的,经测试,它们也能轻易逃脱金属检测仪的“视线”,将被测物从测试环的一面穿过再到环的另一面,整个过程中,警报声都不会响起。以上几个被试所使用的金属尚且都是“宏观量”的,却不能被检测出,这不能不令人“遐想”:如果就使用这么多量的金属,足以制作一部功能完整、拥有复杂微电子线路的精良作弊器械了,考生带着它们不是可以毫无阻拦地入场了吗?何况,随着工艺不断的改进,许多电子器械的金属用量已经非常稀少了,面对它们,金属探测仪无异于被蒙着眼睛的警察。
第三,测试对电磁波的检出效能。笔者以自己的手机为测试对象,发现它在关机状态时,被检出距离约为15cm,处于待机状态时,多数情况下的被检出差距也是约15cm,但不是很稳定,有时可以突然明显增大,例如可以超过20cm。笔者认为,这可能是因为待机状态的手机也会不时通过电磁波与外界联系(这一点可以依据生活经验来佐证:将待机状态的手机放在收音机或电视旁边时,喇叭的音响中偶尔会出现嘈杂声,电视的图像偶尔会发生些许扭曲),手机处于发射或集中接收电磁波的过程中,金属探测仪的检测距离就可以增大,“灵敏度”相对增强了。为进一步验证,笔者再将收发信息时或拨打电话时的手机作实验,结果表明,检测距离确实大大提高,最远可以在60cm处被测出,探测仪的“灵敏度”相对增大了约4倍。这说明,金属探测仪是可以对电磁波进行检测的。
三、需指出的问题
据了解,笔者所在地区高考使用的金属探测仪是按考场数来进行配置的,即招生考试部门存量就这么大,基本没有剩余。另外,包括我市在内的许多城市,金属探测仪仅配备到高考考场,其他重要考试(例如中考)尚未能配备,这应该和金属探测仪数量不足有关。
另外,由于规定的考生入场时间为5分钟,这也包括考生从场外警戒线走到考场内的时间,如果考生路途较远,或考生在路途上自行耽搁,时间就更紧,所以教师利用金属探测仪对学生一一检查,任务是很“艰巨”的。若过于认真,要按要求上下、前后、重点程序“走”下来,根本来不及。于是有些时候,特别是到入场时间快结束时,检查的速度是非常快的,更像“走马观花”。
四、思考
通过对考场“门神”―金属探测仪功能的亲手测试,以及对监考过程中相关现象、问题的了解和观察,笔者感到当前预防和纠察作弊行为的现状尚不容乐观。
在测试中,有的物品虽含金属但不能被100%检出,甚至几乎检测不出;有的物品需要在慢速扫描时才能提高被测出率,快了就不行。这些都给予了作弊者和不法的作弊器械制造商许多可乘之机。需知,“我在明处、人在暗处”,作弊现象之所以猖獗,很重要的一个原因就是作弊器械制造商对我们的检测原理和手段已了如指掌,他们完全拥有了我们的作弊检测器械的实物和相关制造标准,已事先拿着我们的检测仪器作了“反侦察”测试,他们有了“过关”产品才敢这么嚣张。某些媒体近期也曾揭露过一些相关内幕。
另外,根据笔者的测试,电子设备在工作过程中更容易被测出,如果考生进场后再悄悄打开这些设备则很有可能逃脱检测。更何况,金属探测仪还不能100%正常工作,若在考场上它恰好失灵,结果又会怎样?
所以,金属探测仪似乎更像是起摆设作用的“门神”,它的意义更多体现在心理震慑上,令存有作弊企图的考生望而生畏。俗话说“吓死胆小的,撑死胆大的”,胆大而细心(“反侦察”)的作弊者完全有可能成为漏网之鱼,如果作弊的规模和程度较大,这些可就是“大鱼”!严重的“同分不同质”风险令人不安。
为此,笔者呼吁,须进一步审视目前的反作弊仪器工作,并立即采取有效的应对措施!例如,要加强对更灵敏、更高效、更稳定可靠的反作弊仪器的研发工作,同时加强对这些仪器的保密工作,将其严格控制在考试部门,仪器本身和相关性能资料绝不外流;要增大各地考试部门反作弊仪器的配置程度,加大资金投入,确保能及时对有故障的仪器进行更换,并力求将其应用到包括中考在内的各项重大考试中去,还需确保仪器有专人保管、定期检修;针对非工作状态的作弊器械不易探测的问题,要加强场内、场外的配合,场外用大型精确的监测仪器作定位,发现了问题考场再作场内“精细化”探测;要适当延长监考员考前的检测时间,确保所有考生能被仔细检查过。
总之,我们只有想得更全,做得更细、更专,才能更有效防患于未然,预防与此关联的“同分不同质”现象的发生,确保考试的公正性。
参考文献
[1]张弛.阅卷工作引起的“同分不同质”现象探析[J].上海教育科研,2009,4:57～58
[2]郎秋红,王猛.高考舞弊犯罪呈现高科技产业化[N].江海晚报,2009,6,17
[3]吉林松原两女教师售学生家长高考作弊器被拘[EB/OL].
[4]吉林高考状元市舞弊成风[EB/OL].
作者：陈恒 施立群 单位：宁波市测绘设计研究院
如果不能具体掌握地下各种管线的详细信息，就会给轨道交通设计和施工带来诸多不便，甚至造成严重事故，因此在轨道交通设计施工之前对规划区域范围内进行地下管线的详查工作，是轨道线施工的地下管线进行合理搬迁，确保轨道顺利施工的根本保证。基于以上情况，管线普查不能完全代替管线详查。宁波市管线普查时，受时间和经费条件限制，未能在全市范围内大面积开展管线详查，因而在轨道一号线沿线没有详细管线资料。为确保工程安全、有序、高效推进，开展管线的详查工作是必要的。
管线详查方法轨道建设
一般处于城市繁华区域，线路长、基础深、管线密、探测精度要求高。采用传统、单一的探测方法难以解决各种复杂环境下的管线探测，根据具体情况，因地制宜，灵活选择一种或几种方法联合使用，是解决管线探测的有效手段。(1)电磁法———管线探测仪探测电磁法是利用电磁感应原理，探测出被测管线的位置和埋深。目前电磁法探测常用的探测设备为管线探测仪，如英国的RD系列、美国的Subsite系列等。(2)电磁波法———地质雷达探测电磁波法探测管线常用的仪器设备是地质雷达(GroundPenetratingRadar)，目前常用的管线探测雷达有日本的GEORADAR系列、瑞典的RAMAC系列等:地质雷达一般以剖面法或网格法作业。探测前，必须根据现场的地质、地球物理特点进行已知管线的现场试验，以选定最佳的测量参数。(3)地震波法———瞬态瑞雷波探测地震波法是利用地下各种介质的弹性差异，由人工震源产生地震波的方法探测地下管线。一般采用瞬态瑞雷波法探测。在管线探测方面，电磁法以其经济性、高效率和准确性的优点，是目前最常采用的探测金属管线的方法，电磁波法和地震波法由于其作业效率较低，一般用于解决非金属管线和管线探测仪无法探明的疑难管线，如并排管线、深度较深的管线等。
关键技术
传感器探测法传感器探测法实际上是将非开挖管线施工领域中导向钻探方法引入到管线探测，该法(又称导向仪法)主要适应于通信、电力、雨水、污水等非封闭式埋设的管线，标准精度平面和高程为5h%(h为管线埋深)，有效探测深度24m。宁波市轨道交通1号线福明路站电力管线(埋深2.8m～7.8m)27个点位开挖验证(借助轨道车站明挖施工进行)，结果为平面中误差为0.186m(限差为0.265m)，高程中误差为0.277m(限差为0.398m)，满足《城市地下管线探测技术规程》要求。磁梯度法在均匀无铁磁性物质的土层中，地球磁场强度理论上应是均匀场，如果在其中有铁磁性物质存在，将会在其周围分布有较强的感应磁场，从而产生磁异常，且磁异常强度由近及远逐渐衰减。因此，可以通过观测其磁异常的变化，尤其是垂直分量Za的梯度值的分布来判定异常物的平面位置及埋深。通过钻孔的手段将磁力梯度仪下到钻孔内，由上而下测量铁磁物质在垂直方向上的Za曲线变化，可以得到较理想的效果。在接近金属管的钻孔内，Za梯度值随深度的变化非常明显，在接近铁磁物质的深度位置，梯度值变化强烈，犹如一个“S”型。在稍微远离铁磁物质的钻孔内，梯度值的变化幅度相应减小，当水平间距大于1.0m时，几乎无任何变化了。综合法综合法就是综合利用各种物探方法对管线进行定位定深的过程。宁波市测绘设计研究院于2010年运用综合法成功探测了一条埋深约16m的天然气管道，精度为±0.15m(精度要求近乎苛刻)。其具体思路为首先根据收集的大埋深管道设计或施工资料，运用PCM检测仪探测出管道的大概位置、走向及埋深，然后根据工程范围按一定的距离布置多个垂直于管道走向的断面，通过钻孔配合孔中磁梯度法对管线进行粗略定位(水平和垂直方向上定位精度均在1m左右)，再根据粗略定位结果，通过钻孔(高压水枪钻探仪配合全站仪，其中2台全站仪在互相垂直于测点方向上架设，确保钻孔的垂直度)并实量钻杆长，根据测点高程、管径大小进行拟合后，确定管道位置、埋深及精度。数据处理方法(1)图形数据和属性数据一体化保存在数据处理过程中，充分考虑了设计单位对信息化现状的需求，我们将管线所有信息(如权属单位、起点高程、终点高程、埋深等)通过属性的方式全部存储在AutoCAD中，当设计单位需查询相关信息时，无须再去寻找海量纸质资料，可以直接借助CAD扩展属性查询命令，查询到与数据库中等同的信息。为查询YS609点信息的查询界面。(2)实现了图、库一致性在探测过程中，一般做法是通过图纸对详查成果进行质量检查(包括各级检查)，按检查结果对图纸进行整改，之后再生成数据库;对数据库中存在的问题则通过修改数据库完成。因此有可能出现图纸与数据库中数据不一致，而我院则按数据联动更新方式进行编辑，即在CAD中进行保存时，后台自动实现数据库保存，从而确保了数据的一致性。(3)综合管沟的技术处理综合管沟常见的处理方法为每家权属单位的管线分别绘制一次，这样图面负载大，管线长度统计重复次数多，当管沟新增用户单位时，数据不易维护。在这次详查时，综合管沟为一种管线类型，虽然有多家权属单位的管线，但只用一种线型表示，该线型除一般属性外，还有管线权属和管沟权属，管线权属值为所有管沟使用单位，不同单位之间用“;”分隔;管沟权属值则为管沟所有权单位。当提供专业管线图和进行数据分析时，只需对该字段设置条件即可，和重复绘制各单位管线相比，不但图面清晰美观，而且成图工作量和图面负载明显减少。
结语
轨道交通管线详查不同于一般工程的管线探测。为确保管线探测精度，我们认为应该注意几点:(1)多种探测技术方法灵活运用。复杂情况下，几种方法联合探测，互相检核和验证，由于地铁线路狭长，施工开挖较深，因此，对金属管线的探测应以管线探测仪为主;对于非金属管线或埋深较大的管线主要以雷达或地震波法探测;对于测区内无出露点的管线，应拓宽测区范围，尽可能找到出露点加以验证。(2)现场条件不具备或不满足探测方法实施时，通过辅助手段创造探测条件，以优化探测环境，满足探测要求。如对于疑难的排水管线，向管线中置入金属导线，通过金属导线来进行探测。(3)对深埋电力、电信管线可采用传感器探测法(导向仪)进行探测。(4)对深埋金属管线可使用磁梯度法或辅以打样洞进行定位定深。
Abstract: Based on the key interpretation of South Africa Mine and hoisting rope on-line detection, this paper explores the method of offshore oil project scientific testing wire rope, and realizes scientific management of wire rope offshore oil project.
关键词:解读;探索;钢丝绳;检测;经验;科学管理
Key words: interpretation;exploration;rope;detection;experience;scientific management
中图分类号:TH13文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)22-0105-02
1解读南非的经验
1.1 有关情况(先进)南非是一个科学比较发达、法律体系比较健全的国家,曾发射过六颗原子弹,诞生了十个诺贝尔奖金的获得者,现已成为中国在非洲的最大贸易伙伴。南非的矿山很多,索道也有,在安全管理上积累了丰富的经验。2004年9月,国家安全生产监督管理总局与南非相关方面合作,开始共同构建中国的金属非金属矿山的安全标准体系。
1.2 钢丝绳检测(方法)南非对钢丝绳的安全特别重视,世界上第一台电磁方法检测钢丝绳的仪器是南非于1906年发明的多年来,南非对钢丝绳的在线检测形成了一整套规范、科学、有效的体系。可惜的是,南非在用的钢丝绳检测仪还是传统的仪器,难以准确无误地应对无限不确定长、结构复杂的钢丝绳检测,所以他们不得不基于职业化精神,依靠检测人员的经验,人工对钢丝绳的缺陷进行再检测。正如南非AFS公司资深专家Sarel Mostert所说,钢丝绳检测中,仪器的有效性只占25%,其余的75%是利用人的水平、能力和经验。由此可见,南非在钢丝绳检测领域中,作为“软件”的机制是相当好的,值得借鉴的,作为“硬件”的仪器是不足的,需要品质提升的。可以说,职业化的人应用传统仪器也是能保证在役钢丝绳的安全,实现科学管理。
1.3 报废依据(标准)钢丝绳在应用中可发生的缺陷很多,国内外和各行业都分别制定的相应的报废标准,南非则是基于南非的现实,制定了检测人员可操作的标准。他们将钢丝绳各种各样的缺陷归纳为七条,十分细化地实现了定性、定量和定位。这七条是:断丝、金属截面积、锈蚀、绳径、长度、松股、弯曲,前两条是应用仪器检测、后五条是应用目视、尺量、手摸。这七条结果都量化的、可计算的,特别是对仪器检测的结果,将断丝量与金属截面积变化量综合一体,检测人员十分方便,其报废依据是:DF=+
Rw仪器显示或人工检测的钢丝绳断丝量的百分比值;Rpw依据不同行业标准规定的断丝的允许百分比值;Pw仪器显示或人工检测的钢丝绳金属截面积减少的百分比值;Rpd依据不同行业标准规定的金属截面积减少的允许百分比值;当DF≥1时则这根钢丝绳报废。由于钢丝绳的结构随着用户需求的提高和科学技术的不断进步已经越来越复杂;钢丝绳内部和外部缺陷的大小对钢丝绳整体强度来说是一致的;所以,至今尚无能够精确定量检测钢丝绳缺陷的仪器,于是不论起重机、电梯、索道、斜拉桥等行业,都还难以制定应用仪器检测钢丝绳的报废标准。处于过渡时期,南非将仪器检测和人工检测,并将断丝的局部缺陷(简称LF)和金属截面积变化缺陷(简称LMA)统一分析,这是十分科学的。
1.4 专业检测公司(应对)南非拥有14家专业从事钢丝绳在线检测的资质单位,使用的仪器绝大部分都是南非自行研究和制造的,也有个别的公司引进美国和德国的产品。从矿山到索道,根据不同行业规定的时间段,这些专业公司定点对用户的钢丝绳进行在线检测,并提出报告。例如金矿的提升钢丝绳是每个月检测一次,6000米左右的井深钢丝绳缺陷的发生率是比较高的,但由于检测间隔段比较密,检测人员的专业性强,金矿的机电人员就不必进行自行的人工检查了。索道钢丝绳的检测间隔时间为一年,电梯钢丝绳的检测间隔时间更长,这与钢丝绳使用环境和频率相吻合,科学地达到了防患于未然。南非的钢丝绳检测行业协会主要是会同研究单位、高等学校、矿山索道现场和钢丝绳制造厂制定和修订各项标准,值得借鉴的是许多具有丰富实践经验的钢丝绳检测的资深专家在这些标准制定中话语权很大,所以全部标准更现实、更科学。
1.5 对中国仪器的认定(发展)在实际应用中,南非的钢丝绳检测仪器确实比较麻烦,用纸带打印的结果难以建立良好的档案,所以他们对中国的MTC钢丝绳探伤仪采用由电脑直接采样和处理的虚拟仪器技术很有兴趣,但是经验的惯性要求MTC必须实地验证。用MTC/ON型仪检测了南非专家预设的钢丝绳芯的断丝,得到了他们认定。不过结果的显示方式与南非的标准不接轨,于是又推出了与美国国家仪器公司合作开发的MTC/NI型钢丝绳探伤仪,钢丝绳断丝和金属截面积变化全部以百分比显示。
2海上石油钢丝绳的重要性和应对难度
2.1 “命根子”钢丝绳是客运索道的“命根子”,是最重要的构成部件,它的质量和在线管理直接影响客运索道的安全运行、社会效益和经济效益。如果发生破断,轻者导致设备损坏,重者引起人员伤亡,这已经成为不争的共识。
2.2 标准规范2002年,中国海洋石油总公司就制定了Q/H4004-2002《海洋石油钢丝绳检验及检查要求》的标准,对检验资质、检查方法、报废标准等都进行了明确规定,可异的是并没有列上用仪器进行检测。
2.3 应对难度由于钢丝绳是无限不确定长,结构复杂的检测对象,近百年来科学家推出的在线探伤仪总有这样和那样不尽人意的瑕疵。目前国际上唯一制定标准并较好采用的美国ASTME1571-98《电磁方法检测铁磁性钢丝绳标准条例》中明确指出了检测仪器的局限性,即不可能区分出丝径很细的断丝,还不能实现定量。
2.4 现有各种探伤仪的问题钢丝绳在线检测的仪器从无到有的不断进步已有100年历史。目前进入中国市场的、来自欧美发达国家和国内研制的钢丝绳探伤仪品种很多,其中的传感器都采用永久磁钢励磁,然后应用漏磁和磁通原理,采集钢丝绳的缺陷信号,这是国际上公认的最佳方法。但是,这些仪器存在的第一个问题是几乎都没有直接应用计算机,将采样信号完全数字化,并对数字信号进行处理和分析,应对无限不确定长的结构多变的钢丝绳容易发生漏检和误判,第二个问题所有这些探伤仪标定和操作的技术难度大,普通人很难掌握,波形显示结果很难看明白,需要进行人工再计算。
2.5 无可奈何我国目前正在运营的300多条客运索道绝大部分不得不应用人工手摸、尺量、眼看的传统方法检查钢丝绳。没有先进的科学方法进行在线检测,常常导致事故的隐患难以及时发现,在索道管理中钢丝绳安全的对策最多只能做到应急预案,无法达到OHSAS18000职业安全健康标准要求的预警和预防目标。
3海上石油工程钢丝绳在线状态分析
3.1 缺陷生成研究表明,索道钢丝绳断绳事故主要是发生于材质缺陷和结构缺陷的累加。材质缺陷是指钢丝绳可预见的遭遇雨水、露水、冰雹、空气中的尘埃、雷击和机械运动、失效的影响,而对应发生腐蚀生锈和应力集中,引起断丝(LF);钢丝绳内部丝与丝之间在运动中的相互磨擦,外部丝与滑轮、滚筒、乃至地表的相互磨擦,从而发生磨损、变形、松股引起的金属截面积变化(LMA)。结构缺陷是指钢丝绳在刮风、地震等不可预见的外力作用下发生的各种变形、松股、跳丝等结构异化(SF)。
3.2 缺陷与强度材质缺陷和结构缺陷的发生在钢丝绳的使用中均有一个临界点,它们达到临界点的时间有差异,但当使用时间超过其临界点时,两种缺陷的恶化程度都加速发生,最后导致断绳。
3.3 统计分析美国研究人员对8000多个钢丝绳实验室和使用现场采样,并对各种信息资料进行统计分析,发现:①事故隐患:其中10%的钢丝绳强度损耗超过15%,存在潜在危险;②事故突发:其中2%的钢丝绳强度损耗超过30%,处于相当危险。由此推断,客运索道同样存在12%的事故隐患,所以应用科学方法在线检测索道钢丝绳,及时发现其中的各种缺陷,是从根本上避免断绳事故的有效方法。
3.4 现场对仪器的要求海上石油工程的现场条件比较恶劣,对钢丝绳的要求又特别高:首先是结果准确无漏检、无误判;满足承载固定和索引运动钢丝绳检测要求;传感器轻巧、结果报告直观、操作简单。
4基于虚拟仪器技术的钢丝绳探伤仪
随着计算机技术的飞速发展,以软件取代传统仪器的虚拟仪器技术的逐步形成,钢丝绳探伤找到了有效的解决路径。
4.1 深度磁化达到饱和当受测钢丝绳通过传感器时,传感器中的高磁积能、稀土钕铁硼、永久磁钢轴向、快速深度磁化钢丝绳并达到磁饱和。
4.2 信号采集数模转换钢丝绳中的断丝和锈蚀缺陷会产生向外泄露的漏磁场;环状聚磁器将空间分布的强弱漏磁信号聚集,均化并将其引导到周向等方位布置的多个霍尔元件列组合的检测回路中,定义为LF。钢丝绳中的锈蚀和磨损引起的金属截面积的变化使磁桥回路的平衡破坏,磁桥路的磁通量发生变化;由于霍尔元件置于磁桥路的平衡点,它能接受每一个磁能量微小变化的信号,定义为LMA。钢丝绳与传感器相对位移由等空间采样的光电编码器获取,定义为L。上述连续密集的LF、LMA和L信号通过数模转换,并压缩输入计算机。
4.3 数学模型分析处理所谓虚拟仪器就是以软件取代传统仪器,对传感器采集的信号进行分析处理,其中最关键的是必须建立有效的数学模型。钢丝绳电脑探伤仪软件设计的数据模型是建立在LF(断丝锈蚀等)、LMA(磨损、金属截面积变化、变形、松股等)和L(传感器通过钢丝绳的距离位置)的三维空间之中,根据理论计算,大量的实验室试验数据的统计和各种不同现场使用的样本筛选,从而取得最小离散率的实时处理模型。基于这一模型,对从新的受测钢丝绳内外部缺陷的数字信号进行反演计算,从而获得准确的钢丝绳中的全部缺陷的定性波形和定量数值。以中国人的思维模式建立的,最终检测报告可以明确告之,哪里断丝,断几根,哪是磨损、磨损多少,与标准规定一一对应,实现了定性定量定位的检测,避免了漏检和误判。
5胜利油田的钢丝绳科学检测
5.1 科学检测钢丝绳的初步尝试胜利油田历来十分重视安全生产,为了保证油田工程设备的钢丝绳安全,前几年我们技术检验中心就采购了某公司EMT型的钢丝绳检测仪,但是在实践的使用中发现了如下问题:①传感探头过重,携带和安置很不便;②对断丝测量不准;③缺陷位置显示的误差很大;④没有实时报警功能。
5.2 重新选定最好仪器通过反复的调研和多次的现场演示,我中心最新采购了由上海交大、清华大学、华中科技和煤科院、中科院、船舶七院的专家组建的某公司MTC型钢丝绳电脑探伤仪,经实践应用效果良好。
5.3 科学管理钢丝绳的设想根据中国海洋石油总公司Q/HS4004-2002《海洋石油钢丝绳检验及检查要求》标准规定海上石油生产设施、钻井平台、工程作业船舶使用的钢丝绳,均应由检验资质的第三方按规定检验,参照南非的经验,我技术检验中心为胜利油田的钢丝绳实现科学管理宜做好以下工作。①建立全部设备的档案;②对在役钢丝绳每三个月应用仪器进行抽样检测,抽样率为25%;③出具科学的检测报告交设备管理单位备案,若有问题,则整改;④逐步推进对Q/H4004-2002的标准进行修改;⑤最终达到钢丝绳的科学管理。
参考文献:
[1]南非标准SABS0293.矿井提升钢丝绳评估规范.南非国家标准,1996.
【关键词】 计量认证 物探 仪器 自检方法
前言
中华人民共和国计量法规定，一切为社会提供公证数据的产品质量检验机构（单位），必须经省级以上人民政府计量行政部门对其计量检定、测试的能力和可靠性考核合格。这就要求从事产品质量检验的机构（单位）必须进行计量认证，并取得计量认证合格证后，方能开展产品质量的检验工作。而计量认证的主要内容是：①计量检定、测试仪器设备的性能；②计量器具的工作环境；③考核检测人员的素质；④保证量值统一、准确的措施及检测数据公正可靠的管理制度。由此可见，由于在产品质量检测中所使用的计量器具品种繁多，只有对这些计量器具进行检定、校验或检验且合格后，才能保证所用计量器具的量值准确可靠、性能完好，从而保证了检验结果的正确，即可实现全国范围内的检验结果具有统一可比性。这说明产品质量检测是一项以数据说话，数据面前人人平等的公证性工作，培养和造就高素质上水平的检测队伍，选择切实可行的检测手段，使用先进可靠的检测设备，制订完善的质量保证体系，是保证检测工作质量的重要方面。而仪器设备满足检测技术要求、检测数据准确可靠，又是全部检测工作质量的基础保证。对于计量器具的检定可分为强制检定和自行定期检定，而物探仪器多属于专用计量器具一类，所以一般以自检为主，为此就要首先选择并制订“物探仪器自检方法及操作规程”以满足物探仪器定期自检的要求。本文就是基于此点，与计量检定同行共同探讨仪器自检方法的选择问题，鉴于水平所限，不妥之处敬请指正。
自检方法
物探仪器设备的计量检定一般无现成校验规程可循，此时应按照计量认证考核合格的自编校验方法或者应用对比的方法进行校准。而自编的校验方法是对计量器具受检项目进行检验时，所规定的具体操作方法和步骤，它应具备明确、科学、具体、简便、实用、可操作的一般原则，且所用公式及其使用常数和系数都必须有可靠的依据或来源。
1. 弹性波类仪器自检方法
该类仪器可选用空气纵波速度标准值与实测空气纵波速度值对比的方法进行自行定期检验。具体操作如下：
1.1将拾震器及波源发生器按一定的间距一字排开并置于空气中，通过观测仪器记录空气中拾震器所接收的由波源发生器产生的震动波。
1.2以拾震器到波源发生器之间的一系列间距为横坐标，空气中纵波传播旅行时为纵坐标绘制“时——距”曲线，并按最小二乘法求出实测空气中的纵波传播速度（Vc）。
1.3计算空气纵波速度标准值Vo，
TO为校验时大气温度（℃）
1.2计算空气纵波速度标准值Vo和空气纵波速度测量值Vc之间的相对误差δ。
1.5判定标准：δ≤±0.5%，即认为合格，反之则认为不合格。
此类仪器还可以用标准钢棒、纯水的纵波速度作为对比标准进行自检，但这些方法均较空气纵波速度的自检方法相对烦琐或困难。
2. 直流电法类仪器自检方法
2.1该类仪器自行定期检验可按《水利水电工程物探规程》中有关规定，首先对该仪器在同一测点、同一电位差两次观测数据的相对误差进行检验，同时满足①1～3mV测程：相对误差小于3%；②大于4mV测程：相对误差小于1.5%，即为合格，此后再按下列方法进行自检。
2.2实测纯水和已兑制不同矿化度水溶液（如NaCl溶液）电阻率值。实际应用表1时，由于矿化度较高时（如矿化度≥10g/l），水溶液的电阻率较小，难以测试，且误差较大。所以一般取水溶液的矿化度范围为0～1.0g/l即可满足自检要求。
2.3计算水溶液单一矿化度时表1中标准电阻率与实测电阻率之间的相对误差。
ρo为标准值；ρc为实测值。
2.4计算n个矿化度水溶液的观测均方误差M。
2.5判定标准：M≤±3.5%，即认为合格，反之则认为不合格。
此类仪器设备还可以用标准电阻等作为对比标准进行校验，但标准电阻也要进行定期强制检验，故一般不予采用。需要说明的是此类仪器的自行校验还是比较烦琐的，实测时也较困难，不知同行有无简便明了的自校方法，可以探讨和共享。我注意到有的公司采用一台仪器在同一测点的二次测量结果进行对比校验是不科学的，因为如果该台仪器存在系统误差时，一般不易通过自检查出该仪器存在的问题，应引起注意。
3. 地质雷达仪器自检方法
该类仪器可选用空气电磁波速度标准值与实测空气电磁波速度值对比自行定期检验的方法来实施。具体如下：
3.1选择一处空旷的地方，其周围一定范围内应无金属导线、块体等良导体类物质，在适当位置竖立放置一定面积的金属板（如铁板、钢板等）。
3.2在金属板面中垂线方向的一定距离处设置地质雷达发射天线和接收天线。
3.3观测并记录电磁波通过空气遇金属板后反射的雷达波形图。
3.4由原始记录的雷达波形图，读取金属板反射的双程历时t，进而计算空气电磁波传播速度Cc。
d为天线至金属板之间的距离。
3.5根据空气电磁波速度标准值（Co=0.3m/ns），计算空气电磁波速度标准值Co和空气电磁波速度测量值Cc之间的相对误差值β。
3.6判定标准：β≤±0.5%，即认为合格，反之则认为不合格。
此类仪器还可以用标准延时光纤等时基延迟作为对比标准进行自检，但其延时光纤的标准传输数据及其长度应经过严格的定期强检，才能使用，采用时应予注意。
结束语
地下管网象一根根神经脉络贯穿整个城市，与城市经济和人民生活息息相关。因此，其管理倍受各级政府部门重视。然而，由于管网具有纵横交错；结构复杂；埋于地下具有不透明性；信息量及查询量大；保存期长；要求不间断地运行使用等特点，故仅靠图纸、图表等形式记录保存管网资料，并在此基础上进行的人工管理，已经不能适应规模日益扩大、经济社会活动日益加快的现代化城市发展的要求。用新的技术和方法管理地下管网信息代替落后的人工管理方式，已成为十分迫切的任务。
为查清已埋没的燃气管网，建立《城市燃气动态管理信息系统》，以便于今后调度、维护、施工、抢险等工作的顺利进行，需解决以下问题：
1．查清所有燃气节点坐标、埋深、管顶高程、材质、管径、壁厚、防腐形式、燃气节点于路中心水平距离、竣工日期、施工单位等信息。(注：节点指燃气管道上起点出口点、止点、水平与垂直夹角小于160度的转弯点、阀门、凝液缸、三通、四通、主支管连接点、与其它专业管线的交又点、法兰盲板、两种材质的交接点等。)
2．利用最新探测成果，结合竣工图纸资料，按照用户要求的格式，录入各种资料，建立燃气管网现状的数据库。
3．在现有数据库基础上，针对用户实际需要建立燃气管网动态信息管理系统。
一、燃气管网的基本特征
燃气管网的基本特征是：小区中央气站供应管道液化气，敷设中压市政干管，通过庭院管与用户连接。燃气管网一般都埋于地下1．5米以内，个别地区埋没较深。地下地质情况大都是表层人工填土，主要由沥青路面、水泥路面、碎石路基、黄褐色枯土组成。
埋于地下的市政管线，其类型可分为三种：
1．线性体：主要是电力电缆、通讯电线等；
2．金属管材：主要是洪水管、钢质燃气管等；
3．非金属管材：主要是污水管、雨水管、pvc燃气管等。
前二种其电性特征表现为良导圆柱体，它于周围覆盖层存在明显的电性差异，且表现为二维线性特征，常规的探测方法能较好的识别。而后一种类型外壳表现出高阻性质，探测这类高阻管，常规的方法难以识别。另外一些干扰源对管线的探测精度也有很大影响，这些干扰主要来自：水泥路面的钢筋网、路中及路边的铁栅栏、铁质的广告牌、人行道旁的架空电力线、管线间的相互干扰、正在施工的电器、地表人工填土中的铁质杂物及来往穿梭的汽车等。由此可见，在这样的复杂环境下进行管线探测，不但需要高性能的探测仪器，更需要有多种地球物理探测方法的相互结合。
二、使用的仪器设备及性能
1．探地雷达
探地雷达是一种非破坏性的反射波地面探测系统。波源为高频电磁脉冲，对地表和地下无破坏作用。可以在城市内各种噪声环境下工作，环境干扰较小，具有较满意的探测深度及精度。对金属及非金属管线都能得到很好的探测结果。
2．地下管线探测仪
地下管线探测仪是一种非破坏电磁波探测系统，有较好的抗干扰能力和一定的探测深度。现场可实时长距离追踪、定位，直观显示、轻便、灵活，效率较高。是野外施工最常用的仪器。针对野外管线的埋设情况，且两类探测方法：感应法、充电法。
3．智能型全站仪
智能型全站仪可以完成各种高精度测量作业、具有新型存储卡、倾斜角补偿功能、标准计算程序、电子数据传输等功能。
三、野外工作方法及原理
针对管线周围的地球物理特征，并综合考虑工作环境，应采取多种综合的地球物理探测方法。并须选择使用最佳信号源，以减少目标以外的干扰，提高精度。以下是方法与技术的具体应用。
1．金属管线的探测
对燃气市政管网和部分庭院管网，由于是钢质，导电性好，便于管线仪探测。在此类型管线探测中，用感应法或充电法。
(1)并排管线的区分
在实际探测工作中，经常能发现燃气管与其他市政管并排埋设，有的相距很近。现场无直接接触点时，采用感应扫描的方法，首先大致确定被测管的位置，然后再用感应零点法精确定位。野外实际探测方法是：将发射机放在目标管上，离开发射机10米处，沿与管线垂直的方向进行探测，接收机用零值档进行检测信号，此时目标管上的响应值最小趋于零，而邻近的非目标管上的响应值为最大。
(2)管道与电缆的区分
用主动源(电力或通讯电缆辐射的电磁波)和被动源(仪器发出的一定值的电碰波)区分管道和电缆。接收机上有p、r二档，p档检测电力电缆，r档检测通讯电缆，若有p或k的特征值响应说明有电力或通讯电缆存在。
(3)拐点
用接收机沿管线走向连续追踪探测时，在拐点处，信号响应会急剧减弱，此时记下信号下降的位置，将接收机灵敏度调高，以该点为圆心，2步为半径做圆状搜索，直到发现新的信号响应，来确定管线新的走向。
(4)变坡点
蹿线变坡点处，管线的深度值变化较大，接收机信号强弱变化也较大，此时，需加密观测点，增加或降低灵敏度，逐个测出埋深，确定管线的变坡点位置。
(5)交叉管线
用感应法或充电法。将发射机放置在一管的上方或将信号直接送入管线的露头上，相距一定的距离进行探测，同样的方法进行另一条管线的探测，确定其交叉点的位置和埋深。
(6)三通和四通
用感应法或充电法。沿管线走向垂直探测，当发现探测前方左侧或右侧有信
号且影响直线探测时，记下干扰点的位置，作圆状搜索，直到发现另一峰值点，若和直线上的信号强弱一样，说明二管相通，此时，可判定该点就是三通或四通的接头处。由于两管间的相互干扰，其埋深的测定应离开三通或四通点1米处进行测定。
2．非金属管线的探测
对非金属燃气管的探测，我们利用探地雷达采用剖面方式进行工作。根据地下燃气管的大致走向布置测线，使测线方向近可能与所要探测的管线走向垂直。在探测过程中，为了减少侧边地表金属物的干扰，必须使天线板与地面保持良好的接触，以便天线与地下介质良好的耦合。当探地雷达发现管道时，接收其回波，将图象在屏幕上显示出来，通过判读确定地下燃气管道的位置及深度。
3．野外点位的测量
为了全面表达地下燃气管道的探测结果和方便微机成图，使用全站仪对管线节点、交叉点及相关要素进行解析法作业测量，并利用该仪器的优势，直接得到各有效点的坐标和高程。
关键词：压力容器;涡流;焊缝
引言：
常用的换热金属管包括铁磁性的碳钢和合金钢钢管以及非铁磁性的不锈钢钢管、等等。涡流检测方法主要包括制造过程中的铁磁性钢管和非铁磁性金属管材的涡流检测技术、在用铁磁性钢管的远场涡流检测技术、在用非铁磁性金属管的涡流检测技术和金属压力容器壳体焊缝表面裂纹的复平面分析涡流检测技术。
一.涡流检测的国家标准
目前国内普遍开展的是制造过程中各种金属管的涡流检测，并制定了如下检测标准：
GB/T 5126 铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流探伤方法
GB/T 5248 铜及铜合金无缝管涡流探伤方法
GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法
GB/T 12604 .6 无损检测术语 涡流检测
GB/T 12969 .2 钛及钛合金管材涡流检验方法
GB/T 14480 涡流探伤系统性能测试方法
JB 4730 锅炉、压力容器及压力管道无损检测
目前开展较多的为在用换热器非铁磁性金属管检测工作则刚刚开始，但这两方面均无现成的检测标准，目前在JB 4730 修订报批稿的第六部分中已经加入这两方面的内容。
二.新制铁磁性钢管的涡流检测
对新制钢管进行涡流检测的目的，主要是控制钢管的产品质量，发现钢管上可能存在的通孔和表面裂纹等缺陷。检测通孔的方法通常采用穿过式线圈，检测表面裂纹的方法通常采用扁平放置式线圈。
铁磁性钢管检测必须具有磁饱和装置，以便对检测线圈的检测区域施加足够强的磁场，使其磁导率趋于常数。铁磁性钢管涡流检测的频率范围一般在1-500kHz 之间。
（一）检测方法
穿过式线圈检测钢管，一般为多线圈结构，多线圈可以是分列式或初级线圈、双差动线圈等。扁平放置式线圈检测，为线圈旋转钢管轴向移动的扫查方式，钢管旋转线圈轴向移动的扫查方式，使用这种方法时，钢管的外径没有限制。
（二）对比试样
对比试样应与被检对象具有相同或相近规格、牌号、热处理状态、表面状态和电磁性能。采用对比槽形试样时，槽的形状为纵向矩形槽，平行于钢管的主轴线。槽的宽度≯1 .5mm ，长度为25mm ，其深度为管子公称壁厚的5 %，最小深度为0.3mm ，最大深度为1.3mm 。
三.新制非铁磁性金属管的涡流检测
非铁磁性金属管主要包括奥氏体不锈钢无缝钢管、铜及铜合金无缝管、铝及铝合金无缝管、钛及钛合金无缝管，这些管材的外径一般≯ 50mm ，管材的壁厚≯5mm 。
与铁磁性金属管相比，非铁磁性金属管的涡流检测不需要磁饱和装置，但对铜镍合金管材，有时也使用磁饱和装置，使被检区域达到磁饱和后进行检测。非铁磁性金属管涡流检测的频率范围一般在1 ～ 125kHz 之间。
新制非铁磁性金属管涡流检测采用通孔对比试样，即在一定长度的管材上沿轴向加工5 个相同孔径的通孔，其中2 个通孔分别距管端100mm ，中间3个通孔沿圆周方向相隔120°±5°均匀分布。
四.在用换热器铁磁性钢管的远场涡流检测
与新制钢管的涡流检测方法不同，在用换热器管的涡流检测只能采用内穿过式探头，由于钢管的口径较小，内穿过式探头采用磁饱和装置非常困难，因此对于在用换热器铁磁性钢管通常采用远场涡流检测方法，而不采用磁饱和状态下的常规涡流检测技术。
（一）检测设备
远场涡流检测仪器采用10Hz ～ 5KHz 的低频激发，探头内分别设置远场涡流激励线圈和检测线圈，而且激励线圈与检测线圈的间距为被检管子内径的2-3 倍。
（二）检测
检验前，首先对在役铁磁性钢管内表面进行清洗，使之满足检测要求;使用远场涡流检测对比试样时，调整工作频率和其它工作参数，使电磁场能较好地穿透管壁，并使仪器的连续平衡速率或滤波参数适应探头的移动速度，最终使系统达到所要求的灵敏度。
对钢管进行检测时，尽可能地使探头速度恒定平稳，探头在管内的检测速度视所用仪器和选择的参数而定，一般≯10m/min ;检测过程中，使用从远场涡流检测对比试样管获得的数据作为衡量仪器缺陷检测能力的标准，判断被检管是否存在缺陷。
五.在用换热器非铁磁性金属管的涡流检测
与新制管材检测的目的不同，在用设备检测的目的是发现换热管在使用过程中可能产生的壁厚均匀腐蚀减薄、局部腐蚀坑、与管子支撑板接触部位的磨损、裂纹等缺陷。因此，对检测仪器功能有较高的要求，对比试样也是针对这些缺陷的检测而设计的。
（一）检测设备
检测设备除具有一般仪器常有的功能外，还应具备至少应有2 个独立可选频率，频率范围为1kHz ～ 1MHz 。仪器需具备差动和绝对通道的检测能力，能够检测出管子壁厚均匀减薄、裂纹、腐蚀坑和磨损等缺陷。仪器应具有相位调节、滤波、混频处理等单元，并有相应的报警设置、阻抗平面显示以及可靠的记录装置。
（二）检测
检验前，首先对在役非铁磁性管内表面进行清洗，使之满足检测要求;使用检测对比试样，调整工作频率和其它工作参数，最终使系统达到所要求的灵敏度。
对管子进行检测过程中，尽可能地使探头速度恒定平稳，探头在管内的检测速度视所用仪器和选择的参数而定。检测过程中，使用从检测对比试样管获得的数据作为仪器缺陷检测能力的衡量标准，判断被检管是否存在缺陷。
六.压力容器壳体焊缝表面裂纹的涡流检测
采用涡流技术可以在不去除表面涂层的情况下探测金属材料的表面裂纹，然而，常规涡流方法只适用来检测表面光滑的母材上的裂纹，对焊缝上的裂纹检测却会因焊缝在高温熔合时产生的铁磁性变化。
（一）检测设备
用于金属焊缝表面裂纹检测的仪器除应具有复平面相位和幅度的分析和显示功能外，还应至少具备以下功能检测频率在1kHz-1MHz 的范围内任意选择。在预计最大涂层厚度的情况下可使校准试块上1mm 深的人工缺陷在显示屏达到满屏显示，同时0 .5mm 深的人工缺陷信号的幅度至少大于1mm 深缺陷信号的50 %。
（二）检测
1.频率选择
应根据灵敏度、提离和其它不希望出现的信号将频率调到最佳。通常情况下，建议采用约100kHz 的检测频率。
2.仪器校准
校准是通过将探头在对比试样上划过V 形槽进行的，V 形槽表面应先覆盖上一层非导体弹性板，其厚度等于或大于被测构件涂覆层的厚度;进行灵敏度调整，使1mm 深的V 形槽信号幅度约为满屏高度的80 %;校准检查应周期性进行。
3.扫查检测
检测的可靠性高度依赖于线圈与被测表面之间的方向，检测时应确保探头以最佳的角度划过被检部位的表面;差动式探头灵敏度受缺陷与线圈夹角的影响，因此在检测过程中应注意控制角度。
结束语：
换热金属管是必用元件之一，通过换热管可使不同介质达到热量迅速交换的目的。换热器的管壳中具有流动的高温、高压、易燃、易爆和有毒等介质，因此，控制新制换热管的质量和及时检测在用换热管出现的腐蚀、冲蚀等壁厚减薄缺陷，对确保换热器的安全运行十分必要。
参考文献：
[1] 周乐，张志文. 无损检测及其新技术[J]. 重庆工学院学报. 2006（08）
关键词：地下管线探测 地质雷达 非金属管线
Abstract:：combining with the underground pipeline detection of Changde Road renovation project，the paper indroduces various pipeline detection method in the practical work，it provides some good methods for the detecting of underground pipeline。
Key words: detecting of underground pipeline, GPR, nonmetallic pipeline
中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：
1 前言
地下管线是城市的生命线，是城市的重要基础设施，它直接肩负着城市的信息、电力、燃气及饮用水的传送和雨污水的排放工作，是城市正常生活秩序的基础与保障。但是目前因为地下管线探测技术的复杂性和非金属管线的不导电性导致很多工程设计的错误和事故的频发，对城市的正常运作带来了很多麻烦。
东莞市虎门镇长德路中段升级改造工程属旧路改造工程，拟建道路全长约1.6公里，城市主干道，双向6车道，道路红线宽46米。本次探测主要使用RD4000地下管线探测仪、 瑞典RAMAC/GPR型地质雷达、SET 210全站仪，本次管线点测量平面坐标系统采用珠区坐标系，高程系统采用1985国家高程基准，完成工作量约72.5Km。
2 地下管线探测的基本原理
目前对于金属管线的探测主要使用电磁探测技术，麦克斯韦提出的两条假说:“变化的磁场激发感应电场, 变化的电场激发感应磁场。”这种变化的磁场和变化的电场互相转化, 交替产生, 电磁场便以一定的速度由近及远向空间传播, 称为电磁波。对目标管线施加一定频率和适当强度的交变电磁场，该目标管线与大地之间便有相应的交变电流通过，该交变电流在其周围空间产生相同频率的交变电磁场，即在目标管线周围形成二次交变电磁场异常，用接收装置检测该异常，便能确定目标管线的位置，达到探测地下管线之目的。
对于非金属管线的探测，目前最有效的是用地质雷达和管线探测仪结合使用进行探测。地质雷达的原理是：利用高频电磁波以宽频带短脉冲形式，由地面通过发射天线送入地下，由于地下管线与其周围介质存在物性（介电性、导电性及导磁性）差异，使得脉冲在界面发生反射、透射和折射，其中反射回波由地面接收天线接收，经过资料处理后绘制成回波图像，根据图像来确定地下管线的平面位置及埋深。
3 各种地下管线探测方法的实际应用
3.1金属管线探测方法的实际应用
3.1.1感应法
感应法：把发射机放在目标管线的正上方，利用发射机发射电磁场,进而地下管线受到电磁感应产生感应电流形成二次电磁场,最后只需要通过接收机接收由地下管线形成的电磁场,最终达到追踪、定位地下管线的目的，该方法适合探测周围没有信号干扰的金属管线。
3.1.2 夹钳法
夹钳法：夹钳法是利用配套的感应钳钳住目标管线，使被钳管线产生感应电流，从而进行探测，此方法适用于电力及电信管线。由于是直接对目标管线发射电磁场，从而很好的屏蔽了周围其他管线的干扰，因此该方法抗干扰能力强且探测目标管线的平面位置和深度均比感应法来的准确，使用该方法的前提是目标管线必须要有岀露点。如常德路一预留路口上的电信管线，打开点号为7D521的电信井，用夹钳法对其进行探测，很好的探测出了拐点7D525，并且排除了附近另外一条电信管线的干扰，见图1。
图1使用夹钳法探测的电信管线成果图
3.1.3 直接法
直接法：对地下管线施加直流电，在地面上观察电磁场的异常，以确定地下管线所在的位置，这种方法的特点是仪器轻便、方法简单、定位精度高，在地下管线密集的区域有较好的分辨率，但使用条件必须有可供充电的出露点，在地层电阻串低时效果差。该方法一般用来查探金属性质的供水管道。如常德路与虎门新园东区路口处的供水管道，在点号为7J926处采用直接法，准确的探测到了总管道的位置和深度。见图2.
图2使用直接法探测的供水管线成果图
3.1.4 被动源法
被动源法：该方法所应用的场源不是由发射机发射供电而产生, 而是应用电力电缆本身传播的交流电及无线电频率电流作为场源, 这种场源称为被动源，目前有电力（Power）和无线电（Radio）两种模式。其中电力（Power）模式主要探测高压电力管线，无线电（Radio）模式主要探测电信管线。该方法不需要发射机，是在一个区域内探测未知管线的简便方法，但是该方法只能探测目标管线的平面位置而无法探测有效的管线深度。
3.2非金属管线探测方法的实际应用
3.2.1 示踪法
示踪法：示踪法是将能发射电磁信号的示踪探头或导线送入非金属管道(沟) 内，在地面用接收机接收探头或导线发生的电磁信号，从而确定地下管线的走向和埋深，该方法适用于有出入口的非金属管线和人防工程。由于目前很多地下非金属管线埋设时没有埋设示踪线，同时该方法误差也较大，所以该方法很难推广使用。
3.2.2 地质雷达法
目前对于非金属管线的探测，最有效的办法就是用地质雷达进行探测。但是地质雷达也有仪器昂贵、易受到临近管线的干扰、不能长距离追踪管线的局限性。如本次探测中有一条横跨常德路管径为800 mm的砼质供水管，因为常德路路面有很多其他管线的干扰，因此地质雷达探测的剖面选在道路两侧的空地上，两边各做了一条剖面，得到的雷达成像图见图3。
图3 地质雷达探测成像图
由于本次探测的目标管线管径大，埋深相对较浅，又有效的避开了其他管线的信号干扰，后来开挖了一个点进行了验证，证明了本次地质雷达探测的成果符合规范要求。
4 结论
随着城市的飞速发展，地下管线敷设越来越多也越来越复杂，为了准确探明地下管线的平面位置和深度，避免工程事故的发生，地下管线探测已经成为工程施工和设计的必要前提。本人通过几年的实践，认为在地下管线探测中应该注意以下几点问题：①地下管线探测前一定要联系相应的权属单位收集好资料，了解测区的具体管线铺设情况。②坚持先简单后复杂的思路，各种管线探测方法要会灵活应用。③在从事地下管线探测作业时，仪器设备带电作业，一定要安全用电，打开窨井盖调查时，要进行有害、有毒及可燃气体的浓度测定，进行必要的安全保护，做到安全生产。
参考文献
1雷林源 ，城市地下管线探测与测漏.北京：冶金工业出版社，2003
2邹延延，地下管线探测技术综述 勘察地球物理进展,2006，29（2）：14～19
关键词：磁套损 探伤 检测 MVRT
一、引言
油、水井不同程度的套损现象不可避免[1]。由于外力、化学腐蚀等因素的作用而引起套管变形、损坏，直接影响油田油、气产量和注水效果及油、水井寿命[2]。目前国内许多测井公司相继推出井径类、磁测井类、超声波成像类、光学成像类等多种测井仪器用于井下油套管损伤检测（监测），取得了较好成效[3-7]。但对于油套管外壁内外壁损伤的测井检测与评价等方面[8]，现有的一些测井方法还存在较大的不适应性。针对目前井下油套管损伤检测方面不足，渤海油田2011年引进的贝克公司的MVRT电磁探伤测井技术。该测井仪测量精度高，主要体现在套管壁厚、孔、缝、洞的准确识别。已成功在渤海油田某油矿A井成功实施，在套管弯曲变形、腐蚀穿孔、错断和射孔质量检查方面起到了明显效果。
二、套损仪器检测仪器原理及技术指标
1.检测原理
MVRT测井仪磁体产生恒定磁场，在通过套管时，如果套管存在损伤，则会自动改变磁通量，仪器接收器通过感应磁通量的变化来检测套管的损伤情况。磁体部分‘FL’测量套管中是否存在损伤，‘DIS’测量套管内部是否存在损伤，结合‘FL’和‘DIS’两部分即可以检测套管的内外损伤情况，经过处理后形成套管内外损伤情况直观图，可以观看套管内外损伤情况。详细介绍如下：
（1）FL （flux leakage磁通漏失）
仪器内的一个永磁铁，通过管材（套管/油管），在管材壁上生成非常高的磁通密度。如图1所示，由于管材内壁和外壁（腐蚀等原因造成的）金属损失而引起局部的磁通量漏失。这些在磁场中的扰动被阵列的FL传感器并定位于磁路。
（2）DIS（Discriminator区分器）
FL传感器不能区分金属损失是由内部还是外部造成的。要实现该区分功能，需要DIS传感器放在一个相对较弱的磁场，该磁场只通过管材内部。管外金属损失不影响磁通路径，因此不会造成DIS响应。而内部的金属损失，却可以影响其附近的磁通量，从而生成典型的DIS测井响应。见图2。
（3）仪器响应（ Tool Response）
结合FL和DIS传感器，可以用于识别管材金属损失的类型和原因。只出现FL响应表示金属损失只来自于外部。同时出现DIS和FL表示金属损失来自内部。见图3。
（4）Log Format（测井图版）见图4。
（5）MVRT Calibration（校正）
FL大小和洞的穿透深度成正比；基于一个圆形的洞（约24%校正）；目前，针对大概100种不同的管材组合、钢级、重量作了校正。见图5。
2.技术指标：
技术参数：仪器类型7.0in/9.625in、长度17.4ft、直径5.7ft/8.2ft、重量：400Lbm/450Lbm、耐温350、耐压：15000Psi，测速：125ft/min。工具串结构见图6。
三、测井影响因素
（1）井身结构和套管。不同的钢级套管选择不同的仪器，如果仪器与套管不匹配，显示的峰值则会减小或增大；在测井前需要刮管，消除井内油垢或其他异物对测井质量的影响。
（2）井斜的影响。由于MVRT仪器需要居中测量，当井斜较大时，就会影响测量效果，使得资料失真甚至缺失某一道资料信息，所以测井时必须配用扶正器。
（3）电阻率影响。地层电阻率不影响测井，但是电缆的电阻率就会影响，电缆的传输速率对MVRT测量的质量影响很大，所以当电缆过长，电阻过大时，就需要转换MVRT的测试模式。
（4）测速的影响。绞车下放速度也会一定程度影响测量效果。所以测速需要尽量保持在120ft/min（40m/min）左右。
四、应用的效果分析
应用一：MVRT测井在某油田应用，以下是套管检测出各种损伤类型的图示（图7-12）。
应用二：2013年在渤海油田某油矿A井进行了套管损伤检测，详细如下：
1.基础资料
原井套管程序：13.375″×253.29m+9.625″×1925.20mm
油层套管规范：9.625″套管 N80 47PPF
最大井斜：41.40° 最大狗腿度：3.57°/30m
造斜点：600.00m 人工井底：2144.00
2.测井内容
MVRT计划测井深度0.0-2132.0m，实际仪器测深到1800m
3.资料质量评价与分析
（1）资料质量评价
由测井资料截取的典型段落图13可见，用电磁探伤仪进行套损测井时，测井曲线质量良好。
（2）解释结论
测量段为0.0-1800.0m套管段，图14为截取的MVRT测井资料典型段，套管尺寸为9.625in。由此可见，MVRT 显示本井井段套管质量良好，内、外壁都没有损失。
截取了310.0m深度附近的MVRT测井资料，套管尺寸为9.625in，显示在此处FL曲线有波动，这是由于套管材质变化而引起的。见图15。
五、结论
（1）实例A井套损检测显示，结果证明套管质量良好，套管内外壁均没有损伤。
（2）通过MVRT测井准确的进行了金属损失评价；能够达到20%到 100%的穿透，实现360度覆盖管内和管外。
（3）能够实现电缆传输，通过测井提供可信的当前套管状态，预测套管寿命。
（4）MVRT电磁测井作业前需要对原井套管进行充分的刮削及清洗，管柱结蜡、结垢、残留水泥会对测井效果有一定影响。
（5）在多层管道测量时，内层与外层管道之间的距离很小，会影响测井效果。
参考文献
[1]郭海敏。生产测井导论[M]。北京：石油工业出版社，2003。
[2]刘清华、邹良志。多臂井径仪测井在套管检测与预防中都得应用。国外测井技术，期刊，2010。
关键词：地下管线探测；平行密集管线；非金属管材；大埋深
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.188
0 引言
城市综合地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市的“生命线”和“血脉”。各种原因，目前我国很多城市存在地下管线分布情况管理不明，管线档案资料不全不准等情况，导致城市建设时，常有地下管线被破坏的事故发生。因此，摸清城市地下管线现状，通过信息系统管理管线数据是城市规划、建设、管理的需要，是保证城市人民正常生产生活以及城市发展的必要措施。
1 地下管线探测难点
城市地下管线探查中，地下管线种类多，材质多样，权属单位不同，埋设时间和埋设方式也不尽相同，管线常出现纵横交叉，上下重叠现象，导致准确探测各种管线的走向、埋深等有一定难度。归结起来，地下管线探测中常遇到的难点有：一是平行密集埋设管线探测；二是非金属管材探测；三是长距离、大埋深的管线探测。四是非开挖敷设管线。
2 地下管线探测难点解决方案
2.1 平行管线探查方法
平行管线的探查，优先采用直接法或夹钳法，从而减弱相邻管线的干扰。然而，实际工作中，因缺少明显点，没有良好的接地条件等，无法采用直接法和夹钳法，只能采用感应法。为此，管线探查时可采用下述方法：
（1）水平压线法：根据垂直偶极子施加信号时不激发其正下方管线，而激发邻近管线的特性，将发射机平卧，放在邻近干扰管线正上方，从而压制地下干扰管线，突出邻近目标管线信号。这是探查平行管线的有效手段。（2）垂直压线法：利用水平偶极子施加信号，线圈正下方管线耦合最强的特性，将发射机直立，放在目标管线正上方，从而压制邻近干扰管线，突出目标管线信号，从而区分平行管线。该方法适用于埋深浅、间距大的平行管线。（3）倾斜压线法：平行管线间距较小时，上述方法探查效果均不好，可采用倾斜压线法。该法是根据目标管线与干扰管线的空间分布位置，选择合适的发射机位置和倾斜角度，在保持发射线圈轴向对准干扰管线的前提下，尽量将发射机置于目标管线上方附近，从而确保有效激发目标管线，压制干扰管线。
2.2 非金属管道探查技术
（1）非金属管线探查。探查非金属管线时，根据现场条件、管径的大小及目标管线与周围介质的差异等特性，可采用示踪电磁法、探地雷达断面扫描探查及钎探、开挖验证等方法。具体做法为：先将管线上的明显点（阀门井、排气阀井、测压井等）定位，再利用金属分支管线采用电磁感应法确定其与非金属管道的连接点。同样，对过桥、穿路、拐弯等特殊地带的局部金属管线也可用探测仪探查定位。利用上述方法确定的管线点可大致将管线走向及所在范围圈定，根据已探明管线的情况，在需要确定管线点的地段，用探地雷达进行断面扫描探查。在具备钎探或开挖条件的地带，进行了钎探或开挖验证。
采用探地雷达对非金属管道（如砼管、PE管、UPVC管等）探查时，应选用与探查对象的埋深和管径相匹配的发射频率和合适的接收天线；在一个探测点应作两次以上的往返测量，以确认异常的可靠性；如探查对象无明显异常，应在该探查剖面前后作反复多次测量，以利于发现异常；对不规整的管线异常要进行开挖验证；要在探测点附近的已知管线上作雷达剖面用以确定介电常数和波速。
（2）预埋非金属空管探查。此类管线可采用示踪法或探地雷达进行探测。用空管内预埋的铁丝或人工穿设的示踪线，然后采用直接法或双端连接的方法施加信号，利用管线探测仪定位测深。
采用探地雷达探测时，具体方法参照非金属管线探查。
（3）小规格非金属管线探测。对埋深大、规格小的金属管线，由于目标规模小，且上覆土层多为杂填土，探地雷达很难取得良好的管顶反射异常，为此，对此类管线应尽可能收集竣工资料，在此基础上通过管线埋设时的土层扰动破坏产生的异常来确定。
2.3 大埋深管线探测
管线探测仪探测深度通常为3.0?4.0m，对深埋管线，在无出露点的情况下，采用常规感应法探测很难满足要求。为此，可通过以下方式提高探测准确率：
（1）扩大探测范围，找到管线出露点，采用直接法施加信号，并加大发射机输出功率，提高信噪比。（2）在没有出露点的情况下，尽可能在埋深浅处施加感应信号，以增大管线感应电流，提高接收信号强度，提高信噪比。（3）利用长金属导线采用双端连接的方法施加信号，使发射机、长导线与管道自成一电流回路，提高管线的电流强度，达到探测深埋管线的目的。
2.4 非开挖技术敷设管线
随着水平定向钻进、顶管等非开挖技术的广泛使用，非开挖敷设的管线探测成为地下管线探测的难点之一。水平定向钻进技术铺设的管线其深度多渐变，探测时易受浅埋管线的干扰影响，探测难度相对较大。为提高此类管线的探查精度，可采取以下方法：
（1）全面收集测区范围内非开挖敷设管线的设计、竣工资料，并进行实地核实。（2）对已敷设电缆的管线，采用夹钳法施加信号，以减弱浅部及旁侧管线的干扰。在连续追踪探测时，考虑到其渐变特征，将加密管线点，以便准确描述其变化特征。（3）对预埋的电缆类空管，采用示踪法或探地雷达进行探测。（4）非开挖敷设管线穿越道路、河流、建筑物时，管线埋深较大且穿越距离长，信号随探测距离的增加而迅速衰减，导致探测误差增大或无法追踪探测。为此，探测时尽可能增大发射机的发射功率，提高信噪比，同时在穿越道路、河流及建筑物等前设置管线点，如道路、河流两侧、建筑物前后，以控制其走向。
3 结语
虽然地下管线分布复杂，探明其走向、埋深、管材等属性可以借助先进的探测仪器，但是，实际作业中还需要作业员针对不同现场，认真分析查阅相关资料，不断总结分析，采用多台仪器、多种方式方法交叉探测，更好的提高探测效率和数据精度。
参考文献：
[1]陈穗生.管线探测四大难题的探测要点[J].工程勘察，2007（07）：62-67.
地下管线探测系统就是一套能够使地下隐蔽管线以数据或图纸形式呈现在建设或运维相关人员面前，在维护或建设中，做到有的放矢，由被动式转向主动式，减少事故发生率，为通信系统的优质、高效、安全、稳定运行提供了可靠保障。
关键词：地下管线探测仪；探测；管线；
中图分类号：[TU279.7+6]文献标识码： A 文章编号：
1、地下管线探测的基本概念
地下管线探测是指通过一种或者多种探测方法、按照一定的步骤将地下管线的信息全面完整地再呈现出来的过程。
2、地下管线探测的现状及未来发展
到目前为止，地下管线探测的核心技术仍然以电磁法探测为主。这主要是由于两个方面的原因：一方面是我国早期地下管线除排水外绝大多数是金属材质的；另一方面是由于电磁法探测原理最好地适应了当时技术发展条件，率先实现了应用仪器的轻便化、探测结果的灵敏化和精确化、以及设备生产的经济化，从而使得效率高、经济性好的探测服务行业得以生存和发展。
进入二十一世纪，新材料和新技术的迅猛发展，通信管道，除了传统的灰管、钢管外，新型材料如PVC管、PE管、硅芯管等，逐渐取代原有管材，成为现代化新城地下管材的必选材料。在地下管线探测中，地下非金属管线探测这一软肋越来越成为制约整个行业发展的瓶颈。发展地下非金属管道探测技术、并使其探测仪器灵敏精确、轻便高效和价格合理化，已经成为迫待解决的技术问题以及整个行业的发展方向。由于地质雷达法不仅可以准确确定地下非金属管道的平面位置，而且还可以测定埋深，甚至还可以确定其规格大小，具有精度高、功能全的优势，势必将是将来解决地下所有材质管线探测问题的最佳选择。
3、地下管线探测的原理
地下管线可以被探测到是由于它与其周围土壤介质之间存在着明显的物性差异。一切地下管线与其周围介质之间最明显的物性差异就是其空间上的线性延续特征。地下管线在空间上的线性延续特征是几乎所有探测方法能够区分地下管线和其它介质的最基本的物性前提。也就是说，我们只有在追踪信号具有明确的线性延续特征时，才能说它有可能是一个地下管线信号。不同的探测方法可以依据不同的物性差异方面对这个线性特征加以检测。比如：地下金属管道的电导率、磁导率、介电常数等与大地土壤之间存在着较大的差异，于是我们可以应用电磁法针对其线性特征进行探测；地下管线的波阻抗与其周围大地土壤之间存在着较大的差异，而且管线顶部一般具有弧形的空间形态，于是我们可以应用电磁波的折射和反射原理来对其进行探测。我们还可以利用地下非金属管道的中空结构，应用电磁示踪法对其进行探测等等。
4、地下管线探测的过程
4.1 地下管线的分类：对于地下管线从种类上可划分为强电、弱电、供水、雨水、下水、燃气等。
4.2 现有资料的搜集：在探测前应该详细的搜集该段落各种管线的设计和竣工资料，并且与各家管线所属机构进行有效沟通，确保各家管线信息属性的准确性。
4.3 探测仪器的选用：选择适合自己段落的探测方法（目前的探测方法主要有：电磁法、地质雷达法、磁梯度法、钎探法、综合分析法、声波法、红外辐射法、电阻率法、充电法、磁场强度法等等），购买性能稳定的探测仪器。
4.4仪器检测与方法检验：在探测前必须对投入的仪器进行全面检查，并在测区内选择一定数量的区域进行探测方法的实验，实验点一般选择在明显点附近并均匀分布在整个测区，通过方法试验可确定最佳的探测方法和平面定位及埋深探测的修正系数。
4.5点的检查：通信管线的明显点较多，比如人孔处。在物探管线时，也可以打开人孔直接进行量测，确定管材类型、材质、规格、孔数、埋深等。在点的调查过程中，应详细的标注所有信息，便于今后资料的核实。
4.6隐蔽点的探测：当两明显管线点间的距离大于所要求的最大管线点间距或管线的走向发生变化时，应当在适当的位置设置管线特征点。通信管线隐蔽点的定位难度主要是来自同类管线的干扰，一般管线探测采用夹钳法进行探测。
4.7特征点的测量和资料整理：在完成探测后，方可进行特征点的测量，测量检查合格后，将探测仪和计算机连接，输出探测数据，将探测结果进行整理，输出探测结果。
【关键词】 燃气管网；巡检设备；应用
中图分类号：O434文献标识码： A
Application of inspection equipment for gas pipe network in urban
BAI Long，LIU ZengYu
Xinjiang Oilfield Gas Co.,Karamay,Xinjiang,834000
Abstract：
This article briefly expounds the scale of Karamay gas pipe network. It mainly introduces the pipe inspection equipment of Xinjiang Oil Field Gas Company. It emphasizes to perform inspection system well and enhance people to have a sense of responsibility. Through the application of inspection equipment, we find problems and solve it timely. It is significant to have a safe operation of gas pipe network.
Key words: gas pipenetwork, Inspection equipment, application
一、克拉玛依市燃气管网现状及分析
随着近几年克拉玛依市的不断发展，天然气这种快捷、新型、无污染的能源正在走进千家万户，为全市人民提供方便。截止至2013年9月，已有94000余户市民、480多户商业用户用上了天然气。然而，伴随着克拉玛依市的持续发展，城镇燃气管网也在迅速的发展，各项天然气工程的不断完成，使得克拉玛依城市燃气管网呈现出点多、线长、面广的特点。由生产数据得知，克拉玛依市辖区内燃气管网长300余千米，调压箱（柜）共900余座，燃气阀井450余口。要想确保天然气管网运行的状况，除了需要足够的责任心强的工作人员，还需要相应数量的巡检设备，比如燃气检测车、气体检测仪、辅助探测器等。而更亟待解决的是，工作人员对设备科学的应用。
二、燃气管网巡检设备概况
1、气体检测仪：燃气管网巡检的一个重要设备就是气体检测报警仪。国内外对爆炸性气体环境控制和有毒有害气体排放、污染物排放等方面的严格立法是气体检测仪器市场发展的最大推动力，法规的建立降低了危险气体存在所造成的事故数量，同时使得人们对生活生产中危险气体的关心程度大幅度增强。气体报警仪的发展应用越来越广泛，是目前比较热门的技术。
目前，新疆油田公司燃气公司所持巡检用气体报警仪主要有德国竖威公司手持式燃气检测仪PM4、燃气管网综合检测仪HS680、加臭剂检测仪OD4，这是目前使用率最高的几件设备。另外还有硫化氢检测仪XP-335、乙烷辨识仪SR5。
手持式燃气检测仪PM4：是一款测量燃气浓度并检漏的手持式电子仪器。配置有三个传感器，可以用于ppm量程，vol%量程和%LEL量程测量。应用于天然气管网巡检，居民入户安检等工作，包括检测天然气管道设备设施连接口处是否有泄漏、天然气工程中的验漏等。
图1：手持式燃气检测仪PM4
燃气管网综合检测仪HS680：相对于手持式燃气检测仪PM4功能更多更全面。仪器使用三种类型的传感器：气敏型半导体传感器 (HL) 、红外线传感器 (IR) 、电化学传感器(EC) 。应用范围广泛：路面巡检（在路面上使用高精度检测最小程度的燃气泄漏），钻孔检测（发现泄漏路面排孔之后使用高浓度量程进行测量），密闭空间或室内（测量最低浓度的燃气泄漏，并且寻找漏点的位置），高浓度监测（燃气置换时进行管道内的高浓度监测），防爆测量（时刻检测工作区域内的燃气浓度是否接近爆炸浓度），防爆测量及毒气测量（时刻监视工作区域内的燃气和毒气浓度是否超标），乙烷分析（区分检测到的燃气是天然气还是沼气）。乙烷辨识仪SR5也是采用气相色谱分析技术的一种单项检测仪。
图2：综合气体检测仪HS680 图3：乙烷辨识仪SR5
加臭剂检测仪OD4：适量的臭味是管网检测安全的重要标准。因为天然气无色无味，因此即使室内或燃气管网的任何地方再小的漏点也能立即检测出来。天然气加臭剂四氢噻吩（THT）为当前普遍使用的加臭剂，该仪器主要用于检测此加臭剂的含量。
图4：加臭剂检测仪OD4
硫化氢检测仪XP-335：顾名思义，是专门扑捉微量硫化氢的设备，操作也非常的简单。
图5：硫化氢检测仪XP-335
2、探测设备：目前该燃气企业探测设备主要有车载式顶置激光甲烷遥测系统SELMA、手持式激光甲烷遥距检测仪SA3C06A、埋地管道外防腐层检测仪RD-PCM、精密地下管线探测仪RD4000-PDL、地下管网成像仪Noggin250、井盖电磁探测器FT350、埋地管线探测仪器SL-2088等。
顶置及前置车载式激光甲烷检测仪器SELMA：应用于城区燃气泄漏探测的诊断评估设备，具有两大套独立的激光探测系统。其特点是：基于红外激光脉冲原理，探测路前方和旁侧气体泄漏，顶部激光装置可以检测远距离气体泄漏，系统标准配置内含有视频摄像装置和GPS定位系统，操作简单并且有数据分析，灵敏度高。目前公司配备为顶置式声光屏报警检测设备。
图6 : 车顶部探测器光学排列图图7: SELMA车顶部光学单元总体预览
SELMA顶置式燃气管道泄漏激光探测评估系统
图8: 顶置及前置车载激光甲烷遥测系统SELMA
手持式激光甲烷遥距检测仪SA3C06A:是甲烷气体泄漏检测领域的一项极具创新性的发明，是实现远距离检测甲烷气体泄漏的最有效的便携式专业仪器。该设备采用光学检测方式，运用红外分光度量原理，利用对甲烷分子有唯一吸收性波长的激光来实现泄漏检测。其特性：真正实现远距离泄漏探测，有效距离可达30米，极灵敏的反应能力，仅需0.1秒检测反应时间，对甲烷气体的唯一性，无其他气体干扰，大容量数据存储能力，无需周期性校调，结构轻巧，具有优秀的便携性。
图9：手持式激光甲烷遥距检测仪SA3C06A
埋地管道外防腐层检测仪RD-PCM:管道电流测绘系统（PCM+）是定位故障点和防腐层薄弱点的新方法，使管道检查者突破了现有的技术局限性，可以对有阴极保护的管道的保护效果进行评估。使用这项新技术可以辨别究竟是管道与其他金属结构接触而引起的短路，还是管道防腐层破损。其性能高于埋地管线探测仪器SL-2088。
图10：埋地管道外防腐层检测仪RD-PCM
精密地下管线探测仪RD8000系统:是快速、有效定位和测绘地下管线的解决方案。其包括两款强大的接收机和三款发射机（1瓦、3瓦、10瓦）。适用于探测未知埋地管线。在开挖之前使用这些技术是非常重要，以免在开挖过程中损毁地下管线。RD接收机设计符合人机工程学原理，平衡，轻巧，可在任何环境下长时间使用。目前公司采用的是RD4000-PDL设备。
图11：精密地下管线探测仪RD8000
地下管网成像仪Noggin250：是加拿大探头与软件公司研制和生产的新一代地下成像仪。特别适合城市公用事业部门（燃气、自来水、市政、建筑施工），环境评价开挖沟槽回填土和土壤扰动，管道、油罐泄漏点定位，金属或非金属管道的探测。使得只探测15M以内的物体功能突出与加强成为可能，且成本低，操作简便。
图12：地下管网成像仪Noggin250
井盖电磁探测器FT350：不受非金属物体的影响，只对铁磁性物体进行探测，比如：闸井、井盖等。探测深度可达1.5米，能够精确探测垂直物体，比如：开阀的竖杆。其防水的传感器杆允许仪器在水中和雪中使用。探测原理：通过2个门流传感器测量地磁场的变化。目前公司所用的FT350，信号可通过喇叭和耳机声音及液晶屏显示。
图13：井盖电磁探测器FT350
3.辅助设备：地面钻孔机CN-2，应用于公路等硬化路面的钻孔；勘探棒Plunger，管网检漏必备的辅助工具，应用于土地路面或便道上打探孔。
图14：地面钻孔机图15：勘探棒
三、燃气管网巡检设备的应用
随着近年来全国燃气使用的快速增长，针对目前大中城市燃气管网密集、市政建设频繁，违章占压、管道保护措施差等容易造成易燃和有害气体的泄露而给企业生产效益、市民的生活和人身财产安全带来潜在的巨大危害，燃气泄露引发的事故也有上升的趋势，引起人们的广泛关注。
影响燃气管网运行的最大问题就是燃气泄露。燃气管网巡检工作的目的就是在泄漏发生前尽可能早地发现隐患, 并及时准确地汇报和处理，避免事故的发生和事态扩大。从事故致因理论得知，所有事故事件都是人的不安全状态或物的不安全因素造成的，结合国内外燃气管网事故案例，要做好燃气管网的正常运行，就因避免第三方意外开挖造成的管线破损，自然环境下的金属管道腐蚀等等。
有关规程规定了人工对燃气管网管道附件等进行安全巡查工作。传统的燃气巡检工作方式周期长、精确度差、效率低，与燃气企业标准化管理的要求不相适应，已经难以满足天然气管道设备的安全运行的需求。笔者认为除了提高人的责任意识，坚持履行巡查制度，能够及时发现问题，避免事故的发生，同时还要科学管理，提高先进的燃气管网巡检设备利用率。
克拉玛依市该燃气企业近年通过建设数据采集与监视控制系统（SCADA）对管网运行实施动态实时监测工程，同时也将通过建立规范科学的燃气管网巡查检修体系，企业每年制定检漏计划，纳入生产计划下达，分区分片实施，按管道年限、投产时间、管道材料、接头形式、运行地段、相邻地下设施等不同情况制定巡检周期和任务目标，对运行时间较长或问题较多的管网要优先进行检漏，然后逐步推进。燃气泄漏点的判断与查找列入安全生产计划贯彻执行。在日常运行管理时，巡检工作以外观检查为主，泄漏检测为辅，并采用手持式检测仪器对地面钻孔处、信号管、管道附近的“三沟”等地下构筑物进行检测。遇到市政施工管网埋深、走向不明的情况，应用地下管网成像仪、地下管线探测仪等探测设备进行探明，遇到在役年限长的管道应用车载式甲烷遥测系统、埋地管道外防腐层检测仪进行全线检测，定位设备缺陷情况(设备漏气、管道隐患) ，缩小隐患范围，再采用地面钻孔机、勘探棒等辅助设备进行精密检测，确认漏点进行后续的开挖修复作业，从提高设备的利用率提升安全管理水平，进一步保障管网的安全平稳运营。
四、影响巡检设备应用的其它因素
对于克拉玛依市燃气管网巡检工作，除了需提高上述巡检设备使用率以外，还存在专业操作人员调岗、新老接替跟不上的现象。针对该类问题，企业正通过借助集团公司技能大赛这个平台，选拔优秀人才，技术能手，采用传、帮、带的方式，制定月巡检设备知识讲座，开展周岗位练兵活动，使一般巡检员都能得心应手的操作使用管网巡检设备。
五、结论
综上所述，随着克拉玛依市燃气的发展，将会加大投入应用更先进的燃气管网巡检设备，发挥好每一台设备的各自特点、用途，必将有利于提高管网运行的安全性、可靠性和稳定性，实现燃气系统“安全、经济、多供、少损”的运行目的。
参考文献：
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