地下管線量測分析系統

 

刊登日期:2018/5/5
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管線洩漏產生之原因最主要來自第三方挖損或管線腐蝕,定期執行管線外部腐蝕直接評估可加強對於管線防蝕系統之監控。由於國內地下管線周邊設施較為複雜,且常常造成間接檢測受到周邊設施的影響,故本項工作期望能透過地下驗證場所埋設的特殊設施解析訊號,以了解管線周邊設施對於管線的影響。

本文將從以下大綱,介紹本研究計畫針對地下管線包覆檢測之「管線包覆電磁檢測」法,建立了一套訊號處理程序,將不易判斷之檢測結果透過訊號處理解析並建立判定標準,加速檢測結果之分析流程及避免人為判斷疏失。
‧計畫緣起及研究動機
‧「管線包覆電磁檢測」訊號特徵分析探討
 1.「 管線包覆電磁檢測」模擬磁場分布計算探討
 2.「 管線包覆電磁檢測」量測訊號處理與分析探討
 3.「 管線包覆電磁檢測」訊號特徵分析應用探討
‧箱涵位置對於緊密電位檢測影響分析

【內文精選】
「管線包覆電磁檢測」訊號特徵分析探討
本計畫針對地下管線缺陷所造成之電位變化,利用電化學理論模擬技術建立外加電流防蝕模擬3D系統,模擬不同腐蝕區域大小和位置差異,分析電位與電流性質。另外模擬分析不同土壤深度和箱涵等外在結構物對系統腐蝕性質之影響。在防蝕電位模擬後,利用地下管線驗證測試場(如圖一),模擬分析地下管線周圍特殊設施(如箱涵、管線搭接、混凝土包覆及地面RC塊覆蓋等)的間接檢測訊號影響因子,並解析特徵訊號。管線驗證測試場特殊設施實驗程序如圖二。
2.「 管線包覆電磁檢測」量測訊號處理與分析探討
圖七中的藍線是地下管線「管線包覆電磁檢測」的實際量測數據,可以看出原始的量測訊號有許多雜訊。因此,須先濾除雜訊。經過測試數種方法後,發現「中位數過濾」的效果較佳,如圖七中的紅線。「中位數過濾」將前後量測點的數據加以排序,再取中間值,可將異常的訊號排除,僅保存曲線的趨勢,提升訊號可辨識度。為了定位異常訊號的位置,將過濾的訊號進行「一階微分」運算,如圖七中的淺紅線。可以明顯看出:在900公尺及1,000公尺的轉彎開始與結束位置,因訊號突然降低與回復,「一階導數」會有峰值出現。因此,可用以輔助訊號異常的偵測。

圖七、管線包覆電磁檢測的實際量測訊號、「中位數過濾」及「一階導數」
圖七、管線包覆電磁檢測的實際量測訊號、「中位數過濾」及「一階導數」

箱涵位置對於緊密電位檢測影響分析
透過地下管線陰極防蝕系統縮小實驗,如圖十三所示,分析箱涵埋設位置對於管線陰極防蝕系統及緊密電位檢測之影響。在管線周遭設置不同位置的箱涵,並於管線上方檢測緊密電位,並施加陰極防蝕極化電流,觀察管線周圍電位變化狀況…....以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

圖十三、 陰極防蝕箱涵影響因子分析縮小實驗(剖視圖)
圖十三、 陰極防蝕箱涵影響因子分析縮小實驗(剖視圖)

作者:藍冑偉、闕銘宏/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」377期,更多資料請見下方附檔。


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