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管道檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
2013-03-06
三、管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)
管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)是將各種無(wú)損檢測(cè)（NDT）設(shè)備加在島清管器（PIG）上，將原來(lái)用作清掃的非智能改為有信息采集、處理、存儲(chǔ)等功能的智能型管道缺陷檢測(cè)器（SMART PIG），通過(guò)清管器在管道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到檢測(cè)管道缺陷的目的。早在1965年美國(guó)Tuboscopc公司就已將漏磁通（MFL）無(wú)損檢測(cè)（NDT）技術(shù)成功地應(yīng)用于油氣長(zhǎng)輸管道的內(nèi)檢測(cè)，緊接著其他的無(wú)損內(nèi)檢測(cè)技術(shù)也相繼產(chǎn)生，并在嘗試中發(fā)現(xiàn)其廣泛的應(yīng)用前景。
目前國(guó)外較有名的監(jiān)測(cè)公司由美國(guó)的Tuboscopc GE PII、英國(guó)的British Gas、德國(guó)的Pipetronix、加拿大的Corrpro，且其產(chǎn)品已基本上達(dá)到了系列化和多樣化。內(nèi)檢測(cè)器按功能可分為用于檢測(cè)管道幾何變形的測(cè)徑儀、用于管道泄漏檢測(cè)儀、用于對(duì)因腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷檢測(cè)的漏磁通檢測(cè)器、用于裂紋類(lèi)平面型缺陷檢測(cè)的渦流檢測(cè)儀、超聲波檢測(cè)儀以及以彈性剪切波為基礎(chǔ)的裂紋檢測(cè)設(shè)備等。下面對(duì)應(yīng)用較為廣泛的幾種方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
1. 測(cè)徑檢測(cè)技術(shù)
改技術(shù)主要用于檢測(cè)管道因外力引起的幾何變形，確定變形具體位置，有的采用機(jī)械裝置，有的采用磁力感應(yīng)原理，可檢測(cè)出凹坑、橢圓度、內(nèi)徑的幾何變化以及其他影響管道內(nèi)有效內(nèi)徑的幾何異?，F(xiàn)象。
2. 泄漏檢測(cè)技術(shù)
目前較為成熟的技術(shù)是壓差法和聲波輻射方法。前者由一個(gè)帶測(cè)壓裝置儀器組成，被檢測(cè)的管道需要注以適當(dāng)?shù)囊后w。泄漏處在管道內(nèi)形成最低壓力區(qū)，并在此處設(shè)置泄漏檢測(cè)儀器；后者以聲波泄漏檢測(cè)為基礎(chǔ)，利用管道泄漏時(shí)產(chǎn)生的20～40 kHz范圍內(nèi)的特有聲音，通過(guò)帶適宜頻率選擇的電子裝置對(duì)其進(jìn)行采集，在通過(guò)里程輪和標(biāo)記系統(tǒng)檢測(cè)并確定泄漏處的位置。
3. 漏磁通過(guò)檢測(cè)技術(shù)（MFL）
在所有管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)中，漏磁通檢測(cè)歷史最長(zhǎng)，因其能檢測(cè)出管島內(nèi)、外腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷，對(duì)檢測(cè)環(huán)境要求低，可兼用于輸油和輸氣管道，可間接判斷涂層狀況，其應(yīng)用范圍最為廣泛。由于漏磁通量是一種相對(duì)地噪音過(guò)程但不能完全消除速度的影響。該技術(shù)在對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要求管壁達(dá)到完全磁性飽和。因此測(cè)試精度與管壁厚度有關(guān)，厚度越大，精度越低，其適用范圍通常為管壁厚度不超過(guò)12 mm。該技術(shù)的精度不如超聲波的高，對(duì)缺陷準(zhǔn)確高度的確定還需依賴(lài)操作人員的經(jīng)驗(yàn)。
油氣管道檢測(cè)是國(guó)內(nèi)較新興的事業(yè)，通過(guò)近年來(lái)的工作，筆者發(fā)現(xiàn)其具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1998年新疆石油管理局在對(duì)克拉瑪依至烏魯木齊的克——烏復(fù)線ф529×7（8）mm管道油改氣工作中發(fā)生了分歧，一種觀點(diǎn)認(rèn)為該管道已投運(yùn)17年之久，管道應(yīng)該報(bào)廢，沒(méi)有重新利用的價(jià)值；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，管道通過(guò)檢測(cè)評(píng)價(jià)和部分改造后可以輸氣。兩種觀點(diǎn)爭(zhēng)論不休，決策者因沒(méi)有任何依據(jù)，很難做出選擇，后來(lái)經(jīng)過(guò)專(zhuān)家論證決定首先對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行局部整改，通過(guò)檢測(cè)、評(píng)價(jià)得出管道腐蝕剩余強(qiáng)度滿足最大輸送壓力3.0 MPa要求的結(jié)論，故采納拉后一種觀點(diǎn)。目前管道已安全運(yùn)行了2年左右，為該局節(jié)約資金約2.3億元，節(jié)約項(xiàng)目投資月90 %。
雖然國(guó)內(nèi)同行在管道外檢測(cè)技術(shù)方面已取得了飛速發(fā)展，但管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)研究和應(yīng)用仍有待加強(qiáng)。由于管道內(nèi)檢測(cè)器使用的清管器比日常生產(chǎn)中普遍使用的清潔清管器要長(zhǎng)得多，國(guó)內(nèi)早期的油氣管道，不具備管道內(nèi)智能檢測(cè)的條件，現(xiàn)已生產(chǎn)出樣機(jī)并分別在烏魯木齊王架構(gòu)——706泵站、中國(guó)石油西南油氣田分公司輸氣管理出臥——兩線等管道上進(jìn)行了應(yīng)用，雖然在解釋某些測(cè)試數(shù)據(jù)方面還不夠完善，但畢竟填補(bǔ)了管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)的空白，為管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。筆者相信，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)的油氣長(zhǎng)輸管道檢測(cè)技術(shù)將會(huì)逐步接近或達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平。
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管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)是將各種無(wú)損檢測(cè)（NDT）設(shè)備加在島清管器（PIG）上，將原來(lái)用作清掃的非智能改為有信息采集、處理、存儲(chǔ)等功能的智能型管道缺陷檢測(cè)器（SMART PIG），通過(guò)清管器在管道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到檢測(cè)管道缺陷的目的。早在1965年美國(guó)Tuboscopc公司就已將漏磁通（MFL）無(wú)損檢測(cè)（NDT）技術(shù)成功地應(yīng)用于油氣長(zhǎng)輸管道的內(nèi)檢測(cè)，緊接著其他的無(wú)損內(nèi)檢測(cè)技術(shù)也相繼產(chǎn)生，并在嘗試中發(fā)現(xiàn)其廣泛的應(yīng)用前景。
目前國(guó)外較有名的監(jiān)測(cè)公司由美國(guó)的Tuboscopc GE PII、英國(guó)的British Gas、德國(guó)的Pipetronix、加拿大的Corrpro，且其產(chǎn)品已基本上達(dá)到了系列化和多樣化。內(nèi)檢測(cè)器按功能可分為用于檢測(cè)管道幾何變形的測(cè)徑儀、用于管道泄漏檢測(cè)儀、用于對(duì)因腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷檢測(cè)的漏磁通檢測(cè)器、用于裂紋類(lèi)平面型缺陷檢測(cè)的渦流檢測(cè)儀、超聲波檢測(cè)儀以及以彈性剪切波為基礎(chǔ)的裂紋檢測(cè)設(shè)備等。下面對(duì)應(yīng)用較為廣泛的幾種方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
1. 測(cè)徑檢測(cè)技術(shù)
改技術(shù)主要用于檢測(cè)管道因外力引起的幾何變形，確定變形具體位置，有的采用機(jī)械裝置，有的采用磁力感應(yīng)原理，可檢測(cè)出凹坑、橢圓度、內(nèi)徑的幾何變化以及其他影響管道內(nèi)有效內(nèi)徑的幾何異?，F(xiàn)象。
2. 泄漏檢測(cè)技術(shù)
目前較為成熟的技術(shù)是壓差法和聲波輻射方法。前者由一個(gè)帶測(cè)壓裝置儀器組成，被檢測(cè)的管道需要注以適當(dāng)?shù)囊后w。泄漏處在管道內(nèi)形成最低壓力區(qū)，并在此處設(shè)置泄漏檢測(cè)儀器；后者以聲波泄漏檢測(cè)為基礎(chǔ)，利用管道泄漏時(shí)產(chǎn)生的20～40 kHz范圍內(nèi)的特有聲音，通過(guò)帶適宜頻率選擇的電子裝置對(duì)其進(jìn)行采集，在通過(guò)里程輪和標(biāo)記系統(tǒng)檢測(cè)并確定泄漏處的位置。
3. 漏磁通過(guò)檢測(cè)技術(shù)（MFL）
在所有管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)中，漏磁通檢測(cè)歷史最長(zhǎng)，因其能檢測(cè)出管島內(nèi)、外腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷，對(duì)檢測(cè)環(huán)境要求低，可兼用于輸油和輸氣管道，可間接判斷涂層狀況，其應(yīng)用范圍最為廣泛。由于漏磁通量是一種相對(duì)地噪音過(guò)程但不能完全消除速度的影響。該技術(shù)在對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要求管壁達(dá)到完全磁性飽和。因此測(cè)試精度與管壁厚度有關(guān)，厚度越大，精度越低，其適用范圍通常為管壁厚度不超過(guò)12 mm。該技術(shù)的精度不如超聲波的高，對(duì)缺陷準(zhǔn)確高度的確定還需依賴(lài)操作人員的經(jīng)驗(yàn)。
油氣管道檢測(cè)是國(guó)內(nèi)較新興的事業(yè)，通過(guò)近年來(lái)的工作，筆者發(fā)現(xiàn)其具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1998年新疆石油管理局在對(duì)克拉瑪依至烏魯木齊的克——烏復(fù)線ф529×7（8）mm管道油改氣工作中發(fā)生了分歧，一種觀點(diǎn)認(rèn)為該管道已投運(yùn)17年之久，管道應(yīng)該報(bào)廢，沒(méi)有重新利用的價(jià)值；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，管道通過(guò)檢測(cè)評(píng)價(jià)和部分改造后可以輸氣。兩種觀點(diǎn)爭(zhēng)論不休，決策者因沒(méi)有任何依據(jù)，很難做出選擇，后來(lái)經(jīng)過(guò)專(zhuān)家論證決定首先對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行局部整改，通過(guò)檢測(cè)、評(píng)價(jià)得出管道腐蝕剩余強(qiáng)度滿足最大輸送壓力3.0 MPa要求的結(jié)論，故采納拉后一種觀點(diǎn)。目前管道已安全運(yùn)行了2年左右，為該局節(jié)約資金約2.3億元，節(jié)約項(xiàng)目投資月90 %。
雖然國(guó)內(nèi)同行在管道外檢測(cè)技術(shù)方面已取得了飛速發(fā)展，但管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)研究和應(yīng)用仍有待加強(qiáng)。由于管道內(nèi)檢測(cè)器使用的清管器比日常生產(chǎn)中普遍使用的清潔清管器要長(zhǎng)得多，國(guó)內(nèi)早期的油氣管道，不具備管道內(nèi)智能檢測(cè)的條件，現(xiàn)已生產(chǎn)出樣機(jī)并分別在烏魯木齊王架構(gòu)——706泵站、中國(guó)石油西南油氣田分公司輸氣管理出臥——兩線等管道上進(jìn)行了應(yīng)用，雖然在解釋某些測(cè)試數(shù)據(jù)方面還不夠完善，但畢竟填補(bǔ)了管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)的空白，為管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。筆者相信，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)的油氣長(zhǎng)輸管道檢測(cè)技術(shù)將會(huì)逐步接近或達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平。
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