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1、2008年第3期内蒙古石油化工83油气管道检测技术发展和现状12蒋承君,巨西民(1.西安石油大学,西安710065;2.中国石油天然气集团公司管材研究所,西安710068)摘要:对目前国内外油气管道的无损检测作简要介绍,分析其原理、现状、应用范围及目前的不足。重点介绍射线检测技术和超声波检测技术,并对各种无损检测方法作了比较。管道内壁的检测和焊缝的检测是管道无损检测的重点,在此做了分析。对较新的磁记忆检测技术作了介绍。关键词:管道;射线;超声波;检测;清管器管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经pig),简称爬行机,并获得了成功的经验。
2、济的运输手段,在世界各地得到了广泛应用,为了保障油气管道安全运行,延长使用寿命,应对其定期进表1管道故障原因分析行检测,以便发现问题,采取措施。故障率次故障原因所地名管道故障原因从20世纪70年代开始,我国油气管道大规模建(1×103km·a)占百分比%设到现在为止,相继建成了原油管道、天然气管道、外部干扰0.0508.4成品油管道、海底油气管道约3×104km〔1〕。陆上原油内外腐蚀0.26043.3管道主要分布在西北、华东、东北、华北地区,约1.4施工或材料缺陷0.20033.3×104km。陆上天然气管道有西气东输干线管网、陕西欧违反
3、操作规程0.0508.3京输气管网、中国石化山东天然气管网(一、二、三输油(1973至其它原因0.0406.7期)、忠武线、涩宁兰管道等。其中西气东输管线是我管道1975年)内外腐蚀0.10016.7国输送距离最长、输气压力最高、管径最大、钢材等施工或材料缺陷0.10016.7级最高的长输管线,代表了我国目前管道建设、检违反操作规程0.0508.3测、管理运营的最高水平。成品油输送管道有兰成渝其它原因0.0508.3管道、克乌线等。伴随油气田的开发,油气管道的安全运行越来外部干扰0.07816.9越受到广泛的重视。即使管道在敷设、安装运行时
4、达前苏联内外腐蚀0.18339.9输油到了相应的质量标准,但管道的老化是不可避免的,(1981至施工或材料缺陷0.16035.0管道下表是西欧和前苏联油气管道的故障分析〔2〕。1990年)违反操作规程0.0132.9从表中可以看出,在管道事故中,腐蚀、施工、材其它原因0.0745.3料缺陷及外部干扰是造成管道故障的主要原因。施工和材料缺陷造成的管道故障往往出现在管道运行的初期,腐蚀造成的管道事故大多出现在管道运行的后期。适用于制造行业的“浴缸”事故概率曲线同样适用于管道工程,如图1。现在我国对长输管道的检测多采用传统的管道外检测技术,即对管
5、道的阴极保护系统进行检测,从而获得管道的受蚀情况。这类方法虽然能够实现在不开挖、不影响正常工作的情况下对埋地管道进行检测,但都属于间接检测管道腐蚀的方法,而且得到的原始数据往往需要工作人员的仔细分析和校验;有的管外检测技术还不适用于公路、铁路、海洋等区域下的管道,无法实现对管道的全面检测。针对管外检测技术存在的问题,德国、美国、日本和加拿大在这方面的研究起步较早,且已结合此项技术研制了图1浴缸形故障概率曲线各种智能检测爬行机(Intelligentpig或Smart收稿日期:2007-08-12第一作者:蒋承君,男,研究生,2005年毕业
6、于西南石油学院油气储运专业,获学士学位,现就读于西安石油大学油气储运专业,研究方向为无损检测。84内蒙古石油化工2008年第3期1管道内检测技术1.1.3高频涡流检测清管器1.1陆上管道内检测技术涡流检测技术是一种新型技术,它利用电磁感油气管道输送的基本要求是安全、高效,因此需应原理,通过被检工件内感生涡流的变化来无损评要对管道进行定期检测,从而了解管道的腐蚀、变形定导电材料及其工件的缺陷性质,当导电体靠近变等情况,为管道的安全评估、维护、技术改造提供依化着的磁场或导体做切割磁感应线运动时,导体内据。产生呈涡状的电流,即涡流,与涡流伴生的感
7、应磁场在油气管道输送中,清管器是不可缺少的重要与原磁场叠加,结果使检测线圈的复阻抗发生改变。机具。清管器种类较多,从早期的简单型发展到现在当被检物体上有缺陷存在时,所形成的涡旋电流将的智能型,目前已发展到了300多种,广泛用于管线绕过缺陷,使形成的感应电磁场和耦合后的阻抗发清理、检测、管线填充,排水、交工试运转、轧制钢鳞生变化,其变化将在探头上感应出来,从而使缺陷被的清除、产物分离、检漏、内部腐蚀调查等方面〔3〕。根检测。据清管器的用途,可主要分为三大类〔4〕:涡流检测的主要优点是:对导电材料表面和近传统型,用于管线投产后的清理;表面缺陷
8、的检测灵敏度高,应用范围广;不需耦合几何型,用于管线各种情况的检测;剂,可在高温等其它检测方法不适用的场合。在线检测型,用于检测金属损失和腐蚀情况。不足之处是:涡流对于铁磁材料
