油氣長輸管道作為一種輸送設(shè)備被廣泛應(yīng)用于石油、石化和化工等行業(yè)。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，部分管道在設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)行管理中的問題逐漸暴    露，致使管道事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全、社會(huì)穩(wěn)定和工業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成威脅。同時(shí)，未來二十年，我國將進(jìn)入埋地管道建設(shè)和發(fā)展的高峰期。如何發(fā)現(xiàn)管道缺陷，提高檢測水平，在埋地管道的制造、安裝和使用等不同階段采用無損檢測技術(shù)十分重要。
 

管道無損檢測技術(shù)

　（一）管道的無損檢測技術(shù)及特點(diǎn)
     埋地管道元件壓力管道由各種元件安裝而成，包括管子、管道、法蘭、閥門、膨脹節(jié)、波紋管、密封元件及特種元件，材質(zhì)主要分為金屬和非金屬兩大類。

　1 金屬構(gòu)件包括：

 （1）鋼管埋地管道用管材包括無縫鋼管和焊接鋼管。無縫鋼管采用液浸法或接觸法超聲波檢測，主要發(fā)現(xiàn)縱向缺陷。液浸法使用線聚焦或點(diǎn)聚焦灘頭，接觸法使用與鋼管表面吻合良好的斜探頭或聚焦斜探頭。所有類型的金屬管材都可采用渦流方法來檢測它們的表面和近表面缺陷。焊接管又分螺旋和直縫焊接鋼管，焊縫采用100%射線檢測，通常采用X射線實(shí)時(shí)成像檢測技術(shù)。

（2）鍛制管件鍛制管件主要包括法蘭、三通、變徑管、管道承插座、灘頭、彎管和封頭等，其制造應(yīng)符合GB/T19326-2003等標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。通常采用超   聲波方法來檢測鍛件中的危害性冶金缺陷。一般采用縱波直探頭對(duì)加工過程中的實(shí)心鍛件進(jìn)行檢測，采用橫波斜探頭對(duì)內(nèi)外徑之比<80%的環(huán)形或筒形鍛件進(jìn)行周向檢測。

（3）鋼棒材鋼棒材主要用于鍛件和螺栓的制造。對(duì)于直徑>50mm的鋼螺栓件，需要采用超聲來檢測螺栓桿內(nèi)存在的冶金缺陷。超聲檢測采用單晶或雙晶直探頭的縱波檢測方法。

　2、非金屬附件包括：

　管道附件的非金屬鑲裝件、填料和密封墊應(yīng)根據(jù)管道輸送的介質(zhì)，進(jìn)行相應(yīng)的介質(zhì)耐腐蝕性和耐溫等檢測。

（1）埋地管道安裝過程管道安裝過程中的焊接施工是管道建設(shè)中最主要的環(huán)節(jié)之一。隨著目前油氣輸送管道綱級(jí)、口徑、壁厚和輸送壓力的增高，管道焊接施工難度加大，對(duì)管道對(duì)接環(huán)焊縫的無損檢測技術(shù)要求也更嚴(yán)格。通常執(zhí)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是SY/T 4109-2005和SY/T0327-2003，是按照管線工作壓力、通過的區(qū)段或環(huán)境，要求采用一定比例的超聲波檢測和X射線檢測。對(duì)于穿越地段，要求對(duì)接環(huán)焊縫必須進(jìn)行100%超聲波檢測和X射線檢測。目前對(duì)管道自動(dòng)焊主要采用相控陣或多通道超聲波檢測。

（2）在線埋地管道對(duì)在線埋地管道進(jìn)行檢測的主要目的是評(píng)價(jià)管道本體的結(jié)構(gòu)完整性，檢測內(nèi)容包括位置走向勘測、腐蝕評(píng)價(jià)、泄漏檢測和缺陷檢測技術(shù)四大方面。根據(jù)其特點(diǎn)，檢測技術(shù)又可分為內(nèi)檢測和外檢測兩大類。內(nèi)檢測技術(shù)主要采用管道內(nèi)部爬行器和智能管道機(jī)器人；外檢測技術(shù)根據(jù)是否需要與管體直接接觸，分為開挖檢測和非開挖檢測技術(shù)。

（二）非開挖檢測技術(shù)
    1、管道內(nèi)部機(jī)器人檢測技術(shù)管道內(nèi)部機(jī)器人（即管道機(jī)器人）在管道檢測中得到較為廣泛的運(yùn)用。目前，美國、英國、法國和德國等已開發(fā)出了管道機(jī)器人樣機(jī)，并在檢測中得到成功應(yīng)用。管道機(jī)器人是一種可在管道內(nèi)行走的機(jī)器，可以攜帶一種或多種傳感器，在操作人員的遠(yuǎn)端控制下進(jìn)行一系列檢測作業(yè)。

　一個(gè)完整的管道檢測機(jī)器人包括移動(dòng)載體、視覺系統(tǒng)、信號(hào)傳誦系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。管道機(jī)器人的主要工作方式為在視覺、位姿等傳感器的引導(dǎo)下，對(duì)管道環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，接近檢測目標(biāo)，利用超聲波、漏磁通和渦流傳感器等進(jìn)行信息檢測和識(shí)別，自動(dòng)完成檢測任務(wù)。其核心組成為管道環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)（視覺系統(tǒng)）和移動(dòng)載體。目前國外的管道機(jī)器人不僅能夠進(jìn)行管道檢測，還具有管道維護(hù)與維修等功能，是綜合的管道檢測維修系統(tǒng)。

　2、超聲波檢測技術(shù)超聲波檢測技術(shù)相對(duì)于漏磁通法而言，具有直接和定量化的特點(diǎn)，其數(shù)據(jù)損失可由相關(guān)的軟件補(bǔ)償，所以有較高的精度。但由于受超聲波波長的限制，對(duì)薄壁管，同時(shí)對(duì)關(guān)內(nèi)的介質(zhì)要求較高。當(dāng)缺陷不規(guī)則時(shí)候，將出現(xiàn)多次反射回波，從而對(duì)信號(hào)的識(shí)別和缺陷信號(hào)的識(shí)別能力。

　由于超聲波的傳導(dǎo)必須依靠液體介質(zhì)，且容易被蠟吸收，所以超聲波檢測技術(shù)對(duì)含蠟高的油管線存在檢測局限。由于從發(fā)射器到管壁之間需要均相液體作為聲波傳播媒介，所以用于天然氣管道時(shí)，需要在一個(gè)液體段（通常為凝膠）的兩端運(yùn)行兩個(gè)常規(guī)清管器，超聲波檢測器放入液體段中運(yùn)行。

　日本鋼管株式會(huì)社（NKK）研制的超聲波檢測清管器能再現(xiàn)管道壁厚和管道內(nèi)壁表面的圖象，探測焊縫腐蝕，檢測腐蝕深度為管壁厚度10%。該公司研制的輪式干耦合超聲波檢測器（用于天然氣管線）不需要耦合劑，檢測效果良好，目前正在開發(fā)可用于長距離天然氣管道的檢測器。

　3、漏磁通檢測技術(shù)（MFL）主要用于檢測管道的腐蝕缺陷，提供管道上所有缺陷和管件的里程、距最近參考點(diǎn)的距離、周向位置、距上下游環(huán)焊縫的位置，缺陷的深度和軸向長度等信息。目前，它被廣泛地應(yīng)用在長輸管道、煉油廠管網(wǎng)、城市管網(wǎng)和海底管線的檢測。

　由于漏磁信號(hào)和缺陷之間是非線形關(guān)系，管壁的受損情況需通過檢測信號(hào)間推斷出來，其檢測精確相對(duì)于超聲波檢測法較低，適用于最小腐蝕深度為20%-30%壁厚的腐蝕狀況檢測。該方法要求傳感器與管壁緊密接觸，由于焊縫等因素的影響，管壁凸凹不平，使接觸要求有時(shí)難以難道。同時(shí)由于在測量前必須將管壁磁化，因此漏磁通法僅適合薄管壁。但是保佑于其價(jià)格低廉，檢測精度能滿足我國大部分地區(qū)的要求，目前在我國使用較多。

　4、渦流檢測技術(shù)主要用于檢測管壁內(nèi)表面的裂紋、腐蝕減薄和點(diǎn)腐蝕等，是目前應(yīng)用較為廣泛的管道無損檢測技術(shù)，分為常規(guī)、投射式和遠(yuǎn)場渦流檢測。常規(guī)渦流檢測受集膚效應(yīng)的影響，只適合于檢測管道表面或近表面缺陷；透射式渦流檢測和遠(yuǎn)場渦流檢測靈敏度。

　遠(yuǎn)場渦流法具有便于自動(dòng)化檢測、檢測速度快、適合表面檢測、適用范圍廣、安全方便以及消耗物品少等特點(diǎn)，在發(fā)達(dá)國家得到廣泛的重視。由于溫度和探頭的提離效應(yīng)、裂紋深度以及傳感器的運(yùn)動(dòng)速度等均對(duì)渦流檢測信號(hào)有一定的影響，而且由于遠(yuǎn)場渦流很難由檢測信號(hào)直接確定缺陷種類，因此要考慮影響壓力管道渦流檢測信號(hào)的各種因素，才能取得較好的檢測效果。


 

                                                                                                                                                                                                                        責(zé)任編輯：周婭

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