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Gazprom研究DCVG/CIPS/MTM檢測技術(shù)在不可清管管道完整性管理中的應(yīng)用

目前，不可清管管道的完整性管理仍舊是運(yùn)營商面臨的一大難題，這些管道主要是分支管道，運(yùn)行時間長且輸送終端是工業(yè)區(qū)和人口稠密區(qū)。一般陸上管道完整性管理使用的檢測技術(shù)有直流電位梯度法（DCVG）、密間隔電位法（CIPS）和磁性層析成像技術(shù)（MTM）。DCVG和CIPS主要用于管道涂層完整性檢測和陰極保護(hù)效果檢測，但對于防腐層剝離不敏感。MTM基于磁致伸縮逆效應(yīng)，根據(jù)管道磁場的變化判定管段的應(yīng)力特征，但在檢測管道應(yīng)力水平時精確性不高，少于最小屈服強(qiáng)度的5%。對于不可清管管道，建議綜合利用DCVG/CIPS/MTM，彌補(bǔ)每種方法之間的局限性，形成一套有效的不可清管管道完整性管理方案。

俄羅斯天然氣輸氣管道系統(tǒng)（GTS）長度約為164700km，其中大口徑管道（1020-1420mm）占了一半以上。其中，47%的管道不能實(shí)施在線檢測，為不可清管管道。為了驗(yàn)證DCVG/CIPS技術(shù)檢測在天然氣管道中的應(yīng)用性能，Gazprom公司委托兩家專業(yè)檢測公司進(jìn)對GTS的4078m的管段進(jìn)行了DCVG/CIPS技術(shù)檢測試驗(yàn)：（1）波蘭Geoinvirex公司，使用設(shè)備是模擬DCVG-meter測量儀和DCVG Ltd.(UK)生產(chǎn)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄器 Quantum CIPS；（2）波蘭Corrstop公司，使用設(shè)備是Cathodic科技有限公司生產(chǎn)的Hexcorder MM，智能記錄儀Ⅱ。兩公司檢測方法相同，檢測結(jié)果如下：兩公司檢測的缺陷嚴(yán)重性指數(shù)均高于35%；由于Hexcorder MM對缺陷有較高的靈敏度，Geoinvirex公司檢測速度慢且參與人數(shù)多，Corrstop公司檢測速度快且參與人數(shù)少，檢測出的缺陷數(shù)量較多。

雖然DCVG/CIPS技術(shù)檢測可以對不可清管管道進(jìn)行缺陷檢測，但此方法對防腐層剝離不敏感，而事實(shí)上，被測管道的防腐層剝離占了管道總長度的70-80%，占大口徑管段的95%，涂層平均壽命僅為8-12年，而大多數(shù)運(yùn)行管道壽命已明顯超過這個年限。MTM技術(shù)可彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，且該技術(shù)的最大優(yōu)勢是可以在管道正常運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行磁場測量作業(yè)。MTM檢測技術(shù)已經(jīng)在Gazprom公司、Transneft公司、TNK-BP公司和Lukoil公司管道中應(yīng)用超過1700km。最著名案例的是對Gazprom公司的Kolomna-II管道進(jìn)行檢測，檢測人員在2.3km管段發(fā)現(xiàn)了503處磁力異常處（應(yīng)力集中區(qū)）。根據(jù)檢測結(jié)果，操作人員已實(shí)施120次挖掘，更換670m管道（50%由于管壁防腐層剝離）。MTM檢測技術(shù)也存在一些缺陷：如果磁力計(jì)遠(yuǎn)離管道（＞15D）或靠近管道（＜1D）就會產(chǎn)生誤差；檢測管道應(yīng)力水平時精確性低，少于最小屈服強(qiáng)度的5%；不能計(jì)算出缺陷管壁絕對應(yīng)力值、缺陷類型和缺陷大小，只能高度依賴數(shù)據(jù)解讀器的精確水平。

以上三種管道完整性檢測方法各各有利弊，Gazprom公司開始嘗試開發(fā)DCVG/CIPS/MTM綜合檢測技術(shù)，并期望到2017年此技術(shù)得到應(yīng)用。檢測步驟分5步：1.設(shè)計(jì)運(yùn)行和測量數(shù)據(jù)采集；2.進(jìn)行DCVG/CIPS/MTM綜合檢測；3.直接挖掘檢測；4.FFP分析；5.制定修復(fù)方案。

張雪琴 孫冰源 編譯自《Pipeline Technology Journal》雜志2016年8月