管道內(nèi)檢測技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢探討

孫艷新

摘要：我國長輸管道實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，管道本體缺陷和腐蝕問題應(yīng)得到重視。我國長輸管道已全面強(qiáng)制實(shí)施完整性管理。管道內(nèi)檢測技術(shù)可以確定管道的腐蝕和裂紋缺陷，保障管道安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：管道內(nèi)檢測;技術(shù)

1 管道內(nèi)檢測技術(shù)現(xiàn)狀

國內(nèi)外長輸管道應(yīng)用最廣泛的是漏磁內(nèi)檢測（MFL）和超聲波內(nèi)檢測（UT），新建管道投產(chǎn)過程中使用是變形內(nèi)檢測和測繪檢測，裂紋檢測是管道內(nèi)檢測技術(shù)的難點(diǎn)，衍生了電磁超聲內(nèi)檢測（EMT）。隨著電子、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，渦流檢測、磁記憶法、弱磁法和陰保電流內(nèi)檢測成為新興的技術(shù)，仍處于驗(yàn)證階段，尚未大規(guī)模成功應(yīng)用于工業(yè)管道。研發(fā)高精度、高分辨率的檢測期產(chǎn)品是國外發(fā)達(dá)國家內(nèi)檢測公司的優(yōu)勢技術(shù)，例如美國GE公司、英國國家GAS公司、加拿大庫珀公司和德國羅森公司。

1.1 漏磁內(nèi)檢測

漏磁內(nèi)檢測是研制時(shí)間最早也是應(yīng)用最廣泛和成熟的技術(shù)，該技術(shù)幾乎對管道檢測環(huán)境無要求，且操作簡單、價(jià)格低廉，輸油氣管道適用范圍很廣。優(yōu)點(diǎn)是可檢測管道內(nèi)/外腐蝕體積型缺陷、焊縫缺陷和徑向裂紋等。缺點(diǎn)是要求管壁達(dá)到磁飽和狀態(tài)，允許檢測的管道最大壁厚不能超過12mm;漏磁內(nèi)檢測器需要控制清管器運(yùn)行速度不能過快（一般不超過10m/s）;不能探測應(yīng)力腐蝕開裂裂紋和氫致裂紋;漏磁信號失真易造成缺陷信號識別困難等。

1.2 超聲內(nèi)檢測

超聲內(nèi)檢測是壓電或電容傳感器通過液體耦合與管壁接觸，檢測管道缺陷，主要應(yīng)用于原油和成品油管道。優(yōu)點(diǎn)是可檢測大口徑和大壁厚管道，可直接測量管壁內(nèi)/外金屬損失，也是檢測軸向/徑向裂紋首選方法。缺點(diǎn)是對管道內(nèi)壁環(huán)境清潔度要求很高，不能檢測雜質(zhì)積液多、結(jié)蠟沉積嚴(yán)重的管道，也不能檢測操作壓力高、流速快的管道。超聲內(nèi)檢測突出特點(diǎn)是在檢測管道裂紋缺陷靈敏度和精度，但需要介質(zhì)耦合從而限制了在輸氣管道的應(yīng)用。近年來，輸氣管道采用在隔離清管器之間的液體（例如水、柴油等）段塞中的超聲波測試工具。

1.3 射線檢測技術(shù)

射線檢測技術(shù)即射線照相術(shù)，它可以用來檢測管道局部腐蝕，借助于標(biāo)準(zhǔn)的圖像特性顯示儀可以測量壁厚。該技術(shù)幾乎適用于所有管道材料，對檢測物體形狀及表面粗糙度無嚴(yán)格要求，而且對管道焊縫中的氣孔、夾渣和疏松等體積型缺陷的檢測靈敏度較高，對平面缺陷的檢測靈敏度較低。射線檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可得到永久性記錄，結(jié)果比較直觀，檢測技術(shù)簡單，輻照范圍廣，檢測時(shí)不需去掉管道上的保溫層;通常需要把射線源放在受檢管道的一側(cè)，照相底片或熒光屏放置在另一側(cè)，故難以用于在線檢測;為防止人員受到輻射，射線檢測時(shí)檢測人員必須采取嚴(yán)格的防護(hù)措施。射線測厚儀可以在線檢測管道的壁厚，隨時(shí)了解管道關(guān)鍵部位的腐蝕狀況，該儀器對于保證管道安全運(yùn)行是比較實(shí)用的

1.4 電磁超聲檢測（EMT）

為解決超聲檢測技術(shù)需要液體耦合的問題，電磁超聲檢測利用電磁場和渦流場在管壁上產(chǎn)生復(fù)合交替的超聲波，可應(yīng)用于輸氣管道。電磁超聲檢測技術(shù)可檢測應(yīng)力腐蝕開裂裂紋、疲勞裂紋、軸向裂紋和焊縫缺陷等，缺點(diǎn)是即使高達(dá)幾百伏電壓下能量轉(zhuǎn)換效率也很低。代表性產(chǎn)品是德國AG公司的Line Explorer 3TM-tool，可同時(shí)發(fā)射和接收超聲波信號實(shí)施超聲波檢測，也可產(chǎn)生電磁渦流信號實(shí)施電磁超聲檢測，可應(yīng)用于輸氣管道以及不同管徑級別的管道。

1.5 渦流檢測技術(shù)

目前已應(yīng)用的渦流檢測技術(shù)包括單頻、多頻、遠(yuǎn)場、脈沖和深層渦流技術(shù)，新發(fā)展的有阻抗平面顯示技術(shù)和磁光渦流成像技術(shù)。渦流檢測缺點(diǎn)是覆蓋面積有限，只能近表面檢測。為解決這一技術(shù)瓶頸，遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)（Remote Field EddyCurrent，RFEC）采用的是低頻渦流信號，可以穿透整個(gè)管壁厚度，可對管壁外表面的腐蝕缺陷進(jìn)行檢測，但對軸向裂紋檢測效果不好。RFEC不要求使用耦合介質(zhì)，可以直接用于氣體管道，目前較成熟的遠(yuǎn)場渦流內(nèi)檢測器主要有Russell公司研發(fā)的SeeSnake。

2 管道內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)存在的問題

管道測量的目標(biāo)處在一個(gè)復(fù)雜而變化的內(nèi)部環(huán)境（壓力、溫度、腐蝕等）和外部環(huán)境（周圍土壤、腐蝕、第三方干擾等）下，檢測過程受到以上因素的影響，檢測精度會降低。由于內(nèi)檢測環(huán)境條件等因素的影響，目前所有的內(nèi)檢測對于缺陷的探測、描述、定位，及確定大小的可靠性仍不穩(wěn)定、不精確，檢測設(shè)備還需要有進(jìn)一步的改進(jìn)。國內(nèi)開采的石油大部分是稠油，稠油在管道內(nèi)的結(jié)蠟較厚，每次探測前都需對管道進(jìn)行數(shù)次清洗，但檢測時(shí)仍有少量的蠟片存在，這些蠟片往往嚴(yán)重影響了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，降低了檢測精度。對通過腐蝕內(nèi)檢測得到的缺陷三維大小進(jìn)行診斷、分析、識別的方法沒有行業(yè)性的做法。檢測機(jī)供應(yīng)商都是在公司內(nèi)部采取保密的方法對檢測結(jié)果進(jìn)行解釋和評價(jià)。這種情況在一定程度上阻礙了內(nèi)檢測技術(shù)的發(fā)展。

3 管道內(nèi)檢測技術(shù)發(fā)展趨勢

每種檢測技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，應(yīng)根據(jù)管道缺陷類型、實(shí)際特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)預(yù)算等因素選擇適宜的內(nèi)檢測技術(shù)，目前已出現(xiàn)集成變形、高清漏磁、電磁超聲的組合型清管器和內(nèi)檢測工具。管道內(nèi)檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢是：

（1）通過繪制三維圖像顯示高清管道缺陷。

（2）提高內(nèi)檢測技術(shù)在不規(guī)則缺陷的檢測、定位、描述的精度和準(zhǔn)確度。

（3）研發(fā)集成使用多種檢測技術(shù)、檢測不同類型管體缺陷和可實(shí)現(xiàn)多種檢測功能的設(shè)備

（4）研發(fā)檢測微裂紋和微小點(diǎn)蝕缺陷的內(nèi)檢測技術(shù)，建立管道裂紋定量評價(jià)體系和標(biāo)準(zhǔn)。

（5）密切跟蹤國外最新技術(shù)，開展學(xué)術(shù)交流與國際合作。逐步完善國內(nèi)管道檢測標(biāo)準(zhǔn)，提高檢測工作和檢測人員資格認(rèn)證的規(guī)范化管理水平，加大對完整性管理技術(shù)的研發(fā)力度。開展在役油氣管道的檢測技術(shù)規(guī)范研究和檢測可靠性、安全性評價(jià)和維修策略相結(jié)合的綜合性研究工作，提高國內(nèi)管道內(nèi)檢測技術(shù)的研究及應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔朝金，胡利鋒，付振林，牛志勇，于方涌.管道內(nèi)檢測技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢探討[J].全面腐蝕控制，2019，33（08）：4-8.

[2]劉慧芳，張鵬，周俊杰，于林.油氣管道內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2008（05）：46-48+56.