油氣管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)探討

星志濤,郭文鑫

(1.北京中盈盤(pán)古智能技術(shù)有限公司，北京 100124；2.中國(guó)石油大學(xué)(北京)安全與海洋工程學(xué)院，北京 102249)

0 引言

近些年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，對(duì)于油氣資源的需求也在持續(xù)加大。油氣管道是輸送油氣資源的重要方式與途徑，油氣管道經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，其會(huì)受到油氣資源的腐蝕以及其他因素的影響，容易出現(xiàn)管道破裂、破損等問(wèn)題，如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，容易造成不可逆的安全事故。因此，重視對(duì)油氣管道內(nèi)的常規(guī)與針對(duì)性檢測(cè)，應(yīng)用多種檢測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)管道的管徑、壁厚等基本尺寸、管道線路的長(zhǎng)度、管道內(nèi)外腐蝕的部位、深度、形狀以及腐蝕區(qū)域的大小等進(jìn)行全面掌握，觀察與檢測(cè)管道是否有裂紋或者焊縫缺陷存在，從而實(shí)施多種補(bǔ)救、修復(fù)或者更新措施來(lái)優(yōu)化與解決油氣管道問(wèn)題，保障油氣管道安全、可靠地運(yùn)行，為中國(guó)油氣資源的正常、有序、順暢的輸送提供良好地保障。

1 油氣管道檢測(cè)技術(shù)類(lèi)型分析

在檢測(cè)油氣管道過(guò)程中，檢測(cè)技術(shù)的類(lèi)型有很多種，常用的主要有超聲波檢測(cè)、磁漏檢測(cè)、射線以及渦流檢測(cè)技術(shù)等等。在檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，檢測(cè)人員也要結(jié)合油氣管道的實(shí)際情況，掌握不同檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，那么在檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用效果上就能夠更有把握，做到心中有數(shù)，這有利于提升油氣管道檢測(cè)的實(shí)效性與可靠性，對(duì)于油氣管道的正常應(yīng)用與高效運(yùn)行具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義與價(jià)值。下面對(duì)油氣管道檢測(cè)技術(shù)類(lèi)型展開(kāi)有效的分析與討論。

1.1 超聲波檢測(cè)

超聲波檢測(cè)主要運(yùn)用超聲波來(lái)掃描油氣管道內(nèi)的破損、腐蝕以及缺陷，并對(duì)其進(jìn)行有效定位，從而對(duì)油氣管道運(yùn)行現(xiàn)狀與將來(lái)運(yùn)行情況進(jìn)行更好、更精準(zhǔn)的判斷與預(yù)判。超聲波檢測(cè)的效果比較直接、高效，具有極小的檢測(cè)誤差，在油氣管道檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用的范圍非常廣泛且普遍。與此同時(shí)，通過(guò)對(duì)超聲波脈沖反射原理的應(yīng)用，能夠?qū)τ蜌夤艿拦鼙诟g后的厚度進(jìn)行測(cè)量，該方法具有較高的檢測(cè)精度、較廣的檢測(cè)范圍，能夠?qū)艿廊毕莶课贿M(jìn)行更好地定位，檢測(cè)的數(shù)據(jù)較為簡(jiǎn)單且不用反復(fù)校驗(yàn)，其在油氣管道最大允許輸送壓力方面計(jì)算數(shù)據(jù)的檢測(cè)非常適用，且該檢測(cè)數(shù)據(jù)能夠?yàn)橛蜌夤艿谰S修方案的制定、使用期限的測(cè)量提供很大的幫助和參考。同時(shí)超聲波檢測(cè)對(duì)于管壁厚、直徑大的油氣管道的檢測(cè)也比較適用，對(duì)于油氣管道內(nèi)的雜質(zhì)、管道缺陷以及管道應(yīng)力腐蝕破裂有著精準(zhǔn)的檢測(cè)效果。因此，在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用頻率最高、范圍最廣泛、結(jié)果最精準(zhǔn)、發(fā)展最快的檢測(cè)技術(shù)就是超聲波檢測(cè)法。

除此之外，超聲波檢測(cè)技術(shù)在管道檢測(cè)過(guò)程中也會(huì)有一些局限和不足存在，如檢測(cè)探討和管壁之間需要水或者油等聲波傳播介質(zhì)以及連續(xù)的耦合劑作為輔助。同時(shí)由于在空氣中超聲波衰減的速度非?？?，如果將該技術(shù)應(yīng)用到氣體管道中實(shí)施檢測(cè)，其會(huì)有很大的困難存在。因而超聲波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用也要結(jié)合油氣管道實(shí)際檢測(cè)現(xiàn)狀才能夠發(fā)揮出其恰到好處的作用與價(jià)值[1]。

1.2 磁漏檢測(cè)

磁漏檢測(cè)以鐵磁性材料等高磁導(dǎo)率為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)施管道檢測(cè)的一種技術(shù)或者方法。該檢測(cè)技術(shù)能夠準(zhǔn)確地確定管道內(nèi)的腐蝕部位。一般情況，鐵材質(zhì)的油氣管道的磁導(dǎo)率都很高，如果管道內(nèi)有缺陷或者問(wèn)題存在，那么該部位的磁導(dǎo)率就會(huì)出現(xiàn)異常。磁漏檢測(cè)應(yīng)用起來(lái)比較簡(jiǎn)單和方便，通過(guò)分析磁感器中的數(shù)據(jù)，就可以對(duì)油氣管道的腐蝕情況進(jìn)行分析與掌握，并對(duì)腐蝕部位的位置進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。磁漏檢測(cè)的范圍可以覆蓋整個(gè)油氣管道的圓周，其不會(huì)受到管道內(nèi)運(yùn)輸介質(zhì)的影響，且也不會(huì)花費(fèi)很高的檢測(cè)成本，對(duì)于規(guī)模不大的油氣管道檢測(cè)較為適用。同時(shí)磁漏檢測(cè)具有較強(qiáng)的在線監(jiān)測(cè)能力和較高的自動(dòng)化程度，能夠更好地滿足油氣管道快速、連續(xù)運(yùn)行的需求。不僅如此，磁漏檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)效率較高、檢測(cè)便利性較強(qiáng)，具有很強(qiáng)的可靠性，其在檢測(cè)油氣管道時(shí)不會(huì)對(duì)管道的正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響，也不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境或者自然環(huán)境產(chǎn)生破壞。但是磁漏檢測(cè)有其局限性存在，其對(duì)于腐蝕區(qū)間較小的油氣管道檢測(cè)效果好，大區(qū)間的檢測(cè)效果并不理想[2]。

1.3 射線檢測(cè)

與超聲檢測(cè)以及磁漏檢測(cè)相比，射線檢測(cè)具有較高的科技含量，其檢測(cè)的領(lǐng)域和范圍更為廣泛。通過(guò)對(duì)檢測(cè)裝置的合理利用，檢測(cè)裝置發(fā)出的射線能夠準(zhǔn)確的測(cè)量油氣管道內(nèi)的腐蝕部位，通過(guò)采集和分析數(shù)據(jù)，能夠?qū)τ蜌夤艿纼?nèi)腐蝕情況、壁厚等數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀的掌握。射線檢測(cè)適用于任何材質(zhì)的油氣管道，其能夠靈敏、準(zhǔn)確地將管道內(nèi)的缺陷檢測(cè)與識(shí)別出來(lái)，如焊縫、腐蝕、氣孔、疏松、夾渣等缺陷和問(wèn)題。與此同時(shí)，射線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用起來(lái)比較方便，不會(huì)破壞油氣管道的保溫層，且檢測(cè)的工作量較小。射線檢測(cè)的記錄是永久性的，射線輻照的范圍比較廣。在應(yīng)用射線檢測(cè)法時(shí)，一般要在受檢的油氣管道的一側(cè)放好射線源，然后將熒光屏或者照相的底片放置到另一端，這樣檢測(cè)起來(lái)更為方便和直觀。為了能夠達(dá)到很好的管道檢測(cè)效果，將其與其他檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，能夠起到很好的檢測(cè)作用，獲得良好的檢測(cè)效果。此外，在射線檢測(cè)過(guò)程中，由于射線檢測(cè)裝置具有一定的放射性，為了能夠防止輻射對(duì)人身產(chǎn)生的傷害或者影響，檢測(cè)人員必須要做好必要的防護(hù)措施，保護(hù)自身的安全。總而言之，在應(yīng)用射線檢測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)油氣管道的壁厚、關(guān)鍵部位的腐蝕情況進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，該檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用較為適用，應(yīng)用起來(lái)也相對(duì)安全、可靠[3]。

1.4 渦流檢測(cè)

渦流檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用原理主要是利用電磁場(chǎng)來(lái)檢測(cè)油氣管道中的缺陷。如果油氣管道中存在缺陷部位，那么電磁場(chǎng)會(huì)以紊亂的狀態(tài)出現(xiàn)，且磁感應(yīng)線會(huì)出現(xiàn)非常不規(guī)律、彎曲的現(xiàn)象，進(jìn)而改變電壓。油氣管道檢測(cè)人員在實(shí)施檢測(cè)時(shí)，通過(guò)對(duì)電壓信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，就能夠?qū)τ蜌夤艿乐械娜毕菸恢眠M(jìn)行判斷，該檢測(cè)方式比較精準(zhǔn)，且應(yīng)用范圍也相當(dāng)廣泛，對(duì)于油氣管道的表面缺陷檢測(cè)的靈敏性較強(qiáng)。但是渦流檢測(cè)主要以電磁場(chǎng)為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，而電磁場(chǎng)很容易受到其他信號(hào)的干擾，如果油氣管道的材質(zhì)是不導(dǎo)電的，那么其檢測(cè)意義不大，因而一般在能夠?qū)щ姴馁|(zhì)的油氣管道的檢測(cè)上應(yīng)用渦流檢測(cè)。

2 防護(hù)油氣管道的實(shí)際方略探究

由于油氣管道容易受到很多因素的作用和影響，出現(xiàn)了一定程度的腐蝕和損壞。為了能夠?qū)τ蜌夤艿缹?shí)施更好地保護(hù)，重視防護(hù)措施的合理、科學(xué)的應(yīng)用是非常有必要的。通過(guò)對(duì)油氣管道周?chē)h(huán)境的更好改善、強(qiáng)化對(duì)油氣管道防腐工作，并添加一些緩沖劑在油氣管道中，促進(jìn)油氣管道防護(hù)工作得以高效開(kāi)展與進(jìn)行，為油氣管道的高效運(yùn)行提供必要的保障。下面對(duì)防護(hù)油氣管道的實(shí)際策略與方法展開(kāi)具體的討論與探究。

2.1 強(qiáng)化油氣管道環(huán)境的改善與優(yōu)化

由于油氣站點(diǎn)周?chē)寥谰哂幸欢ǔ潭鹊臐穸?，其?huì)有明顯的腐蝕性呈現(xiàn)出來(lái)，而很多油氣管道都是鐵質(zhì)的，油氣管道長(zhǎng)時(shí)間與土壤接觸，容易有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生。為了能夠降低土壤對(duì)油氣管道的腐蝕性，重視對(duì)土壤及管道周邊環(huán)境的改善是非常有必要的。降低土壤的水含量，禁止將大量的水份排到油氣站點(diǎn)附近的土壤當(dāng)中。同時(shí)也可以完善油氣站點(diǎn)附近的地面，運(yùn)用瓷磚來(lái)代替混凝土地面，使得土壤和空氣之間有更多的接觸，促進(jìn)土壤透氣性得到改善與提升，從而快速蒸發(fā)掉土壤中的水份，提升油氣管道運(yùn)行效率與水平。

2.2 強(qiáng)化防腐措施的應(yīng)用

油氣管道腐蝕性問(wèn)題是較為常見(jiàn)的問(wèn)題。給予油氣管道防腐涂層，能夠有效提升管道的抗腐蝕性能。在防腐材料的選擇上，管理與施工人員要結(jié)合油氣管道的實(shí)際材質(zhì)，合理、科學(xué)地選取防腐材料，結(jié)合防腐施工質(zhì)量設(shè)計(jì)與要求來(lái)進(jìn)行防腐涂層施工，最大限度地降低油氣管道受到多種因素的腐蝕和破壞。通過(guò)防腐涂層，能夠?qū)⒕哂懈g性能的土壤和管道進(jìn)行全面隔離，保護(hù)油氣管道，降低其腐蝕性。與此同時(shí)，在眾多防腐材料中，聚乙烯涂層、液體聚氯脂涂層等材料的應(yīng)用范圍比較廣泛，且在油氣管道的實(shí)際涂層時(shí)，可以將幾種材料進(jìn)行復(fù)合涂層，以此來(lái)達(dá)到高強(qiáng)防腐的作用。

當(dāng)前常用的復(fù)合涂層就是三層的PE防腐，在其最外面應(yīng)用聚烯烴，中間應(yīng)用粘連劑，底部應(yīng)用環(huán)氧粉末，這種復(fù)合涂層對(duì)于環(huán)境較為惡劣的區(qū)域同樣適用，其抗壓性以及抗?jié)B性都很強(qiáng)。因此，在提升油氣管道防腐性時(shí)，重視涂層材料的選擇非常重要，其能夠更好地延長(zhǎng)油氣管道的使用壽命，使得油氣管道的運(yùn)行得以更好保障。

2.3 緩沖劑的合理應(yīng)用

緩沖劑的作用在于延緩油氣管道被腐蝕的時(shí)間，調(diào)整油氣管道表面的性能，使得金屬油氣管道的腐蝕速率得到改變，從而實(shí)現(xiàn)緩沖油氣管道腐蝕的目的。常用的緩沖劑主要有混合緩沖劑、陰極和陽(yáng)極腐蝕緩沖劑。在保護(hù)油氣管道過(guò)程中，緩沖劑一般不會(huì)單一的應(yīng)用，而多是與降凝劑、殺菌劑一同使用，這樣其緩合腐蝕的作用更好、更強(qiáng)。

隨著全球環(huán)保力度的不斷加大，環(huán)保復(fù)合緩沖劑的應(yīng)用逐漸被認(rèn)可和接受，并得到了快速的推廣，其也是未來(lái)油氣管道緩沖劑應(yīng)用的主要發(fā)展趨勢(shì)和方向，該種緩沖劑既不會(huì)污染生態(tài)環(huán)境，又能夠促進(jìn)油氣管道性能得到更好地穩(wěn)定，維護(hù)管道運(yùn)行的可靠性與安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，油氣管道是輸送油氣資源的重要途徑與方法。由于油氣管道受到多種因素作用和影響，容易產(chǎn)生腐蝕、氣孔以及其他缺陷等，這會(huì)嚴(yán)重影響油氣管道運(yùn)行的效率，也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。鑒于此，科學(xué)、合理地選擇并利用檢測(cè)技術(shù)，精準(zhǔn)地定位油氣管道的缺陷區(qū)域或者腐蝕部位，并實(shí)施良好的管道保護(hù)措施，降低管道腐蝕性，推動(dòng)油氣管道更好地運(yùn)行，促進(jìn)中國(guó)油氣資源得以更好輸送，行業(yè)更好發(fā)展。