1、國(guó)內(nèi)油氣長(zhǎng)輸管道檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展探析 國(guó)內(nèi)油氣長(zhǎng)輸管道檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展探析 摘 要 文章簡(jiǎn)要分析了長(zhǎng)輸管道腐蝕環(huán)境，介紹了國(guó)內(nèi)外成熟的管道外檢測(cè)、內(nèi)檢測(cè)常用的技術(shù)和方法，指出來(lái)油氣長(zhǎng)輸管道檢測(cè)技術(shù)今后的開(kāi)展趨勢(shì)。 關(guān)鍵詞 油氣管道；檢測(cè)技術(shù)；腐蝕 中圖分類號(hào)：TE973.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16717597032-099-01 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速開(kāi)展，中國(guó)已經(jīng)成為世界上主要的石油消費(fèi)國(guó)和生產(chǎn)國(guó)，油氣長(zhǎng)距離輸送主要采用管道輸送的方式，因?yàn)楣艿垒斔途哂行瘦^高而且損耗少等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)目前采用的油氣輸送管道已達(dá)3x104km，并且每年增加速度也非常快。約有一半的長(zhǎng)輸管道使用壽命為幾十年，有的高達(dá)上百

2、年，管道根本上在地下或海底使用，不可防止地受到管道內(nèi)外介質(zhì)腐蝕以及地形沉降等因素的影響，對(duì)管道的壽命造成影響，甚至發(fā)生管道開(kāi)裂等惡性事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)無(wú)法挽回的損失。對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)有方案地修復(fù)能防止管道事故的發(fā)生，防患于未然，因此提高檢測(cè)技術(shù)對(duì)延長(zhǎng)管道的使用壽命、提高管道的平安性運(yùn)行具有重大意義。 1 長(zhǎng)輸管道檢測(cè)技術(shù) 長(zhǎng)輸管道在服役時(shí)主要受到內(nèi)、外兩個(gè)不同環(huán)境的腐蝕，內(nèi)部環(huán)境的腐蝕主要指管道運(yùn)輸介質(zhì)石油和天然氣中的H2S、Cl-及H2O引起的腐蝕，此外還有管道內(nèi)應(yīng)力等引起的腐蝕。一般采用清理管道以去除污物或者往輸送介質(zhì)中參加緩蝕劑等措施來(lái)減緩內(nèi)腐蝕。外腐蝕

3、一般因管道涂層破壞、土壤腐蝕等造成，管道外腐蝕檢測(cè)一般是檢查涂層及陰極保護(hù)防腐系統(tǒng)。管道檢測(cè)技術(shù)可以分為內(nèi)、外檢測(cè)兩大分支，下面我們分別展開(kāi)討論。 2 管道外檢測(cè)技術(shù) 2.1 管道外檢測(cè)的主要內(nèi)容 管道防腐蝕涂層是防止管道被腐蝕的第一級(jí)屏障，它的作用是將管道與土壤隔開(kāi)，防止管道接觸土壤中的腐蝕性介質(zhì)，在實(shí)施陰極保護(hù)時(shí)也能起到絕緣作用。土壤顆粒之間填充有空氣、水以及各種鹽類，使其具備電解質(zhì)的條件，在土壤中發(fā)生的腐蝕多為電化學(xué)腐蝕?？刂仆寥栏g一般是采用外腐蝕涂層和陰極保護(hù)相結(jié)合的方式，涂層起主要防腐蝕作用，陰極保護(hù)為補(bǔ)充。對(duì)涂層檢測(cè)主要是確定涂層缺陷的位置以及嚴(yán)重程度，對(duì)于檢測(cè)出的涂層缺陷點(diǎn)，應(yīng)

4、進(jìn)一步測(cè)試其腐蝕活性以及此處的陰極保護(hù)的有效性，以確定此處的管道是否發(fā)生腐蝕。 陰極保護(hù)是對(duì)管道進(jìn)行防腐的第二級(jí)防線，主要給涂層缺陷處的管道金屬進(jìn)行保護(hù)。測(cè)試陰極保護(hù)有效性的方法主要是檢測(cè)金屬的對(duì)地電位，看是否滿足防腐蝕的要求。如果長(zhǎng)輸管道處于電力線路環(huán)境中，還會(huì)發(fā)生雜散電流引起的腐蝕，容易造成管道穿孔現(xiàn)象，跟管道的平安運(yùn)行帶來(lái)巨大危害。這中情形下就要對(duì)管道進(jìn)行干擾測(cè)試，確定干擾范圍、類型以及影響程度，制定可靠的防干擾措施。處于雜散電流影響范圍內(nèi)的管道即使采取了防干擾措施，也要定期檢測(cè)，對(duì)防干擾效果進(jìn)行測(cè)試。 長(zhǎng)輸管道失效的原因之一是腐蝕，由防腐蝕涂層和陰極保護(hù)組成的兩級(jí)保護(hù)如果都有效，管道不

5、會(huì)發(fā)生腐蝕，如果涂層老化或者應(yīng)力開(kāi)裂產(chǎn)生失效，失效點(diǎn)管道金屬裸露出來(lái)，此時(shí)失效點(diǎn)處的陰極保護(hù)效果如果達(dá)不到防腐蝕要求，那就會(huì)發(fā)生管道腐蝕現(xiàn)象。另外一種情況是防腐涂層剝落時(shí)，即使剝落處管道金屬?zèng)]有裸露出來(lái)，也會(huì)發(fā)生管道腐蝕，因?yàn)殡S著涂層剝落，陰極保護(hù)往往也會(huì)失效。對(duì)管道的腐蝕缺陷進(jìn)行檢測(cè)，一般通過(guò)挖開(kāi)管道的方式，直接確定腐蝕發(fā)生位置及類型。 2.2 管道外檢測(cè)常用的方法 2.2.1 多頻管中電流測(cè)試法 多頻管中電流衰減法是一種可以檢測(cè)防腐蝕涂層漏電情況的技術(shù)，該技術(shù)采用了先進(jìn)的PCM儀器，通過(guò)檢測(cè)間距測(cè)出來(lái)電流，再對(duì)電流分布梯度進(jìn)行測(cè)定，整個(gè)管道的形貌都可以描繪出來(lái)，能準(zhǔn)確快速地定位電流信號(hào)衰減

6、嚴(yán)重的地方，再通過(guò)“A字架進(jìn)行檢驗(yàn)地表電位的梯度，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)防腐涂層的破損處進(jìn)行定位。該方法適用于埋地鋼管涂層的質(zhì)量檢測(cè)、對(duì)涂層破損點(diǎn)的精確定位、對(duì)涂層老化情況進(jìn)行評(píng)級(jí)還可以對(duì)陰極保護(hù)效果進(jìn)行評(píng)定。 2.2.2 密間距電位測(cè)量方法 密間距電位測(cè)量法是通過(guò)檢測(cè)陰極保護(hù)在長(zhǎng)輸管道上的密集點(diǎn)位以及密集極化電位，評(píng)定陰極保護(hù)的效果、管道受雜散電流干擾的腐蝕情況，也能反映防腐涂層的情況。該方法存在一定的局限性，對(duì)操作者經(jīng)驗(yàn)的依賴性高，容易受到外界的干擾，準(zhǔn)確率比擬低。 3 管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù) 管道內(nèi)檢測(cè)就是運(yùn)用檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備確定管道內(nèi)外腐蝕情況、管道裂紋以及焊接缺陷等。對(duì)管道進(jìn)行內(nèi)檢測(cè)的目的是獲得管道內(nèi)外表

7、的質(zhì)量情況，以制定合理的管道運(yùn)行和維護(hù)決策。常用的管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)包括漏磁通檢測(cè)方法和超聲波檢測(cè)方法。 3.1 漏磁通檢測(cè)方法 漏磁通檢測(cè)技術(shù)在所有管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)中開(kāi)展的技術(shù)最長(zhǎng)，該法可以檢測(cè)管道因腐蝕產(chǎn)生的體積性缺陷。MFL方法的優(yōu)點(diǎn)主要包括對(duì)檢測(cè)環(huán)境的要求低，適用范圍廣，既可以對(duì)輸油管道進(jìn)行檢測(cè)也可以對(duì)輸氣管道檢測(cè)，對(duì)管道涂層腐蝕情況也能進(jìn)行間接評(píng)定。漏磁通量屬于相對(duì)低噪音的過(guò)程，所以即使不對(duì)采得的數(shù)據(jù)放大，異常信號(hào)相對(duì)于其它數(shù)據(jù)也是顯得非常明顯，應(yīng)用起來(lái)比擬簡(jiǎn)單。值得注意的是使用漏磁通檢測(cè)技術(shù)時(shí)，需管壁產(chǎn)生飽和的磁場(chǎng)，因此管壁的厚度決定著測(cè)試精度，精度隨著管壁厚度的增大而降低。漏磁通檢測(cè)適

8、用于小于12 mm的管壁厚度的檢測(cè)。 3.2 超聲波檢測(cè)方法 超聲波檢測(cè)技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)、無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)。該法是采用靈敏儀器接收聲發(fā)射信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)分析聲發(fā)射源的特征參數(shù)，可以推測(cè)管道缺陷的位置、類型以及變化和開(kāi)展趨勢(shì)。超聲波檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)展的非常成熟，但由于采用逐點(diǎn)掃描的方式進(jìn)行管道檢測(cè)，使其在長(zhǎng)輸管道上的檢測(cè)非常困難，超聲導(dǎo)波技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，因?yàn)閷?dǎo)波自身的特點(diǎn)，通過(guò)鼓勵(lì)處，所采集到的回波信號(hào)可以反映整體管道的信息，也就是在一點(diǎn)鼓勵(lì)所產(chǎn)生的導(dǎo)波可以傳輸非常遠(yuǎn)的距離。通過(guò)超聲導(dǎo)波，整個(gè)管壁的內(nèi)、外信息都可以檢測(cè)到，也就是實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)管道內(nèi)缺陷和外缺陷的檢測(cè)。因?yàn)槠淇焖?、精?zhǔn)的缺陷定

9、位，超聲導(dǎo)波技術(shù)日益受到檢測(cè)單位的重視。 4 長(zhǎng)輸油氣管道檢測(cè)技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì) 1超聲波檢測(cè)技術(shù)將成為長(zhǎng)輸管道的主要檢測(cè)技術(shù)。通常對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道的焊縫一般采用X射線膠片照相進(jìn)行管道的探傷檢驗(yàn)。這一方法消耗大量的人力物力，檢測(cè)周期一般較長(zhǎng)，膠片耗量大，管道施工一般在野外工作，環(huán)境比擬惡劣，使得拍片、洗片更不容易管理和操作。較先進(jìn)的X射線數(shù)字化技術(shù)可以取代照相探傷方法，是一種即使成像的檢測(cè)技術(shù)，但也有局限性，對(duì)管道裂紋的檢出率不高，超聲波檢測(cè)可以防止這一局限，對(duì)裂紋檢出的靈敏度遠(yuǎn)高于射線。 2管道檢測(cè)的重點(diǎn)將由管道外檢測(cè)向內(nèi)檢測(cè)轉(zhuǎn)移。隨著企業(yè)對(duì)管道運(yùn)輸平安性意識(shí)的提高，對(duì)管道周期性檢測(cè)和維護(hù)將成為管道檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要趨勢(shì)。 參考文