原创《石油管道内缺陷无损检测技术现状》
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【摘 要】输油管道在运行的过程中,很容易出现各类缺陷问题,如果说不能及时地处理这些缺陷,就容易引起管道内部的安全问题,所以做好缺陷的无损检测工作是非常重要的.本文主要探讨了所有管道内缺陷无损检测技术的具体方法,以及如何更好地运用这些技术,提出了今后的应用要求和未来的发展趋势,供参考和借鉴.
【关键词】石油管道；缺陷；无损检测技术
在石油管道缺陷的检测过程中,采取何种检测方法,直接会影响检测的准确性和效果,当前比较多使用的是无损检测技术,因为它具有诸多优势,可以更加准确地检测出所有管道内的缺陷问题,以便于我们更好的进行处理.
1.管道内检测技术最新研究
石油及天然气是当前存在能源的重要形式之一,远距离运输多是通过管道来实现.但是由于年久失修、磨损、腐蚀或者意外损伤等原因造成的管道泄漏事件频繁发生,既带来了经济损失,也造成严重污染,对人身健康带来严重威胁.因此,加强对油气管道的泄漏检测和腐蚀程度检测等,可有效抑制管道泄漏、评估管道寿命,确保油气管道的正常工作.
传统的油气管道缺陷无损检测多是外部监测形式,仅对管道的腐蚀情况有粗略了解,而对管道内部失效状况的判断却效果不佳.通过检测仪器对油气管道内部实现检测是近年来发展的先进技术.管道内部检测主要是将检测仪器投放到管道内部,并利用压差随管道内的介质自动运行,对管道金属壁厚信息进行数据采集,经过计算机分析处理后提供一套完整的数据,描述管道内外壁金属损失的状态.这种管道内检测手段能获得准确数据,便于观察,可了解管道内的腐蚀程度、评估管道寿命、制定管道维修计划,实现管道的完整性管理.
1.1 漏磁检测技术
智能清管器已被广泛应用于长距离输气管道的内检测中.其中漏磁式智能清管器在检测领域中占到很大份额,这种清管器采用漏磁检测技术进行腐蚀缺陷的检测和表征.
漏磁检测技术建立在铁磁性材料的高磁导率特性上.检测过程中,管壁被充分磁化,当管道内壁有腐蚀缺陷或其他异常出现时,磁通量会从管壁泄漏出来,然后被传感器检测到.泄漏的磁通量是金属材料中磁场饱和度的函数,这取决于管壁厚度的大小.当钢管中无缺陷时,磁通量绝大部分通过钢管,此时磁力线分布均匀；当钢管内部有缺陷时,磁力线发生弯曲,且部分磁通量漏出钢管表面,检测被磁化钢管表面逸出的漏磁通,可判断是否存在缺陷,通过分析传感器检测的结果,可得到缺陷的相关信息.此方法在小口径及厚壁的管道使用中受限.改进的内腐蚀检测传感器（ICS）,它基于“磁场扰动”的技术,测量管壁小面积内的直接磁响应,而不必要求管壁材料达到磁饱和.因此ICS 的检测效果不受管壁厚度的影响.传统的漏磁检测需要对检测中产生的复杂信号进行解释,而此种方法只需要检测缺陷中心最小信号强度即可分析缺陷深度,缺陷的长度也可通过信号直接测量,优势是明显的：具有一个内在的绝对误差,检测过程是在磁场的线性变化区域内进行,检测对象不需要较高的抗磁性,可以从检测到的磁场反映中直接表征缺陷的几何形状.
1.2 超声波检测技术
1.2.1 统脉冲超声波检测
此检测方法也叫做压电超声检测.检测时,通过垂直于管道的超声波探头,发射超声波脉冲信号,比较管内表面和外表面两次脉冲反射波之间的脉冲间距,反映出管壁壁厚,从而检测到管壁是否受到腐蚀及腐蚀程度大小.
超声波检测可以直接对管道蚀坑深度、大小、位置进行检测,检测结果可以作为计算管道最大输送压力的计算依据.对厚壁管、大口径管道的检测适应性强,并对管道的应力腐蚀开裂和材料内缺陷的检测有较高精度.由于声波的传播需要介质,因此在实际检测应用中,探头与管壁间需要有油、水等声波的传播介质作为连续的耦合剂.所以,在输油管道中压电超声波检测被广泛应用,而在声波衰减较快的输气管道上,超声波检测应用受限.
1.2.2 超声导波检测
超声导波检测采用低频扭曲波或纵波,超声导波可以在较远的距离上传播而信号衰减很小,因此管道不开挖状态下在一个位置固定脉冲回波阵列就可做大范围的检测.电磁超声检测技术即涡流－声检测技术,作为超声导波的一种激励方式,是超声检测发展中的前沿技术之一,属非接触超声检测.通过在试件中震荡激发出不同形式的超声波,实现快速检测.
当通有高频电流的激励线圈靠近金属管道时,金属管道表层会感生出高频涡流.电磁铁在金属管道附近产生一个强磁场,涡流在强磁场作用下使管道中的带电粒子产生高频的力.这是一个高频机械振动的力,能够在试件中传播,即产生超声波,此过程可逆.从管道内缺陷部位反射回来的超声波在外加磁场的作用下形成涡流,涡流产生的磁场使得线圈两端电压发生变化,通过检测分析电压信号,可以对腐蚀缺陷进行定位与分级.
2.未来无损检测技术的发展方向
智能NDT 和信息化NDT 的一个直接结果是让探伤( 无损检测)“变得更加简单”.仪器生产厂家必须要有精品意识,有条件的话,需要努力在高端产品和高附加值产品中占据重要位置.国外的一些主要仪器生产厂家经过兼并、重组已出现一些具有高度竞争力的品牌效应.困扰我国无损检测仪器市场的一个主要问题仍然是小而分散,重复产品居多,加上在研、发方面的投入不足,在高端市场、高附加值产品和技术方面( 成像检测设备、大型自动化检测设备),国外产品仍具有十分明显的优势.未来对新能源的需求会更加迫切.在大力发展水力发电的同时,需要发展风力发电和核电工业.因此,在风力发电汽轮机叶片、变速箱、转子轮毂和电气设备的无损检测和监测方面将面临挑战.太阳能电池具有非常大的发展潜力,目前即应当重视对PV 材料的NDT,这可能需要研究微米级材料的检测技术结语：
综上所述,石油管道内的缺陷无损检测技术的应用,大大提高了石油管道的管理效果,通过缺陷无损检测技术,我们可以第一时间发现石油管道内部的缺陷问题,并采取有针对性的措施进行处理,确保所有管道能够安全运行.
参考文献：
[1] 冀敏. 基于激光超声波的管道缺陷无损检测技术研究[D]. 西京学院,2016.90.
[2] 赵石彬, 张存林, 伍耐明, 段玉霞, 李艳红. 红外热波无损检测技术用于聚丙烯管道缺陷的检测[J]. 光学学报,2015,02:456-460.
无损检测论文参考资料：
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