利用導波與漏磁技術完善壓力管道全面檢驗

陳智

（中國石化茂名分公司煉油分部機動處，廣東 茂名 525000）

1 前言

目前，根據(jù)國內外的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)在影響工業(yè)管道安全的所有因素中，管道的局部腐蝕、管道焊縫質量、管道結構和管道材質缺陷是影響工業(yè)管道安全運行的重要因素，在這些缺陷中管道焊接缺陷、管道結構和管道材質缺陷可以通過完善設計方案和加強施工質量進行控制，可以減低對管線安全的影響，而管道局部腐蝕缺陷，特別是管道介質的內腐蝕和沖蝕缺陷是很難進行預測和控制的因素，若管道壁厚減薄至一定程度，就會造成管道強度不足，在一定的工作壓力下就可能發(fā)生爆管或泄露。

2 常規(guī)的管道腐蝕檢測概述

剩余壁厚測試的方法被廣泛的應用于管道的腐蝕檢測，但由于其技術局限性，不可能覆蓋管線所有的位置，做到100%的檢測，特別是一些人和機器難以到達的區(qū)域以及一些檢測盲區(qū)（如大部分直管段、支吊架部位等），常規(guī)管道腐蝕監(jiān)測的局限性造成的缺點包括以下幾點:

常規(guī)測厚點的位置均依據(jù)《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程》中規(guī)定的檢測比例在管件中選取，這種隨機選取大多選取易檢測的位置，所以不易檢測的管件就成為歷次檢修的盲區(qū)。盲區(qū)的缺陷難以被發(fā)現(xiàn)，往往為事故的發(fā)生埋下了隱患。

常規(guī)測厚對管件的檢測也往往具有離散性和隨機性，不能覆蓋管件的所有位置。

常規(guī)測厚常常忽視直管段壁厚的檢測。直管段的檢測與彎頭、三通等管件不同，管道中管件數(shù)量一定，且檢規(guī)中明確規(guī)定了各個級別管道的管件檢測比例，所以管件檢測有一定的量化概念。而管道直管段長度大，也無法確定直管可能發(fā)生腐蝕的位置。如果用常規(guī)測厚的方法找出直管段的腐蝕減薄點，無異于大海撈針。

3 新技術介紹

3.1 導波檢測技術概述

常規(guī)的測厚方法只是對局部單點的厚度的測量，而導波可以實現(xiàn)一段管道的100%的檢測，而且該管道可以是溫度低于80℃的管道，可以不用拆險保溫層，從而縮短管道的停用時間和輔助費用，盡可能減少用戶的損失。檢驗人員需根據(jù)現(xiàn)場情況，結合工廠的生產工藝要求，在進行宏觀檢查、管系應力計算、管體壁厚測試后，確定出可采用該項技術進行管體腐蝕狀況檢測的管段與位置。

該儀器典型情況下架空管道檢測范圍:氣體介質約50～80米；液體介質約80～120米，能夠檢測出壁厚減薄量的3%，完全可靠的檢測出截面積9%的缺陷，并可進行精確定位（見圖 1）。

3.2 導波檢測的優(yōu)勢

低頻長距超聲波檢測技術（導波）在同一個位置發(fā)射和接收低頻超聲波，能對被檢測到的金屬損失的范圍和環(huán)向方位進行判斷，適用于管體的內外金屬腐蝕與沖蝕等缺陷的檢測。

不拆除保溫，較少了輔助工程量，降低檢測成本。

對難以到達的區(qū)域和易忽略的盲區(qū)進行全方位檢測，能夠檢測出壁厚減薄量的3%，完全可靠的檢測出截面積9%的腐蝕缺陷，并進行精確定位。

3.3 漏磁檢測技術概述

漏磁是一種用來檢驗管線內外部腐蝕缺陷的檢測技術。當被測工件上有缺陷時,會導致缺陷處及其附近的磁阻增加,而使缺陷附近的磁場發(fā)生畸變，一部份磁通漏到管壁外，通過磁鐵兩極中的傳感器測量這些漏磁，傳感器產生的信號大小與泄漏的磁通量成比例。而且可以通過漏磁通的范圍，確定缺陷范圍的大小，（見圖 2）。

3.4 漏磁檢測的優(yōu)勢

漏磁（MFL）檢測設備，用來檢測管體內壁腐蝕，彌補了常規(guī)超聲測厚只能檢測出被抽檢管道局部點的腐蝕，檢測覆蓋面非常有限的情況。

可帶涂層檢測，在涂層厚度小于6mm的工作條件下，只要保證管道表面平整，即可進行檢測。

4 實際應用案例

2009年4月中石化某煉油廠一套渣油加氫裝置大修，壓力管道安排全面檢驗，該廠利用常規(guī)全面檢驗技術并結合新技術的方法編寫檢驗方案，通過對檢驗結果的對比可以發(fā)現(xiàn)管道壁厚減薄最大的位置可能發(fā)生在管道彎頭，也可能發(fā)生在直管段位置，因此，利用《工業(yè)管道定檢規(guī)程》進行管道的全面檢驗時，可能會造成管道上危險點的漏檢，特別是直管段位置的缺陷，影響管道運行的安全。

5 采用導波與漏磁檢測的經(jīng)濟成本和效益

圖1

圖2

該渣油加氫裝置利用導波和漏磁共檢測管道總長1157米（均有保溫），施工用時10天，費用在35-40萬之間，如果同樣長的管道用傳統(tǒng)測厚方法進行檢驗，施工用時要20天，費用在75-100萬之間。

6 總結

綜上所述，利用常規(guī)密集測厚的方法所需要的費用和時間均遠遠超過了利用導波與漏磁新技術所需要的費用和時間。并且，采用密集測厚的方法造成腐蝕點漏檢的幾率也遠遠大于導波與漏磁新技術所需要的費用和時間。利用導波與漏磁新技術對管道進行全面檢驗，不僅能夠提高管道危險腐蝕點的檢出率，降低管道的安全風險，提高運行安全，而且還能夠降低管道運行成本，減少管道檢測費用的支出。

[1]袁振明.聲發(fā)射技術及其應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,1985:102-105.

[2]李耀東，黃成祥，侯力等.疲勞裂紋的聲發(fā)射信號檢測技術 [J].計算機測量與控制,2004,12（6）:504.

[3]Parka J M,Shina W G,Yoon DJ.A study of interfacial aspects of epoxy-based composites reinforced with dual basalt and SiC fibers by means of the fragmentation and acoustic emission techniques [J].Composites Science and Technology,1999,59(3):355-370.