海底管道兩輪漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)方法

王丹丹，林　曉，駱秀媛，詹燕紅

(1.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司， 天津 300452； 2.中海石油(中國(guó))有限公司蓬勃作業(yè)公司，天津 300452)

海底管道兩輪漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)方法

王丹丹1，林曉2，駱秀媛1，詹燕紅1

(1.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司， 天津 300452； 2.中海石油(中國(guó))有限公司蓬勃作業(yè)公司，天津 300452)

摘要：分析海底管道漏磁檢測(cè)報(bào)告的數(shù)據(jù)參數(shù)，提出在關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊的前提下，以相對(duì)里程、時(shí)鐘方位和表面位置3個(gè)位置參數(shù)為核心要素的比對(duì)方法，對(duì)渤海某海底管道的2輪漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行案例應(yīng)用。結(jié)果表明，在關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊的前提下，只要這3個(gè)參數(shù)吻合度較好，則可以判定為同一缺陷，即使缺陷特征參數(shù)(長(zhǎng)度、寬度和相對(duì)深度)完全不符合腐蝕的發(fā)展趨勢(shì)，也不能借此否定其為同一缺陷的可能。

關(guān)鍵詞：海底管道；漏磁檢測(cè)；兩輪；比對(duì)；位置參數(shù)；關(guān)鍵點(diǎn)

海底管道漏磁內(nèi)檢測(cè)是檢測(cè)海底管道腐蝕缺陷信息的最有效手段，也是海底管道完整性管理的重要方法，當(dāng)前隨著國(guó)內(nèi)海底管道漏磁內(nèi)檢測(cè)工作的推進(jìn)，很多海底管道已經(jīng)開展了兩輪甚至多輪漏磁內(nèi)檢測(cè)工作，但是對(duì)多輪檢測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)和分析工作卻相對(duì)滯后。通過對(duì)多輪漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，可以分析缺陷的腐蝕發(fā)展規(guī)律，預(yù)判管道的腐蝕壽命。目前國(guó)內(nèi)對(duì)漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)的利用率非常低，僅僅用來識(shí)別管道壁厚減薄和評(píng)估缺陷剩余強(qiáng)度[1-3]，在多輪檢測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)方面目前國(guó)內(nèi)只報(bào)道過管道缺陷的漏磁和超聲數(shù)據(jù)比對(duì)[4]以及管道內(nèi)外檢測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)[5]，多輪漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)和分析工作幾乎沒有開展[6]；而國(guó)外相關(guān)研究工作[7-8]開展稍多。對(duì)于海底油氣管道來說，漏磁內(nèi)檢測(cè)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)高成本的完整性管理手段，因此其獲得的數(shù)據(jù)也極其珍貴，應(yīng)該最大限度地挖掘其使用價(jià)值，通過對(duì)多輪檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入比對(duì)和分析，判斷腐蝕缺陷的發(fā)展模式，管道腐蝕敏感區(qū)域，合理預(yù)測(cè)管道的剩余壽命，為管道完整性管理計(jì)劃的制定和調(diào)整提供科學(xué)的依據(jù)。

1兩輪漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)的必要性

通常情況下，同一條海底管道2輪漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)量有很大差別，一般第二輪檢測(cè)到的缺陷數(shù)據(jù)量相對(duì)于第一輪檢測(cè)到的缺陷數(shù)據(jù)量明顯增多，如圖1所示，針對(duì)2次檢測(cè)數(shù)據(jù)可以把缺陷分為3類。

第1類缺陷。漏檢/誤檢缺陷，即在第1次檢測(cè)中被檢出，在第2次檢測(cè)中未檢出，出現(xiàn)這種情況主要跟檢測(cè)儀器的穩(wěn)定性、精度、數(shù)據(jù)讀取誤差及其他偶然誤差等相關(guān)。

第2類缺陷。重合缺陷，即在第1次檢測(cè)中被檢測(cè)，在第2次檢測(cè)中仍然被檢出，這類缺陷是深入研究管道腐蝕發(fā)展模式和剩余壽命的最關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

第3類缺陷。新增缺陷，即在第1次檢測(cè)中未被檢出，在第2次檢測(cè)中被檢出，這類缺陷數(shù)據(jù)可以用來研究管道的腐蝕活化性，即管道哪些位置隨時(shí)間發(fā)展腐蝕風(fēng)險(xiǎn)較高。

圖1　2次漏磁內(nèi)檢測(cè)缺陷數(shù)據(jù)分類

22次漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)方法

如何分析和判斷2次內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)中哪些是1類缺陷，哪些是2類缺陷，哪些是3類缺陷，針對(duì)漏磁檢測(cè)報(bào)告提供的數(shù)據(jù)信息來說，主要可以從缺陷數(shù)據(jù)的參數(shù)來比對(duì)，分析缺陷所在的位置參數(shù)和特征參數(shù)的吻合度。

2.1漏磁檢測(cè)提供的缺陷數(shù)據(jù)參數(shù)分析

目前國(guó)際知名的管道檢測(cè)公司如TDW、GE-PII、ROSEN、Baker Hughes等提供的檢測(cè)報(bào)告中，數(shù)據(jù)參數(shù)見圖2和圖3，包括缺陷的絕對(duì)里程位置、所在管段編號(hào)(即上游焊縫編號(hào))、管段長(zhǎng)度、相對(duì)里程(即相對(duì)上游焊縫的位置)、時(shí)鐘方位、缺陷長(zhǎng)度、缺陷寬度、缺陷相對(duì)深度，其他還有彎頭、閥門和三通等附件信息。

經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)表征缺陷數(shù)據(jù)的參數(shù)主要分為兩類，一類是位置參數(shù)，表明缺陷在管道上的所處位置，包括絕對(duì)里程、相對(duì)里程、時(shí)鐘方位和表面位置；第二類是特征參數(shù)，表示缺陷的尺寸信息，包括缺陷長(zhǎng)度、寬度和相對(duì)深度，見表1。

圖2　漏磁檢測(cè)缺陷里程位置參數(shù)

圖3　漏磁檢測(cè)缺陷位置參數(shù)和特征參數(shù)

參數(shù)分類具體參數(shù)示例備注位置參數(shù)絕對(duì)里程496.35m指缺陷相對(duì)于里程0點(diǎn)的距離管段編號(hào)550指缺陷所在管段的編號(hào),即管段上游最近焊縫編號(hào)相對(duì)里程9.05m指缺陷相對(duì)上游最近焊縫的距離時(shí)鐘方位02:55指缺陷的環(huán)向位置表面位置EXT(外表)指缺陷在管體的內(nèi)外表面位置特征參數(shù)長(zhǎng)度9mm指缺陷沿管道軸向的尺寸寬度15mm指缺陷沿管道環(huán)向的尺寸相對(duì)深度35%指缺陷沿管道徑向的尺寸與管壁標(biāo)稱厚度的百分比其他PITT點(diǎn)蝕如對(duì)缺陷類型的判斷

2.2缺陷數(shù)據(jù)的比對(duì)原則

通過對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)的分析，粗略可知同一缺陷在兩次檢測(cè)報(bào)告中出現(xiàn)時(shí)，需要符合兩方面要求：一是位置相近；二是特征相近，因?yàn)楦g缺陷具有時(shí)間依賴性，即隨時(shí)間增長(zhǎng)的特性，并考慮到檢測(cè)儀器的精度、數(shù)據(jù)提取的誤差及其他偶然誤差等，同一缺陷的2次檢測(cè)數(shù)據(jù)不會(huì)完全相同，但是必須相近，尤其是位置參數(shù)必須高度相近。

2.3缺陷數(shù)據(jù)的比對(duì)方法

2.3.1關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊

首先比對(duì)2次檢測(cè)的整體數(shù)據(jù)并進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊修正，包括里程零點(diǎn)的位置，如發(fā)球筒第1個(gè)閥門；首末焊縫的位置和編號(hào)；所有焊縫位置和數(shù)量；里程終點(diǎn)的位置和總里程數(shù),見表2。

如果2次檢測(cè)的里程零點(diǎn)定位不同，則需要進(jìn)行修正對(duì)齊，如果兩次焊縫數(shù)量不同，則需要進(jìn)行修正，排除焊縫漏報(bào)誤報(bào)的情況，以方便后續(xù)檢測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)，提高數(shù)據(jù)比對(duì)的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊是多輪檢測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)至關(guān)重要的一步，如果關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊錯(cuò)誤，則后續(xù)數(shù)據(jù)比對(duì)結(jié)果完全不可用。如果評(píng)估工程師在不知道關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊有錯(cuò)誤的情況下，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和進(jìn)一步分析，其結(jié)果會(huì)是完全錯(cuò)誤的，嚴(yán)重的會(huì)影響決策者對(duì)管道完整性的判斷，造成不可逆轉(zhuǎn)的損失。因此，多輪檢測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)首先一定要保證關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊無誤。

表2　關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊的重要條目列表

2.3.2位置參數(shù)比對(duì)

關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊后，即可開始進(jìn)行單個(gè)缺陷的數(shù)據(jù)比對(duì)，單個(gè)缺陷數(shù)據(jù)比對(duì)關(guān)鍵在于位置參數(shù)的比對(duì)，因?yàn)獒槍?duì)同一缺陷的2次檢測(cè)數(shù)據(jù)，由于腐蝕的發(fā)展和檢測(cè)儀器的精度問題，缺陷特征參數(shù)可能有較大差異，但是位置參數(shù)不會(huì)有很大出入。因此位置參數(shù)的分析是比對(duì)工作的重中之重，在里程0點(diǎn)和焊縫對(duì)齊后，位置參數(shù)中起決定作用的就是缺陷的相對(duì)里程、時(shí)鐘方位和表面位置。一般針對(duì)同一個(gè)缺陷點(diǎn)，其兩次檢測(cè)時(shí)，絕對(duì)里程可能會(huì)有較大偏差，因其管道總長(zhǎng)度可能較長(zhǎng)(幾km到幾十km)，關(guān)系到里程輪誤差的累積，但是其相對(duì)焊縫的距離(即相對(duì)里程)偏差不會(huì)很大，因?yàn)橐话?個(gè)焊縫位置相距12 m左右，里程輪的累積誤差很小，時(shí)鐘方位偏差也不會(huì)很大，所以這2個(gè)參數(shù)是確定2組數(shù)據(jù)是否指向同一缺陷的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。如果這2個(gè)數(shù)據(jù)相符，那么基本可以斷定為同一缺陷，具體比對(duì)要求見表3。

表3　缺陷位置參數(shù)比對(duì)要求

2.3.3特征參數(shù)比對(duì)

對(duì)于位置參數(shù)比對(duì)后初步判定為同一缺陷的數(shù)據(jù)，還需要進(jìn)行缺陷特征數(shù)據(jù)的比對(duì)，即缺陷長(zhǎng)度、寬度和相對(duì)深度數(shù)據(jù)的吻合情況。由于管體缺陷隨時(shí)間的推移或多或少的有所發(fā)展，因此對(duì)于相隔一定時(shí)間段的兩次檢測(cè)，如果后一次檢測(cè)的缺陷特征相比前一次檢測(cè)數(shù)據(jù)，在尺寸上有所增加，則可以認(rèn)定其為同一缺陷，通過分析尺寸的增加程度，可以分析缺陷點(diǎn)的腐蝕發(fā)展情況，進(jìn)而預(yù)測(cè)缺陷剩余壽命等；若后一次檢測(cè)數(shù)據(jù)反而比前一次檢測(cè)數(shù)據(jù)在尺寸上減小，則認(rèn)為其為疑似同一缺陷，需要輔以其他信息綜合考慮或待后續(xù)其他手段的檢測(cè)確認(rèn)。

3比對(duì)案例

3.1管道基本信息

本示例信息來自渤海一條注水海底管道，詳細(xì)信息見表4。

表4　管道基本信息表

3.2管道檢測(cè)信息

該管道曾于2012年和2013年分別實(shí)施過漏磁內(nèi)檢測(cè)，且兩次檢測(cè)器具由同一家承包商提供，整體檢測(cè)結(jié)果見表5。

表5　兩次檢測(cè)結(jié)果

3.3缺陷數(shù)據(jù)的比對(duì)

缺陷數(shù)據(jù)比對(duì)主要分3步走。第1步首先進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)齊，如里程0點(diǎn)，里程終點(diǎn)，焊縫位置和數(shù)量，彎頭和閥門等，為后續(xù)缺陷數(shù)據(jù)比對(duì)做好基礎(chǔ)工作；第2步，比對(duì)缺陷位置參數(shù)；第3步比對(duì)缺陷特征參數(shù)，從而確定哪些缺陷為同一缺陷，哪些缺陷為新增缺陷，哪些缺陷為誤檢或漏檢缺陷。

限于篇幅，無法對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，因此選定該管道中的一段管道的缺陷進(jìn)行對(duì)比，所選管段編號(hào)為750，長(zhǎng)度為12.8 m，即選擇位于焊縫編號(hào)750～760之間12.8 m長(zhǎng)的管段所有缺陷進(jìn)行比對(duì)。該管段兩次檢測(cè)到的缺陷數(shù)據(jù)見表6和表7。其中第1次檢測(cè)到6個(gè)缺陷點(diǎn)，第2次檢測(cè)到7個(gè)缺陷點(diǎn)，所有缺陷點(diǎn)均為內(nèi)部點(diǎn)腐蝕缺陷。

3.3.1關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊

根據(jù)2次檢測(cè)的基本情況，其中兩次檢測(cè)的里程0點(diǎn)和里程終點(diǎn)選定相同，焊縫編號(hào)規(guī)則相同，焊縫總數(shù)量相同，但是2次終點(diǎn)里程相差13.382 m，考慮到檢測(cè)儀器里程輪的累積誤差，該數(shù)據(jù)不影響總體關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊和修正，經(jīng)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)2次檢測(cè)的關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊良好，如表8所列，可以進(jìn)行下一步的缺陷比對(duì)。

3.3.2缺陷比對(duì)結(jié)果

該管段第1次檢測(cè)到6個(gè)缺陷，第2次檢測(cè)到7個(gè)缺陷，根據(jù)缺陷的相對(duì)里程位置就近原則，首先確定6個(gè)比對(duì)組，分別是缺陷1和缺陷a，缺陷2和缺陷b，缺陷3和缺陷d，缺陷4和缺陷e，缺陷5和缺陷f，缺陷6和缺陷g。對(duì)于第2次檢測(cè)到的缺陷c，其相對(duì)里程與第1次檢測(cè)到的所有缺陷接近程度都不是很好，故選擇與其位置最相近的缺陷2和缺陷3進(jìn)行分別比對(duì)，因此又確定2個(gè)比對(duì)組，即缺陷2和缺陷c，缺陷3和缺陷c，8個(gè)比對(duì)組，比對(duì)結(jié)果見表9和表10。

表8　關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊情況表

表9　首次6個(gè)比對(duì)組的比對(duì)情況表

注：所有差值計(jì)算均由第2次檢測(cè)數(shù)值減去第1次檢測(cè)數(shù)值。

表10　第2次檢測(cè)到的缺陷c的比對(duì)情況

由表9可見，如果從位置參數(shù)看來，各組缺陷絕對(duì)里程差值在1.547～1.574 m，相對(duì)里程差值最大不超過21 mm，時(shí)鐘方位差值最大為18 min，換算成角度值為9°。從特征參數(shù)看來，除缺陷1和缺陷a組以外，其余5組缺陷的尺寸在第2次檢測(cè)時(shí)均或多或少有所增加，符合腐蝕缺陷隨時(shí)間發(fā)展的特性，進(jìn)而驗(yàn)證了每組的2個(gè)缺陷數(shù)據(jù)均指向同一缺陷。對(duì)于缺陷1和缺陷a，由比對(duì)發(fā)現(xiàn)其長(zhǎng)度和深度在第2次檢測(cè)時(shí)反而有所減少，從腐蝕發(fā)展的角度這是不可能的，但是考慮到檢測(cè)儀器的精度和數(shù)據(jù)讀取的誤差及其他偶然因素，認(rèn)為這種情況是存在的，綜合考慮位置參數(shù)，認(rèn)為這2個(gè)數(shù)據(jù)亦指向同一缺陷。由此，經(jīng)過比對(duì)可以肯定的說第1次檢測(cè)到的6個(gè)缺陷在第2次檢測(cè)時(shí)均有檢出。

由表10的2組對(duì)比看出，缺陷2和c的相對(duì)里程相差102 mm，時(shí)鐘方位差5 h 44 min，換算成角度為172°，所以可以肯定這2個(gè)缺陷不是同一缺陷；對(duì)于缺陷3和缺陷c，時(shí)鐘方位相差171°，單從這一項(xiàng)參數(shù)即排除是同一缺陷的可能性，因此第2次檢測(cè)到的缺陷c與第一次檢測(cè)到的缺陷均不吻合，判定為新增缺陷。

因此，經(jīng)過對(duì)該管段2輪內(nèi)檢測(cè)缺陷數(shù)據(jù)的比對(duì)，發(fā)現(xiàn)：

1) 第1次檢測(cè)到的6個(gè)缺陷在第2次檢測(cè)時(shí)均被檢出，檢出率100%，且6個(gè)缺陷中有5個(gè)缺陷在深度方向上的尺寸均有所增加，據(jù)此可以預(yù)測(cè)缺陷沿壁厚方向的腐蝕發(fā)展情況，為剩余壽命的預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

2) 在第2次檢測(cè)時(shí)檢出新增缺陷1個(gè)，其相對(duì)里程為6.374 m，時(shí)鐘方位為09：10。

3) 從2輪檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比還發(fā)現(xiàn)，該管段的大部分缺陷位于管段中間位置，即相對(duì)里程6.2～6.5 m，而新增缺陷也位于該范圍內(nèi)，這說明該管段中間位置為腐蝕敏感區(qū)域，需加強(qiáng)對(duì)中間位置的腐蝕監(jiān)測(cè)。

4結(jié)論

1) 通過對(duì)漏磁內(nèi)檢測(cè)報(bào)告中缺陷數(shù)據(jù)參數(shù)的分析，認(rèn)為在關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)齊的前提下，2輪缺陷數(shù)據(jù)比對(duì)的關(guān)鍵因素分別是相對(duì)里程、時(shí)鐘方位和表面位置，如果這3個(gè)因素吻合度較好，則基本可以判定為同一缺陷。

2) 對(duì)于2輪檢測(cè)數(shù)據(jù)來說，缺陷的尺寸特征參數(shù)在比對(duì)中不起決定作用，但是起輔助參考作用，即使后一次檢測(cè)的尺寸比前一次檢測(cè)的尺寸有所減少，不符合腐蝕發(fā)展的特點(diǎn)，但是如果其位置參數(shù)吻合度較好，則仍然可以判定為同一缺陷，因?yàn)槿毕莩叽鐢?shù)據(jù)還受檢測(cè)儀器的精度和偶然誤差等的影響。

3) 對(duì)于比對(duì)案例而言，2輪缺陷的相對(duì)里程差值最大2.1 cm，時(shí)鐘方位差值不超過10°，總體來說位置參數(shù)的吻合度很好。如果2輪檢測(cè)由不同的承包商實(shí)施，這2個(gè)參數(shù)的差值可能要更大一些，但是不能因?yàn)椴钪瞪源缶团懦錇橥蝗毕莸目赡苄?，一定要結(jié)合其他參數(shù)進(jìn)一步分析判定。

4) 對(duì)于來自不同檢測(cè)公司檢測(cè)報(bào)告的數(shù)據(jù)比對(duì)，還需要后續(xù)仔細(xì)研究和分析，找到合適的比對(duì)方法、合理的差值控制范圍等。

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Comparison Method of Two Magnetic Flux Leakage Inspection Data of Submarine Pipeline

WANG Dan-dan1, LIN Xiao2, LUO Xiu-yuan1, ZHAN Yan-hong1

(1 CNOOC Energy Development Equipment Technology Co. Ltd., Tianjin 300452, China;2 CNOOC China Limited-Pengbo Operating Company, Tianjin 300452, China)

Abstract:The parameters in the report of submarine pipeline magnetic flux leakage inspection are analyzed. A comparison method is proposed, under the premise of key point alignment, the relative distance, clock orientation and surface location are the core factors of comparison. The comparison method is used in a submarine pipeline two inspection data, and the results show that under the key point alignment premise, once the three parameters match well, it is judged to be the same defect, even if the defect characteristic parameters (length, width and relative depth) do not comply with the law of corrosion development.

Key words:submarine pipeline; magnetic flux leakage inspection; two times; comparison; location parameter; key point

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2016.03.028

收稿日期：2015-11-05

第一作者簡(jiǎn)介：王丹丹(1982—)，女，碩士，工程師 E-mail:wangdd3@cnooc.com.cn

中圖分類號(hào)：U664.84

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-7953(2016)03-0122-06

修回日期：2015-11-27

研究方向:海底管道檢測(cè)缺陷、風(fēng)險(xiǎn)及完整性評(píng)價(jià)