石油管道內(nèi)缺陷無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀

【摘要】輸油管道在運行的過程中，很容易出現(xiàn)各類缺陷問題，如果說不能及時地處理這些缺陷，就容易引起管道內(nèi)部的安全問題，所以做好缺陷的無損檢測工作是非常重要的。本文主要探討了所有管道內(nèi)缺陷無損檢測技術(shù)的具體方法，以及如何更好地運用這些技術(shù)，提出了今后的應(yīng)用要求和未來的發(fā)展趨勢，供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】石油管道；缺陷；無損檢測技術(shù)

在石油管道缺陷的檢測過程中，采取何種檢測方法，直接會影響檢測的準確性和效果，當前比較多使用的是無損檢測技術(shù)，因為它具有諸多優(yōu)勢，可以更加準確地檢測出所有管道內(nèi)的缺陷問題，以便于我們更好的進行處理。

1、管道內(nèi)檢測技術(shù)最新研究

石油及天然氣是當前存在能源的重要形式之一，遠距離運輸多是通過管道來實現(xiàn)。但是由于年久失修、磨損、腐蝕或者意外損傷等原因造成的管道泄漏事件頻繁發(fā)生，既帶來了經(jīng)濟損失，也造成嚴重污染，對人身健康帶來嚴重威脅。因此，加強對油氣管道的泄漏檢測和腐蝕程度檢測等，可有效抑制管道泄漏、評估管道壽命，確保油氣管道的正常工作。

傳統(tǒng)的油氣管道缺陷無損檢測多是外部監(jiān)測形式，僅對管道的腐蝕情況有粗略了解，而對管道內(nèi)部失效狀況的判斷卻效果不佳。通過檢測儀器對油氣管道內(nèi)部實現(xiàn)檢測是近年來發(fā)展的先進技術(shù)。管道內(nèi)部檢測主要是將檢測儀器投放到管道內(nèi)部，并利用壓差隨管道內(nèi)的介質(zhì)自動運行，對管道金屬壁厚信息進行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過計算機分析處理后提供一套完整的數(shù)據(jù)，描述管道內(nèi)外壁金屬損失的狀態(tài)。這種管道內(nèi)檢測手段能獲得準確數(shù)據(jù)，便于觀察，可了解管道內(nèi)的腐蝕程度、評估管道壽命、制定管道維修計劃，實現(xiàn)管道的完整性管理。

1.1漏磁檢測技術(shù)

智能清管器已被廣泛應(yīng)用于長距離輸氣管道的內(nèi)檢測中。其中漏磁式智能清管器在檢測領(lǐng)域中占到很大份額，這種清管器采用漏磁檢測技術(shù)進行腐蝕缺陷的檢測和表征。

漏磁檢測技術(shù)建立在鐵磁性材料的高磁導率特性上。檢測過程中，管壁被充分磁化，當管道內(nèi)壁有腐蝕缺陷或其他異常出現(xiàn)時，磁通量會從管壁泄漏出來，然后被傳感器檢測到。泄漏的磁通量是金屬材料中磁場飽和度的函數(shù)，這取決于管壁厚度的大小。當鋼管中無缺陷時，磁通量絕大部分通過鋼管，此時磁力線分布均勻；當鋼管內(nèi)部有缺陷時，磁力線發(fā)生彎曲，且部分磁通量漏出鋼管表面，檢測被磁化鋼管表面逸出的漏磁通，可判斷是否存在缺陷，通過分析傳感器檢測的結(jié)果，可得到缺陷的相關(guān)信息。此方法在小口徑及厚壁的管道使用中受限。改進的內(nèi)腐蝕檢測傳感器（ICS），它基于“磁場擾動”的技術(shù)，測量管壁小面積內(nèi)的直接磁響應(yīng)，而不必要求管壁材料達到磁飽和。因此ICS的檢測效果不受管壁厚度的影響。傳統(tǒng)的漏磁檢測需要對檢測中產(chǎn)生的復(fù)雜信號進行解釋，而此種方法只需要檢測缺陷中心最小信號強度即可分析缺陷深度，缺陷的長度也可通過信號直接測量，優(yōu)勢是明顯的：具有一個內(nèi)在的絕對誤差，檢測過程是在磁場的線性變化區(qū)域內(nèi)進行，檢測對象不需要較高的抗磁性，可以從檢測到的磁場反映中直接表征缺陷的幾何形狀。

1.2超聲波檢測技術(shù)

1.2.1統(tǒng)脈沖超聲波檢測

此檢測方法也叫做壓電超聲檢測。檢測時，通過垂直于管道的超聲波探頭，發(fā)射超聲波脈沖信號，比較管內(nèi)表面和外表面兩次脈沖反射波之間的脈沖間距，反映出管壁壁厚，從而檢測到管壁是否受到腐蝕及腐蝕程度大小。

超聲波檢測可以直接對管道蝕坑深度、大小、位置進行檢測，檢測結(jié)果可以作為計算管道最大輸送壓力的計算依據(jù)。對厚壁管、大口徑管道的檢測適應(yīng)性強，并對管道的應(yīng)力腐蝕開裂和材料內(nèi)缺陷的檢測有較高精度。由于聲波的傳播需要介質(zhì)，因此在實際檢測應(yīng)用中，探頭與管壁間需要有油、水等聲波的傳播介質(zhì)作為連續(xù)的耦合劑。所以，在輸油管道中壓電超聲波檢測被廣泛應(yīng)用，而在聲波衰減較快的輸氣管道上，超聲波檢測應(yīng)用受限。

1.2.2超聲導波檢測

超聲導波檢測采用低頻扭曲波或縱波，超聲導波可以在較遠的距離上傳播而信號衰減很小，因此管道不開挖狀態(tài)下在一個位置固定脈沖回波陣列就可做大范圍的檢測。電磁超聲檢測技術(shù)即渦流-聲檢測技術(shù)，作為超聲導波的一種激勵方式，是超聲檢測發(fā)展中的前沿技術(shù)之一，屬非接觸超聲檢測。通過在試件中震蕩激發(fā)出不同形式的超聲波，實現(xiàn)快速檢測。

當通有高頻電流的激勵線圈靠近金屬管道時，金屬管道表層會感生出高頻渦流。電磁鐵在金屬管道附近產(chǎn)生一個強磁場，渦流在強磁場作用下使管道中的帶電粒子產(chǎn)生高頻的力。這是一個高頻機械振動的力，能夠在試件中傳播，即產(chǎn)生超聲波，此過程可逆。從管道內(nèi)缺陷部位反射回來的超聲波在外加磁場的作用下形成渦流，渦流產(chǎn)生的磁場使得線圈兩端電壓發(fā)生變化，通過檢測分析電壓信號，可以對腐蝕缺陷進行定位與分級。

2、未來無損檢測技術(shù)的發(fā)展方向

智能NDT和信息化NDT的一個直接結(jié)果是讓探傷（無損檢測）“變得更加簡單”。儀器生產(chǎn)廠家必須要有精品意識，有條件的話，需要努力在高端產(chǎn)品和高附加值產(chǎn)品中占據(jù)重要位置。國外的一些主要儀器生產(chǎn)廠家經(jīng)過兼并、重組已出現(xiàn)一些具有高度競爭力的品牌效應(yīng)。困擾我國無損檢測儀器市場的一個主要問題仍然是小而分散，重復(fù)產(chǎn)品居多，加上在研、發(fā)方面的投入不足，在高端市場、高附加值產(chǎn)品和技術(shù)方面（成像檢測設(shè)備、大型自動化檢測設(shè)備），國外產(chǎn)品仍具有十分明顯的優(yōu)勢。未來對新能源的需求會更加迫切。在大力發(fā)展水力發(fā)電的同時，需要發(fā)展風力發(fā)電和核電工業(yè)。因此，在風力發(fā)電汽輪機葉片、變速箱、轉(zhuǎn)子輪轂和電氣設(shè)備的無損檢測和監(jiān)測方面將面臨挑戰(zhàn)。太陽能電池具有非常大的發(fā)展?jié)摿?，目前即?yīng)當重視對PV材料的NDT，這可能需要研究微米級材料的檢測技術(shù)

結(jié)語：

綜上所述，石油管道內(nèi)的缺陷無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了石油管道的管理效果，通過缺陷無損檢測技術(shù)，我們可以第一時間發(fā)現(xiàn)石油管道內(nèi)部的缺陷問題，并采取有針對性的措施進行處理，確保所有管道能夠安全運行。

參考文獻：

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