漏磁檢測技術(shù)在凈化油輸送管道中的應(yīng)用分析

潘興辰 楊飛 姚杰

摘要：在工業(yè)生產(chǎn)中，漏磁檢測法因其快速、準(zhǔn)確的特性常應(yīng)用于長輸管道的檢驗(yàn)中。在運(yùn)行過程中里程輪記錄到達(dá)缺陷的里程信息，地面標(biāo)記系統(tǒng)記錄到達(dá)該位置的準(zhǔn)確時間，可以確定管道異常缺陷信息及相關(guān)管道附件的尺寸以及精確位置。以某油田凈化油輸油管道內(nèi)檢測為例，敘述漏磁檢測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，從出具的被檢管道的各種缺陷數(shù)據(jù)，直觀判斷被檢管道的安全使用性能，為推進(jìn)漏磁檢測技術(shù)在油氣管道檢測中的應(yīng)用提供案例支撐以及技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：管道內(nèi)檢測;無損檢測;長輸管道;漏磁檢測;剩余強(qiáng)度評價

引言：

在石油天然氣行業(yè)中，管道長持續(xù)運(yùn)行情況下，其材質(zhì)、運(yùn)輸介質(zhì)以及其他外力因素會對管道內(nèi)外產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷。漏磁檢測法常被用于管道內(nèi)檢測，該方法可以幫助工作人員快速掌握管道的使用情況，降低生產(chǎn)成本，對實(shí)際的生產(chǎn)活動起到積極作用。

1.無損檢測的類型

常見的無損檢測方法包括超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測、漏磁檢測等。

與其他無損檢測方法相比，漏磁檢測器可以快速、準(zhǔn)確地檢測出管道缺陷和彎頭等特殊部件，以及管道防腐層損傷點(diǎn)的位置和大小，且不損傷地面覆蓋物。漏磁檢測技術(shù)因其快速、準(zhǔn)確的特性，目前被廣泛應(yīng)用于長輸管道的檢測[1]。

2.漏磁檢測系統(tǒng)原理簡介

漏磁檢測設(shè)備可以實(shí)時的記錄檢測數(shù)據(jù)，識別腐蝕缺陷、坑狀缺陷、盜油孔、補(bǔ)丁等異常缺陷，閥門、三通等管道附件。通過里程輪記錄到達(dá)缺陷的里程信息，地面標(biāo)記系統(tǒng)記錄到達(dá)該位置的準(zhǔn)確時間，確定管道異常缺陷信息。其工作原理是利用永磁體對管道壁進(jìn)行飽和磁化，與被測管壁形成磁回路。當(dāng)管壁無缺陷時，磁力線密閉在管壁之內(nèi);當(dāng)管壁存在缺陷，磁力線會穿出管壁產(chǎn)生漏磁信號。

3.漏磁檢測技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用及分析

本節(jié)以某油田凈化油輸油管道檢測為例，敘述漏磁檢測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況。此條凈化油輸送管道于2011年10月建成投產(chǎn)使用，總長度為26.4公里，材質(zhì)為L290直縫管，管徑323.9mm，壁厚7.1mm（定向鉆處管道壁厚為9.5mm），最小彎頭5D，設(shè)計壓力4MPa，運(yùn)行壓力0.47Mpa。該管道沿國道沿線鋪設(shè)，地形復(fù)雜，途徑河流、主要等級公路，且該管道全線途徑敏感區(qū)。此次管道內(nèi)檢測工作主要分為三大步驟：清管、變形檢測、高清漏磁檢測。

首先，依次下放泡沫清管器、測徑清管器、磁力鋼刷清管器、幾何檢測器。

泡沫清管器主要目的是驗(yàn)證管道是否保持通暢。測徑清管器攜帶有測徑板，初步預(yù)估管道的形變量。通過測量回收的測徑板，初步估算形變量為11.5%，小于15%的管道變形量上限，允許進(jìn)行下一步投放。磁力鋼刷清管器主要負(fù)責(zé)清除管壁上頑固雜質(zhì)，管道中的鐵屑，避免影響后續(xù)漏磁檢測的數(shù)據(jù)。根據(jù)初步測量計算，皮碗磨損量25%在磨損量范圍內(nèi)，清除淤泥約10公斤，且含有泥塊。

最后使用幾何檢測器對管道進(jìn)行幾何變形檢測，得出管道實(shí)際的幾何變形量。經(jīng)過幾何變形檢測器的探查，本次共檢測到凹陷30處、環(huán)焊縫2389處、閥門3處、三通2處、彎頭107處、斜接17處、其它1處。

由于此次變形檢測器仍清理出較多雜質(zhì)，因此，又重新發(fā)射了鋼刷磁力清管器。根據(jù)管道內(nèi)部壓力以及流量的變化，以及鋼刷外部直觀的變化，判斷管道內(nèi)壁基本已經(jīng)清理干凈。最后下放漏磁檢測裝置。

檢測發(fā)現(xiàn)管道特征9588處，檢測到缺陷（特征）7056處，其中金屬損失7006處，凹陷30處，其中外部金屬損失149處，內(nèi)部金屬損失6857處，最深點(diǎn)金屬損失1處，深度為53%t，該段管線存在的主要缺陷類型為金屬損失，占缺陷總數(shù)99%。從數(shù)據(jù)中可以分析出該段管線金屬損失長度大多分布在60mm以下，寬度大多分布在100mm以下，深度大多分布在10mm以下。管道基礎(chǔ)特征2503處：其中環(huán)焊縫2389處，環(huán)焊縫異常點(diǎn)20處、彎頭107處、閥門3處、法蘭2處、三通2處。焊縫異常在11-14公里處較為集中。除此之外，檢測到其他特征49處：其中未知物2處、其它14處（開孔7處、疑似磁標(biāo)記2處、疑似修復(fù)1處、環(huán)向一周減薄3處、環(huán)向一周增厚1處）、外部支墩3處、套管30處。

4.開挖驗(yàn)證

管道剩余強(qiáng)度評價主要依據(jù)金屬損失長度和金屬損失深度，通過管道剩余強(qiáng)度評價來獲得缺陷處最大安全壓力。當(dāng)缺陷處最大安全工作壓力大于管道最大允許操作壓力時，缺陷不需要維修;反之則缺陷需立即維修。本次管道剩余強(qiáng)度評價使用《Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines B31G-2012（R2017）》中方法[2]。ERF表示預(yù)估維修因子，是判斷剩余強(qiáng)度評價后的缺陷是否需要立即維修及缺陷的嚴(yán)重程度的依據(jù)。值為管道最大允許操作壓力（MAOP）與利用評價方法計算得到的缺陷處的安全操作壓力（ps）的比值。漏磁內(nèi)檢測金屬損失處的壓力曲線圖如圖1所示。

通過計算，金屬損失處的ERF值為0.3973至0.8452之間，因此，在最大允許操作壓力4MPa下，無金屬損失點(diǎn)需要立即維修。根據(jù)漏磁檢測的數(shù)據(jù)分析，分別選取了兩個點(diǎn)進(jìn)行開挖驗(yàn)證。

第一個開挖點(diǎn)：金屬損失-凹陷。里程米數(shù)：5155.293m;數(shù)據(jù)定位點(diǎn)：20.5m;實(shí)際測量定位點(diǎn)：19.1m;鐘點(diǎn)方向：2點(diǎn)、測量腐蝕面積：21×99mm。

第二個開挖點(diǎn)：金屬損失-腐蝕。里程米數(shù)：5565.594m、數(shù)據(jù)定位點(diǎn)：430.8m;實(shí)際測量定位點(diǎn)：428.4m;鐘點(diǎn)方向：3點(diǎn);腐蝕面積：49×101mm。

5.結(jié)論

此次檢測工作的順利完成，直觀出具了被檢管道的缺陷數(shù)據(jù)，判斷了被檢管道的安全使用性能，保障了被檢方的安全生產(chǎn)，但是在檢測過程中仍存在一些不足。例如，在跟蹤定位過程中出現(xiàn)信號短暫缺失情況以及人工處理數(shù)據(jù)時間長且容易產(chǎn)生人為誤差。今后主要對提高跟蹤精確度以及數(shù)據(jù)處理速度與精度方面進(jìn)一步深入研究，不斷推進(jìn)漏磁檢測技術(shù)在油氣管道檢測中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]林俊明， 張開良， 林發(fā)炳等.長輸油氣管道的無損檢測[J].無損檢測，2019，41（09）：44-47+52.

[2]劉海峰， 王毅輝. 在役油氣壓力管道腐蝕剩余強(qiáng)度評價方法探討[J].天然氣工業(yè)，2001，（06）：90-92+121。