漏磁內(nèi)檢測技術(shù)在成品油管道盜油孔排查中的應(yīng)用

曾奕

（國家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司華中分公司，湖北 武漢 430000）

社會上一些不法分子為謀取暴利，頻繁地在埋地輸油管道上打盜油孔，儼然已經(jīng)成為管道安全生產(chǎn)的重大安全隱患，這種行為會造成石油漏油，漏油會給漏油點(diǎn)周圍的農(nóng)田以及環(huán)境帶來很嚴(yán)重的污染。對于這種危害不僅會對石油的生產(chǎn)與輸油造成影響，還會給國家、企業(yè)與人民都帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以，為了能夠?qū)斢凸艿赖膲勖约鞍踩\(yùn)營提供保障，并且對于輸油損失也能夠盡量減少，管道運(yùn)營商在運(yùn)用法律法規(guī)對抗不法分子時，還在努力尋找準(zhǔn)確有效的盜油孔檢測技術(shù)手段。

采用管道外防腐層破損點(diǎn)檢測方法可以找到一些盜油孔，但是，此方法是建立在將所有外防腐破損點(diǎn)進(jìn)行開挖的基礎(chǔ)上，所以此方法可靠性低，一些無法開挖的地方就無法判別；采用傳統(tǒng)的壓差法和聲波輻射法漏報率較高，在盜油者了解其防盜原理后，極易對這種方式進(jìn)行破解。漏磁內(nèi)檢測技術(shù)在目前的管道內(nèi)檢測技術(shù)中，是應(yīng)用最廣泛的一種技術(shù)，主要是因?yàn)檫@種技術(shù)對管道內(nèi)部運(yùn)行的環(huán)境要求不高，并且能夠適應(yīng)各種輸油、輸氣管線。漏磁內(nèi)檢測技術(shù)不僅可以準(zhǔn)確識別盜油孔，而且還能準(zhǔn)確給出盜油孔位置、尺寸大小和鐘點(diǎn)方向，為大管道運(yùn)營商在最短時間內(nèi)準(zhǔn)確找到所有盜油孔并及時消除它們帶來的安全隱患提供了有力保障。

1 盜油孔的類型

盜油孔的類型主要有4種：（1）抱箍式。這種類型是運(yùn)用大規(guī)格的扁鋼，制造成環(huán)形管卡狀的盜油裝置，然后在扁鋼上進(jìn)行短節(jié)焊接，在短節(jié)上有螺紋，在螺紋處連接并安裝盜油閥門，再利用鉛塊作為閥門的密封，將環(huán)形管卡狀裝置兩端的螺絲進(jìn)行擰緊，所有的工作完成后再打孔盜油。（2）鋼釬式。這種類型的盜油孔是利用較粗，但是有一定長度的無縫鋼管制成，運(yùn)用無縫鋼管制作成一個帶錐度的鋼釬，然后在錐頭側(cè)面進(jìn)行開孔，在釬尾的部分安裝一旁通閥，然后在管道上用特制鉆頭開一個未穿透孔，最后將鋼釬利用機(jī)械外力，打入管道以此進(jìn)行盜油。（3）焊接式。將一短管焊接在挖開的管道上，然后將一個鉆孔控制閥門安裝在這個短管上，最后使有一定長度的高壓非金屬軟管，安裝在鉆孔控制閥上，另外，在軟管的末端放置一個放油控制閥，使控制閥常開，以此來進(jìn)行盜油。（4）黏接式。將盜油閥通過墊板直接黏接在管道上再打孔盜油。

其中，焊接式是目前盜油孔主要采用方式，如圖1所示。其特點(diǎn)是管道本體上有一個通孔，屬于金屬損失，其次，通孔周圍是外接金屬物（短管或閥體），屬于金屬增加，而且其直徑較小，一般位于管道12點(diǎn)鐘方向。

2 漏磁內(nèi)檢測的技術(shù)原理

漏磁內(nèi)檢器是通過永久磁鐵將鋼刷放入管道，利用鋼刷使管道的管壁能夠飽和磁化，再與被測的管道壁形成磁回路，在管道內(nèi)壁沒有任何問題時，磁力線將控在管壁中，幾乎沒有磁力線穿出，探頭拾取不到任何信號。但是，一旦管壁出現(xiàn)任何問題時，一部分磁力線就會迅速穿出管壁，導(dǎo)致管壁漏磁，如圖2所示就是漏磁內(nèi)檢技術(shù)的原理圖，在有缺陷時一旦漏磁，探頭就會拾取漏磁信號，通過漏磁信號辨別出缺陷的位置、大小以及方向。

圖2 漏磁檢測的原理圖

3 盜油孔漏磁信號特征

通過牽拉試驗(yàn)，可以準(zhǔn)確判斷盜油孔的漏磁信號特征，因此，在一根管徑219管道上，模擬盜油孔特征，做了4個模擬盜油孔（如圖3所示），其對應(yīng)的Y軸漏磁信號特征如圖4所示，可以看出，Y軸信號特征呈“M”型，即先增大后減小再增大，這是因?yàn)楸I油孔一般是一根鋼管短節(jié)或一個小球閥，其中心是空心的，但是管體或閥體是焊接在主管道上的，因此，其漏磁信號特征分為兩個部分：一部分是由于外部的金屬對其增加信號，其實(shí)際的特征是外部的短管管體或者外部閥體；另一部分是由于內(nèi)部的金屬損失形成的信號，其實(shí)際特征是管道內(nèi)部的通孔，而且整個特征近似呈圓形，而且直徑較小，一般位于管道12點(diǎn)鐘方向。

4 應(yīng)用案例

某成品油管道于2007年9月投產(chǎn)，管道長度約5km，管道規(guī)格為219×7mm，設(shè)計壓力2.5MPa，管道為20#無縫鋼管，特加強(qiáng)瀝青防腐，現(xiàn)輸量為1150m3/d，管道首端溫度為53℃，外輸泵壓0.8MPa，末端溫度42℃。目前，該條管線沿途打孔盜油現(xiàn)場嚴(yán)重，且管道全程地處敏感區(qū)域，部分管道跨越青靜黃河，一區(qū)二組至末端地處古貝殼保護(hù)區(qū)，全程農(nóng)田、溝渠，一旦發(fā)生泄漏，不僅會造成較大的污染，而且會造成嚴(yán)重惡劣的社會影響。

4.1 檢測方法及步驟

4.1.1 踏勘設(shè)標(biāo)

踏勘設(shè)標(biāo)主要為后續(xù)工作做準(zhǔn)備，主要施工方法如下：（1）跟蹤設(shè)標(biāo)點(diǎn)主要設(shè)置的位置應(yīng)在閥室，大型穿越與跨越，大落差等重要的位置，要注意的是跟蹤設(shè)標(biāo)點(diǎn)間距不能大于1km。（2）對于跟蹤設(shè)標(biāo)點(diǎn)的設(shè)置位置，應(yīng)盡量在“三樁一牌”的周圍，并且一定要避開高壓線、火車道等這些對信號干擾較大的位置。（3）跟蹤設(shè)標(biāo)點(diǎn)在進(jìn)行安置時，要選擇埋深小于3m的位置，或者在管道裸露的位置進(jìn)行安裝，這樣能夠保障檢測精度，并且能夠提高施工質(zhì)量。（4）為了后期能夠結(jié)合記錄，選擇更加合適的跟蹤設(shè)標(biāo)位置，現(xiàn)場踏勘人員就要對沿線進(jìn)行認(rèn)真勘察，還要對周圍的地理環(huán)境、水文地質(zhì)條件、路況做好詳細(xì)的記錄。（5）對于每個設(shè)標(biāo)點(diǎn)都要通過尋管儀進(jìn)行測量并記錄，主要記錄的是設(shè)標(biāo)點(diǎn)相對里程樁的前后、左右距離，并且對所有設(shè)標(biāo)點(diǎn)都要進(jìn)行統(tǒng)一編號。

4.1.2 安裝臨時收發(fā)球筒等

原有的收發(fā)球筒尺寸不能滿足內(nèi)檢測的要求，因此，現(xiàn)場需要安裝臨時收發(fā)球筒、儲氣罐和空壓機(jī)等，同時，由于管線存在卡堵風(fēng)險，為了應(yīng)對卡堵時需要很大的壓差，所以采用空壓機(jī)發(fā)球方案，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，管道內(nèi)建立1MPa背壓。

4.1.3 清管作業(yè)

（1）清管器的投運(yùn)類型及清洗次數(shù)。清管器要以循序漸進(jìn)和安全穩(wěn)健的原則進(jìn)行操作，以此避免清管過程中，一次清理過多的雜質(zhì)，導(dǎo)致因雜質(zhì)太多無法處理。清管器發(fā)送類型及次數(shù)，如表1所示，對清管器的發(fā)送順序要按照清管器的類型與能力，以逐漸遞增的形式進(jìn)行發(fā)送，循序漸進(jìn)地清除管內(nèi)雜質(zhì)。

表1 清管器發(fā)送次序及數(shù)量

（2）清管器收發(fā)流程。①開發(fā)球筒上盲板，把清管器/檢測器送入發(fā)球筒大小頭處，并在大小頭處塞緊。②查密封圈并關(guān)閉發(fā)球筒盲板。③關(guān)閉發(fā)球筒上2#放空閥。④打開發(fā)球筒上1#旁通閥，打開2臺空壓機(jī)，向發(fā)球筒內(nèi)充氣，同時平衡發(fā)球筒與干線壓力（管線背壓為1MPa），可以防止清管器/檢測器撞擊3#干線閥門。⑤全開發(fā)球筒上3#干線閥。⑥打開收球筒上的1#主閥和2#電動閥，發(fā)送清管器/檢測器。⑦等到用地面接收裝置確認(rèn)清管器/檢測器到達(dá)收球筒后，關(guān)閉發(fā)球筒上3#干 線閥，關(guān)閉收球筒上1#主閥，關(guān)閉所有空壓機(jī)。并打開發(fā)球筒上2#放空閥，將發(fā)球筒內(nèi)壓力釋放至零，全開收球筒上2#電動閥，將收球筒內(nèi)壓力也釋放為零。⑧打開收球筒上盲板，清除收球筒內(nèi)雜質(zhì)并取出清管器/檢測器。⑨清洗和檢查密封圈后關(guān)閉收球筒上盲板。

4.1.4 變形檢測作業(yè)

（1）發(fā)送前仔細(xì)檢查檢測器的工作狀態(tài)完好，主要檢查設(shè)備是機(jī)械、電子部分、配套設(shè)備等。（2）對于變形檢測器的發(fā)送、接收流程同清管器收發(fā)流程。（3）變形檢測器的運(yùn)行跟蹤過程中，一定要將現(xiàn)場情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，并且記錄到《變形檢測器跟蹤記錄表》中。（4）在檢查中變形檢測器對信號接收后，一定要對檢測器的探頭、連線進(jìn)行仔細(xì)檢查，看是否存在損傷。檢測結(jié)束后，讓現(xiàn)場技術(shù)人員打開記錄儀艙蓋，并且一定要按規(guī)則操作結(jié)束記錄檢測狀態(tài)。然后讀取記錄儀數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)初步判斷其質(zhì)量，最后將詳細(xì)數(shù)據(jù)記錄在《變形檢測器調(diào)試記錄表》《變形檢測信息表》中。（5）在變形檢測完成后，數(shù)據(jù)分析工程師就要將管線資料、標(biāo)定數(shù)據(jù)、主數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理。在收集整理時，數(shù)據(jù)分析工程師要對檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量和管線資料的完整性進(jìn)行仔細(xì)驗(yàn)收，并將數(shù)據(jù)仔細(xì)填寫在《數(shù)據(jù)驗(yàn)收檢查表》中。（6）在變形檢測作業(yè)完成后，將《變形檢測數(shù)據(jù)初始報告》在15個工作日內(nèi)提交，這樣能夠及時地發(fā)現(xiàn)檢測線對漏磁檢測器通過的超限變形點(diǎn)是否存在影響。另外，要將大于等于管道外徑5%的變形與橢圓度缺陷信息在初始報告中進(jìn)行提交。

4.1.5 漏磁檢測作業(yè)

（1）在現(xiàn)場工作中，要將信息數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄在《漏磁檢測器跟蹤記錄表》《漏磁檢測器調(diào)試記錄表》《漏磁檢測信息表》中，主要記錄的數(shù)據(jù)包括漏磁檢測器的準(zhǔn)備、發(fā)送、跟蹤、接收、數(shù)據(jù)的讀取、數(shù)據(jù)移交等各方面的數(shù)據(jù)。（2）在漏磁檢測完成后，將壁厚損失大于管道正常壁厚50%以上的金屬損失點(diǎn)的相關(guān)信息，在檢測后15個工作日內(nèi)，提交到《漏磁檢測初始報告》中。建議業(yè)主對于這些缺陷點(diǎn)進(jìn)行及時開挖驗(yàn)證和維修。

4.1.6 開挖驗(yàn)證

（1）開挖驗(yàn)證是指選擇開挖點(diǎn)，對其進(jìn)行地面定位并進(jìn)行驗(yàn)證，針對開挖點(diǎn)的選擇要通過《內(nèi)檢測數(shù)據(jù)初始報告》中的開挖點(diǎn)信息來判斷位置。（2）詳細(xì)注明缺陷的名稱及尺寸大小、壁厚、螺距、參考樁號、氣流方向。（3）對開挖點(diǎn)每個缺陷點(diǎn)都應(yīng)配有實(shí)際照片，主要是對測量結(jié)果、精度符合程度、腐蝕問題、開挖過程等每個過程都要進(jìn)行詳細(xì)記錄拍照。

4.2 檢測結(jié)果

本次漏磁內(nèi)檢測共發(fā)現(xiàn)缺陷特征952處：金屬損失900處、盜油孔9處、環(huán)焊縫異常33處、補(bǔ)疤9處、凹陷1處，并對所有盜油孔進(jìn)行了開挖驗(yàn)證，以下是其中兩處盜油孔磁力線圖和開挖照片。根據(jù)牽拉試驗(yàn)的結(jié)論，磁力線Y軸上有“M”型，應(yīng)該是盜油孔，結(jié)果開挖驗(yàn)證準(zhǔn)確率達(dá)100%，而且尺寸大小和鐘點(diǎn)方向都與檢測結(jié)果吻合，說明漏磁檢測技術(shù)可以準(zhǔn)確找到盜油孔的位置，而且還可以準(zhǔn)確給出盜油孔尺寸和鐘點(diǎn)方向。

5 結(jié)語

通過牽拉試驗(yàn)可知，盜油孔的Y軸漏磁信號特征呈“M”型，并分析了其呈“M”型的原因，同時成功將其應(yīng)用于成品油管道盜油孔排查中。文中詳細(xì)介紹了漏磁內(nèi)檢測的步驟，同時開挖驗(yàn)證結(jié)果表明漏磁內(nèi)檢測技術(shù)不僅可以準(zhǔn)確找到盜油孔的位置，而且還可以準(zhǔn)確給出盜油孔尺寸和鐘點(diǎn)方向，為管道運(yùn)營商及時消除了安全生產(chǎn)的重大安全隱患，挽回了重大的經(jīng)濟(jì)損失，提高了管道完整性管理水平。