國內(nèi)油氣長輸管道檢測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

　管道內(nèi)檢測技術(shù)
　　管道內(nèi)檢測技術(shù)是將各種無損檢測（NDT）設(shè)備加在島清管器（PIG）上，將原來用作清掃的非智能改為有信息采集、處理、存儲等功能的智能型管道缺陷檢測器（SMART PIG），通過清管器在管道內(nèi)的運動，達到檢測管道缺陷的目的。早在1965年美國Tuboscopc公司就已將漏磁通（MFL）無損檢測（NDT）技術(shù)成功地應(yīng)用于油氣長輸管道的內(nèi)檢測，緊接著其他的無損內(nèi)檢測技術(shù)也相繼產(chǎn)生，并在嘗試中發(fā)現(xiàn)其廣泛的應(yīng)用前景。
　　目前國外較有名的監(jiān)測公司由美國的Tuboscopc GE PII、英國的British Gas、德國的Pipetronix、加拿大的Corrpro，且其產(chǎn)品已基本上達到了系列化和多樣化。內(nèi)檢測器按功能可分為用于檢測管道幾何變形的測徑儀、用于管道泄漏檢測儀、用于對因腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷檢測的漏磁通檢測器、用于裂紋類平面型缺陷檢測的渦流檢測儀、超聲波檢測儀以及以彈性剪切波為基礎(chǔ)的裂紋檢測設(shè)備等。下面對應(yīng)用較為廣泛的幾種方法進行簡要介紹。
　　1. 測徑檢測技術(shù)
　　改技術(shù)主要用于檢測管道因外力引起的幾何變形，確定變形具體位置，有的采用機械裝置，有的采用磁力感應(yīng)原理，可檢測出凹坑、橢圓度、內(nèi)徑的幾何變化以及其他影響管道內(nèi)有效內(nèi)徑的幾何異?，F(xiàn)象。
　　2. 泄漏檢測技術(shù)
　　目前較為成熟的技術(shù)是壓差法和聲波輻射方法。前者由一個帶測壓裝置儀器組成，被檢測的管道需要注以適當(dāng)?shù)囊后w。泄漏處在管道內(nèi)形成zui低壓力區(qū)，并在此處設(shè)置泄漏檢測儀器；后者以聲波泄漏檢測為基礎(chǔ)，利用管道泄漏時產(chǎn)生的20～40 kHz范圍內(nèi)的*聲音，通過帶適宜頻率選擇的電子裝置對其進行采集，在通過里程輪和標(biāo)記系統(tǒng)檢測并確定泄漏處的位置。
　　3. 漏磁通過檢測技術(shù)（MFL）
　　在所有管道內(nèi)檢測技術(shù)中，漏磁通檢測歷史zui長，因其能檢測出管島內(nèi)、外腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷，對檢測環(huán)境要求低，可兼用于輸油和輸氣管道，可間接判斷涂層狀況，其應(yīng)用范圍。由于漏磁通量是一種相對地噪音過程，即使沒有對數(shù)據(jù)采取任何形式的放大，異常信好在數(shù)據(jù)記錄中也很明顯，其應(yīng)用相對較為簡單。值得注意的是，使用漏磁通檢測儀對管道檢測時，需控制清管器的運行速度，漏磁通對其運載工具運行速度相當(dāng)敏感，雖然目前使用的傳感器替代傳感器線圈降低了對速度的敏感性，但不能*消除速度的影響。該技術(shù)在對管道進行檢測時，要求管壁達到*磁性飽和。因此測試精度與管壁厚度有關(guān)，厚度越大，精度越低，其適用范圍通常為管壁厚度不超過12 mm。該技術(shù)的精度不如超聲波的高，對缺陷準(zhǔn)確高度的確定還需依賴操作人員的經(jīng)驗。
　　4. 壓電超聲波檢測技術(shù)
　　壓電超聲波檢測技術(shù)原理類似于傳統(tǒng)意義上的超聲波檢測，傳感器通過液體耦合與管壁接觸，從而測出管道缺陷。超聲波檢測對裂紋等平面型缺陷zui為敏感，檢測精度很高，是目前發(fā)現(xiàn)裂紋的檢測方法。但由于傳感器晶體易脆，傳感器元件在運行管道環(huán)境中易損壞，且傳感器晶體需通過液體與管壁保持連續(xù)的耦合，對耦合劑清潔度要求較高。因此于液體輸送管道。
　　5. 電磁波傳感檢測技術(shù)（EMAT）
　　超聲波能在一種彈性導(dǎo)電介質(zhì)中得到激勵，而不需要機械接觸或液體耦合。這種技術(shù)是利用電磁物理學(xué)原理以新的傳感器替代了超聲波檢測技術(shù)中的傳統(tǒng)壓電傳感器。當(dāng)電磁波傳感器載管壁上激發(fā)出超聲波能時，波的傳播采取已關(guān)閉內(nèi)、外表面作為“波導(dǎo)器"的方式進行， 當(dāng)管壁是均勻的，波延管壁傳播只會受到衰減作用；當(dāng)管壁上有異常出現(xiàn)時，在異常邊界處的聲阻抗的突變產(chǎn)生波的反射、折射和漫反射，接收到的波形就會發(fā)生明顯的改變。由于基于電磁聲波傳感器的超生壁檢測zui重要的特征是不需要液體耦合劑來確保其工作性能。因此該技術(shù)提供了輸氣管道超聲波檢測的可行性，是替代漏磁通檢測的有效方法。
　　油氣管道檢測事業(yè)的潛力和發(fā)展
　　油氣管道檢測是國內(nèi)較新興的事業(yè)，通過近年來的工作，筆者發(fā)現(xiàn)其具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。1998年新疆石油管理局在對克拉瑪依至烏魯木齊的克——烏復(fù)線ф529×7（8）mm管道油改氣工作中發(fā)生了分歧，一種觀點認(rèn)為該管道已投運17年之久，管道應(yīng)該報廢，沒有重新利用的價值；另一種觀點認(rèn)為，管道通過檢測評價和部分改造后可以輸氣。兩種觀點爭論不休，決策者因沒有任何依據(jù)，很難做出選擇，后來經(jīng)過專家論證決定首先對管道進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果進行局部整改，通過檢測、評價得出管道腐蝕剩余強度滿足zui大輸送壓力3.0 MPa要求的結(jié)論，故采納拉后一種觀點。目前管道已安全運行了2年左右，為該局節(jié)約資金約2.3億元，節(jié)約項目投資月90 %。
　　近幾年，我國政府也制定了一系列有關(guān)管道安全的行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如Q/GDSJ0023—90“管道干線腐蝕控制調(diào)查技術(shù)規(guī)范"、SY/T0078—93“鋼質(zhì)管道內(nèi)腐蝕控制標(biāo)準(zhǔn)"、SY/T 0078—95“鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕預(yù)防護方法標(biāo)準(zhǔn)"、SY/T 6151—1995“鋼質(zhì)管道管體腐蝕損傷評價方法"、SY 6186—1996“石油天然氣管道安全規(guī)程"等，國家經(jīng)貿(mào)委還下發(fā)了[2000>17號令《石油天然氣管道安全監(jiān)督與管理暫行規(guī)定》，中國石油天然氣股份有限公司也編制了相應(yīng)的《天然氣管道檢驗規(guī)程》。上述標(biāo)準(zhǔn)和法令對管道檢測內(nèi)容、周期都做出了要求，對加快檢測技術(shù)的發(fā)展無疑產(chǎn)生了巨大推動。
　　雖然國內(nèi)同行在管道外檢測技術(shù)方面已取得了飛速發(fā)展，但管道內(nèi)檢測技術(shù)研究和應(yīng)用仍有待加強。由于管道內(nèi)檢測器使用的清管器比日常生產(chǎn)中普遍使用的清潔清管器要長得多，國內(nèi)早期的油氣管道，不具備管道內(nèi)智能檢測的條件，應(yīng)用前需對站場收、發(fā)裝置及部分管道、管件進行改造。因此在標(biāo)準(zhǔn)中也未對此做出強制要求，致使該項技術(shù)的應(yīng)用和研究發(fā)展較慢，限制了它的廣泛推廣與應(yīng)用。盡管目前國內(nèi)一些管道公司也引進了內(nèi)檢測設(shè)備，但因為形成系列化，應(yīng)用效果也還不十分理想?？上驳氖?，國內(nèi)部分管道公司已認(rèn)識到此方面的不足，并開始著手研究和發(fā)展管道內(nèi)檢測技術(shù)。目前中國石油新疆油田分公司與長輸管道檢測評價中心聯(lián)合開發(fā)了ф377 mm漏磁通智能檢測儀，現(xiàn)已生產(chǎn)出樣機并分別在烏魯木齊王架構(gòu)——706泵站、中國石油西南油氣田分公司輸氣管理出臥——兩線等管道上進行了應(yīng)用，雖然在解釋某些測試數(shù)據(jù)方面還不夠完善，但畢竟*管道內(nèi)檢測技術(shù)的空白，為管道內(nèi)檢測技術(shù)國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。筆者相信，通過引進、消化、吸收、創(chuàng)新，國內(nèi)的油氣長輸管道檢測技術(shù)將會逐步接近或達到發(fā)達國家水平。