摘要：近年来，我国天然气工业的整体发展速度普遍比较快，对天然气管道的设计和利用，也逐渐扩大范围，但是随着范围的不断扩大，需求的不断增加，输送压力也越来越高。本文针对石油天然气长输管道裂纹的无损检测方法进行分析，利用超声波检测方法、电磁超声检测等不同方法，为管道裂纹问题的处理提供有效保障。
关键词：石油天然气；长输管道；管道裂纹；无损检测
从全世界范围的角度出发，发现无论是石油或者是天然气，在整个输送过程中，长输管道都是其中的首选，同时也是其中非常重要的输送方式。在与实际情况进行结合分析时，发现与现阶段已经建成的管道进行结合分析时，发现在整个全球范围之内，输气管道在其中的占比比较大，在经过数据统计之后，发现已经达到了60%左右。但是在与现阶段的整个输气管道的整体运行情况进行结合分析时，发现管道出现老化的比例在其中也比较大，大概有50%左右。管道如果出现严重的裂纹现象，那么很有可能引发严重的安全事故，同时还有可能会导致漏气等各种不同类型的问题发生，如果无法实现有效的处理，那么势必会造成经济的严重损失。
1石油天然气长输管道表面及近表面裂纹无损检测方法
1.1渗透检测
渗透检测是无损检测方法当中比较常见的一种，同时也是五大常规检测技术当中的一种。渗透检测又可以将其称之为是渗透探伤，该检测方法主要是将毛细作用原理当做是其中的基础环节，对表面开口的缺陷问题进行有针对性的无损检测。渗透检测方法在提出以及具体应用过程中，与其他检测方法之间具有相似之处，在利用过程中，可以通过对物理、化学等不同理论依据的分析，对石油天然气长输管道的表面、近表面裂纹进行检测，对其是否具有完整性和可靠性进行客观合理的判断和分析。
1.2磁粉检测
磁粉检测方法在实际应用过程中，其主要是将磁粉看作是显示介质，这样可以对现有的缺陷问题进行客观有效的观察和分析。在实践中，可以根据磁化过程中的磁粉介质种类，对检测方法进行科学合理的选择和利用。通常检测方法可以分为湿法和干法这两种，与石油天然气长输管道裂纹情况进行结合，可以对磁粉的施加时间进行有效控制，这样可以保证检测结果的准确性和有效性。
2石油天然气长输管道所有位置的无损检测方法
2.1 TOFD（衍射时差法超声检测）法
TOFD是Time of Flight Diffraction的简称，中文则称之为是衍射时差超声检测方法。该方法是在上个世纪70年代的时候，直接由英国的哈维尔无损检测中心提出，该检测中心在提出该方法时，其主要依据是与超声波衍射现象进行有效结合。在该方法的实际检测过程中，为了达到良好的检测效果，为检测结果的准确性和有效性提供保障，通常都会使用一对或者是多对的宽声束探头来进行检测。与此同时，每一对的探头必须要与焊缝之间的位置进行对称布置，声束还必须要覆盖整个检测区域。一旦在实践中遇到缺陷问题，就会自然而然的产生反射波、衍射波。探头在实际应用过程中，尤其是在同时接收到反射波、衍射波之后，必须要结合实际要求，对衍射波的软传播时间进行准确有效的测量和分析。最终利用三角方程，可以对缺陷的尺寸、具体位置等进行合理的判断和确定。
2.2超声波检测方法
超声波检测方法在提出以及具体应用过程中，其主要是指在超声波技术的基础上，可以对长输管道的裂纹问题进行有针对性的检测和分析。尤其是在新时代背景下，这种方法在实际应用过程中的整体效果普遍比较良好，所以受到了人们的广泛关注和重视。但是，在与实际情况进行结合分析时，发现对于现阶段的天然气管道而言，与石油管道进行对比分析时，不难发现两者在传输介质方面存在着非常严重的问题。在对其进行分析时，发现液体的耦合条件方面存在严重的问题，一直都处于比较匮乏的状态。石油管道检测在具体开展过程中，虽然整体效果比较良好，但是仍然存在很多弊端。在对这些问题进行处理时，可以将超声波检测方法科学合理的应用其中。
对于天然气管道而言，利用这种方式很难实现有效的耦合，所以也无法对裂纹进行准确有效的检测。在对该问题进行处理时，为了从根本上保证超声波检测方法的合理利用，可以在设计思路的基础上，与轮胎式换能器理念进行有效结合。在专用的轮胎内部，势必会有充足量的耦合剂。紧接着，通过超声波技术在其中科学合理的利用，可以促使轮胎、管壁相互之间的内避免可以实现有效的接触[1]。通过这种方式在其中的有效落实，对输气管道的检测具有实质性意义，同时还可以将耦合方面的整体需求也一并考虑其中，实现有效落实。通过对现场的试验和具体落实，如果发现轮胎尺寸过大，那么与其相对应的安装数量就会受到严重的限制影响。同时，在对检测探头进行设置和具体应用时，也会存在数量过少等各种不同类型的问题。但是在与实际情况进行结合分析时，发现该方法在实际应用过程中的整体应用效果普遍比较良好，同时信号的处理算法在应用时的整体范围也在不断扩大。无论是对裂纹进行检测，或者是对量化的准确性方面，都可以在实践中得到不断完善和优化。
2.3电磁超声检测方法
电磁超声方法也是现阶段针对石油天然气长输管道裂纹进行无损检测时，比较常见的一种方式。该方法在实际应用过程中，是在涡流、磁场相互作用的影响下进行合理利用。电磁超声检测方法在应用时，主要是通过对电磁超声探头的合理利用，可以与超声导波进行有效的接收，如图1所示。
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图1 管道电磁声检测原理示意图
在对该技术进行分析时，如果是直接从检测技术自身的性质方面来进行分析，那么电磁超声检测技术可以被划分为非接触式技术范围之内。由于受到高频电流的影响和作用，所以对于管道表面而言，非常重要就会出现感应影响，这样自然而然的就会产生涡流。由于受到感应影响和作用，与其相对应的频率就会一直保持在相同的状态下。在对被检测的管道表面进行分析时，发现如果持续对其进行磁场的增加，那么对相同涡流之间也会产生一定的影响。尤其是对于管道表面而言，就会出现洛仑兹力[2]。在与实际情况进行结合分析时，发现在实践中如果出现洛仑兹力，那么被检测管道就会出现晶格震动。同时，对于管壁的内部而言，也会对超声波现象起到良好的激发效果。
电磁超声波技术在提出以及具体应用过程中，为了保证该技术在实际应用过程中的良好效果，通常情况下是直接通过电磁感应来实现。在整个检测过程中，需要对耦合方面的介质问题进行综合分析和考虑，这样可以对介质进行合理的选择和利用。在这一基础上，尤其是在对缺陷问题进行检测时，比较适合利用这种方式。当前，对于英国等一些发达国家而言，裂缝的检测装置在设计以及制作过程中，逐渐取得了良好的成效。但是对于该装置而言，其自身的壁厚已经达到了16mm左右，尤其是对于应力的腐蚀裂纹方面，可以实现良好的检测效果。无损检测方法在提出以及具体应用过程中，为了保证良好的检测效果，通常情况下必须要贯彻落实该方法在应用时的优势特点，同时还要将该技术作为基础，这样才能够实现对电磁场的有效求解。所以，必须要对相关模型进行科学合理的构建和利用，这样才能够保证电磁超声波技术在其中的应用效果。
3结束语
在对石油天然气长输管道裂纹问题进行检测时，为了保证良好的检测效果，需要与实际情况进行结合，对各种不同类型的检测方法进行合理的选择和利用，这样才能够保证检测结果的准确性和有效性。同时，根据检测结果，可以对现有的管理方法进行不断完善和优化，对检测技术进行改善，这样可以尽可能避免管道在使用时出现漏气等问题。
参考文献：
[1]周亚薇，张振永.中俄东线天然气管道环焊缝断裂韧性设计[J].油气储运，2018，37（10）：1174-1179+1191.
[2]杨理践，耿浩，高松巍.长输油气管道漏磁内检测技术[J].仪器仪表学报，2016，37（08）：1736-1746.
论文作者:李望1,陈树高2,王素雷3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/9
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