中石化长输油气管道检测有限公司 江苏 徐州 221008
摘要：输气站场是天然气输送系统当中非常重要的组成部分，站场埋地管道铺设复杂、口径不一，弯头以及三通众多，并且直管段较短。埋地管道的防腐涂层一般不能在工厂内预制完成，只能在现场完成，而现场施工条件很难使涂层质量得到有效控制。于此同时，主线管道的腐蚀检测更要复杂得多。基于此，本文主要对输气站场埋地管道开挖检测技术进行了简要的分析，希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。
关键词：输气站场；埋地管道；开挖检测技术
引言
管道输送介质具有易腐蚀、易燃、易爆、有毒、高压等特点，随着站场使用年限的增加，管体腐蚀加剧，增加了管道事故发生的可能性，泄漏、爆炸事故可能造成人员伤亡，导致环境污染，带来不可估量的经济损失。有必要研究有效的、有针对性的检测技术，降低运营风险。
1输气站场埋地管道间接检测（地面非开挖）
间接检测方法主要用于阴极保护和防腐层质量检测，当前主要方法见表1。
表1间接检测方法汇总
2输气站场埋地管道开挖检测技术
2.1防腐层检测技术
开挖后，先对防腐层外观检查。在技术条件具备情况下，宜分段对埋地管道采取PCM检测，掌握埋地管道防腐层破损漏电情况。若不具备利用PCM检测技术条件，应对每次开挖的管段，至少选取三个点，使用电火花检漏仪来检测管道外层是否存在针孔、砂眼、微孔以及绝缘层过薄等缺陷，根据不同的防腐层来确定检测电压，达到SY/T0063－1999《管道防腐层检漏试验方法》的规定。防腐层测厚时按照SY/T0066－1999《钢管防腐层厚度的无损测量方法(磁性法)》的规定执行，另外应对每段管道至少选取三处进行防腐层测厚，每处应测试2个环带，每个环带应按时钟位置测试12个点，记录全部测试数据。
2.2管道本体检测技术
管道开挖后，首先采用目测法对管道本体外表面缺陷进行检测(外表面缺陷采用焊缝尺、千分尺等检测手段对缺陷面积、深度进行测量);内表面缺陷采用超生导波检测技术进行检测，针对初查出的缺陷，可采用超声扫描、超声波相控阵、TOFD检测、超声波测厚、磁粉检测等检测技术对缺陷精确定量检测。
超声导波是一种沿着介质结构长度传播，并被介质几何边界导向约束的弹性机械波。其主要沿管道轴向传播，受声波频率和材料厚度影响，当管道截面积发生减薄或增厚时，导波信号会发生反射、散射等现象，而会有一定比例的能量波被反射回传感器，对不连续性的检测机理就是通过反射回波来发现和判断缺陷的大小的。通过分析缺陷产生的附加波型转换信号等回波信息，可以识别出金属缺损和管道外形的特征。
2.3管道焊缝缺陷检测技术
(1)焊缝表面缺陷检测焊缝表面缺陷主要采用渗透(PT)检测技术进行检测，采用磁粉(MT)检测技术进行验证。按照SY/T4109－2013《石油天然气钢质管道无损检测》采用液体渗透法对管道焊缝进行无损检测。(2)焊缝内部缺陷检测采用超声波(UT)检测技术对焊缝内部缺陷进行检测;采用X光射线胶片法、超声波相控阵检测技术对检测出来的缺陷进行验证。按照文献SY/T4109－2013《石油天然气钢质管道无损检测》采用超声波法、射线探伤法对管道焊缝进行无损检测。相控阵技术是应用基于惠更斯－菲涅耳原理，通过对超声阵列换能器各阵元进行相位控制，能获得灵活可控的合成波束，进行动态聚焦、成像检测，能够提高检测灵敏度、分辨力和信噪比。相控阵技术主要特点:便于缺陷判读，不会误判或漏判缺陷;检测速度快、准;检测灵活;缺陷检出率高，检测范围广，定量、定位精度高;检测结果受人为因素影响小。
2.4防腐层修复技术
检测完成后，针对发现缺陷的防腐层或因检测需要剥离的防腐层，应及时按SYT5918－2011埋地钢质管道外防腐层修复技术规范进行修复。
修复质量检验:1)表面处理质量检验应按照GB/T8923．1－2011《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》规定对补口逐一进行目视检查，表面除锈质量应达到Sa2．5级或St3级的要求。2)应采用粗糙度测量仪或锚纹深度测试纸每4h至少检测1次锚纹深度，锚纹深度宜不大于50μm。3)粘弹体胶带施工完成后:外观应平整，搭接均匀，无皱褶，无气泡;粘弹体胶带与管体防腐层搭接宽度应不小于50mm;厚度采用无损测厚仪进行检测，每道补口至少选择一个截面上均匀分布的4点，粘弹体胶带防腐层厚度应不小于1．5mm。若不合格，应缠绕粘弹体胶带至规定厚度;漏点采用电火花检漏仪对粘弹体胶带防腐层进行全面检查，以无漏点为合格;若有漏点，应采用粘弹体胶带进行修补并检漏，直至合格。4)剥离强度检验应在外护带施工完毕72h后进行，当外护带为聚合物胶带时，还需对聚合物胶带自身搭接部位及对粘弹体胶带背材的剥离强度进行检验，检验方法参照CDP－G－OGP－AC－011－2013－1《埋地钢质管道粘弹体胶带防腐补口技术规定》规定执行。
3站场埋地管道检测试验
3.1输气管道声波法泄漏检测技术的原理
若输气管道发生了泄漏，则其中的气体会从泄漏处喷出，而受管内外压差的影响，会产生压力及速度脉动，继而形成喷射四极子声源。与此同时，气体与管道中的各种固壁发生碰撞后，又会产生偶极子声源。当偶极子与四极子声源叠加到一起时，会形成一个声波波动信号，而输气管道声波法泄漏检测技术正是依靠检测这一声波而发现管道泄漏问题。
3.2实验管道的设计.
实验管道全长设计为251.5m，管道内径10mm，管壁厚度2mm，压力为6.4MPa，最高压力上限为8MPa，管道材料为不锈钢。(2)声波信号采集终端的设计起点声波传感器与终点声波传感器之间相距199.35m，两者之间设置有3个泄漏点，分别位于40.34m处、88.33m处及149.02m处。泄漏点由球阀和内置孔板的法兰组成。另外在高压环道的起点和终点处还设有压力、差压、流量、温度等变送器。泄漏孔径可随时根据实验需求更改。
3.3实验分析
在1.3MPa压力、0.1mm泄漏孔径下，开启阀门进行管道泄漏实验。在阀门开启瞬间，捕捉到一个14kPa左右的压力下降，与仿真研究对比可以发现，二者的压力波动类似，都具有一个大的下降沿。但是实验研究所得的下降沿更大，这主要是由于通过声波传感器所测得的压力波动不但包括了声压波动，还包括在泄漏过程中因其他能量损耗而产生的压降；另外仿真研究的模拟计算精度也具有一定的影响。结果得出：通过仿真模拟和实验研究，均可探得输气管道声波法泄漏检测技术的原理与方法。
结束语
综上所述，通过实际检测可知，本文所列的腐蚀检测技术可有效检测出输气站场埋地管道的内外腐蚀情况，开展适当的检测工作可有效提高管道的安全性。
参考文献
[1]王旭超,王东,任帅,谷醒林,刘刚,钱东良.输气站场管道的外腐蚀检测技术[J].当代化工,2014,4306:1070-1071.
[2]王勇.普光输气站场定量风险评价技术研究[D].西南石油大学,2012.
[3]吴锡合.西气东输新疆段压气站埋地管道腐蚀与防腐技术研究[D].西南石油大学,2010.
[4]王禹钦,王维斌,陈长坤,佟文强,刘广文.输气管道超声导波检测技术[J].无损检测,2008,09:617-619+634.
[5]陈振华,钱昆,段冲,陈新华.油气站场管道腐蚀检测方法及节点控制[J].管道技术与设备,2013,05:44-46.
论文作者:席少龙
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/27
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