庞志德
湛江中海石油检测工程有限公司 524057
摘要：石油和气体的主要运输途径，油气管道有着十分广阔的发展前景。而在发展中，石油管道能否安全畅通的运输，成为运行中人们关注最多的一个问题。如何能够确保其正常的运行和发展、并在允许的范围内延长其寿命，我们就需要利用现有的技术，动态的对油气管道进行无损害检测，确保在第一时间内把问题解决，定期的进行维护。本文主要探讨了所有管道内缺陷无损检测技术的具体方法，以及如何更好地运用这些技术，提出了今后的应用要求和未来的发展趋势，供参考和借鉴。
关键词：石油管道；缺陷；无损检测技术
随着社会的不断发展，社会对能源的需求在不断增加。石油天然气作为最主要的能源之一，管道运输是最经济高效的运输方法，对于管道系统的应用和安全的问题也有越来越多的人进行关注。管道的应用和安全系数随着使用的时间其安全性会下降如受到腐蚀、降解、堵塞的影响比较严重，在石油管道使用过程中受腐蚀的情况不容乐观。严重的腐蚀可以引起管道的泄漏，从而带来环境污染、对居民的身体损伤。无损检测技术属于一种不破坏本身组织结构的检测技术，当前已提出了多种不同原理的无损检测技术，并且在检测应用上得到了显著的效果。
1、管道内检测技术最新研究
无损检测是一种不破坏组织结构的技术应用，目前已提出了许多依据不同原理的无损检测技术，并已在实际应用中取得显著效果，主要的无损检测技术包括如下几种。
1.1漏磁检测技术
智能清管器已被广泛应用于长距离输气管道的内检测中（图１）。其中漏磁式智能清管器在检测领域中占到很大份额，这种清管器采用漏磁检测技术进行腐蚀缺陷的检测和表征。漏磁检测技术建立在铁磁性材料的高磁导率特性上。检测过程中，管壁被充分磁化，当管道内壁有腐蚀缺陷或其他异常出现时，磁通量会从管壁泄漏出来，然后被传感器检测到。泄漏的磁通量是金属材料中磁场饱和度的函数，这取决于管壁厚度的大小。当钢管中无缺陷时，磁通量绝大部分通过钢管，此时磁力线分布均匀；当钢管内部有缺陷时，磁力线发生弯曲，且部分磁通量漏出钢管表面，检测被磁化钢管表面逸出的漏磁通，可判断是否存在缺陷，通过分析传感器检测的结果，可得到缺陷的相关信息。此方法在小口径及厚壁的管道使用中受限。改进的内腐蚀检测传感器（ＩＣＳ），它基于“磁场扰动”的技术，测量管壁小面积内的直接磁响应，而不必要求管壁材料达到磁饱和。因此ＩＣＳ的检测效果不受管壁厚度的影响。传统的漏磁检测需要对检测中产生的复杂信号进行解释，而此种方法只需要检测缺陷中心最小信号强度即可分析缺陷深度，缺陷的长度也可通过信号直接测量，优势是明显的：具有一个内在的绝对误差，检测过程是在磁场的线性变化区域内进行，检测对象不需要较高的抗磁性，可以从检测到的磁场反映中直接表征缺陷的几何形状。
1.2超声波检测技术
1.2.1传统脉冲超声波检测
此检测方法也叫做压电超声检测。检测时，通过垂直于管道的超声波探头，发射超声波脉冲信号，比较管内表面和外表面两次脉冲反射波之间的脉冲间距，反映出管壁壁厚，从而检测到管壁是否受到腐蚀及腐蚀程度大小。超声波检测可以直接对管道蚀坑深度、大小、位置进行检测，检测结果可以作为计算管道最大输送压力的计算依据。对厚壁管、大口径管道的检测适应性强，并对管道的应力腐蚀开裂和材料内缺陷的检测有较高精度。由于声波的传播需要介质，因此在实际检测应用中，探头与管壁间需要有油、水等声波的传播介质作为连续的耦合剂。所以，在输油管道中压电超声波检测被广泛应用，而在声波衰减较快的输气管道上，超声波检测应用受限。
1.2.2超声导波检测
超声导波检测采用低频扭曲波或纵波，超声导波可以在较远的距离上传播而信号衰减很小，因此管道不开挖状态下在一个位置固定脉冲回波阵列就可做大范围的检测。电磁超声检测技术即涡流－声检测技术，作为超声导波的一种激励方式，是超声检测发展中的前沿技术之一，属非接触超声检测。通过在试件中震荡激发出不同形式的超声波，实现快速检测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当通有高频电流的激励线圈靠近金属管道时，金属管道表层会感生出高频涡流。电磁铁在金属管道附近产生一个强磁场，涡流在强磁场作用下使管道中的带电粒子产生高频的力。这是一个高频机械振动的力，能够在试件中传播，即产生超声波，此过程可逆。从管道内缺陷部位反射回来的超声波在外加磁场的作用下形成涡流，涡流产生的磁场使得线圈两端电压发生变化，通过检测分析电压信号，可以对腐蚀缺陷进行定位与分级。
2、管道无损检测技术应用内容的分析
2.1管道表面无损的检测：主要检测的内容是：被检测的物体表面有无裂缝情况，管道焊缝边缘位置的气孔有无缺陷，对长期在潮湿环境下的管道压力，焊缝部位有无裂纹等。
2.2管道内部的无损检测：检测被检测物体内部有无杂质，焊缝位置有无夹渣，压缩机的焊接处有无裂缝发生，工作人员主要对可能出现安全隐患的部位进行提前的考虑。
2.3管道缺陷高度的检测：依据管道出现的缺陷的高度，对压力管道进行认真测评，对于信息的可靠性也要进行评价。目前我国在管道缺陷高度的检测中主要采用的是衍射波法，它主要是通过对管道缺陷衍射现象的分析评测出存在缺陷范围的大小，但在实际的操作中依然存在回波不清晰的现象，虽然精准度不是非常高，但是应用的范围还是比较广的。
3、未来无损检测技术的发展方向
智能NDT和信息化NDT的一个直接结果是让探伤（无损检测）“变得更加简单”。仪器生产厂家必须要有精品意识，有条件的话，需要努力在高端产品和高附加值产品中占据重要位置。国外的一些主要仪器生产厂家经过兼并、重组已出现一些具有高度竞争力的品牌效应。困扰我国无损检测仪器市场的一个主要问题仍然是小而分散，重复产品居多，加上在研、发方面的投入不足，在高端市场、高附加值产品和技术方面（成像检测设备、大型自动化检测设备），国外产品仍具有十分明显的优势。未来对新能源的需求会更加迫切。在大力发展水力发电的同时，需要发展风力发电和核电工业。因此，在风力发电汽轮机叶片、变速箱、转子轮毂和电气设备的无损检测和监测方面将面临挑战。太阳能电池具有非常大的发展潜力，目前即应当重视对PV材料的NDT，这可能需要研究微米级材料的检测技术
4、对目前管道无损检测技术提出的建议
4.1提高管道相关人员的检测水平：虽然无损检测技术已经取得很大的进步，但在一定程度上还是有差距的，石油行业的不断发展，管道长度的不断增加，使得管道的检测技术得到人们的更多关注，提高无损检测技术已经势在必行。
4.2及时建立管道检查的数据库：为有效减少石油行业事故的发生，建立起区域性的石油管道数据库，对日常的管道检查、损坏管道的处理方法等做详细的登记，为以后管道出现的同类异常提供参考。
4.3组织对管道维护的专业化队伍：积极组织对管道维护的专业化团队，用最严谨的工作态度、最专业的技术为管道部门尽自己的一份力量。
结束语
由于石油管道的埋藏是处在一个分布不平均的土地里，土壤环境相对复杂，管道在使用中的压力、温度，等条件也是不断改变的，对不同的检测方法也是抵御程度不同的。因此我要在监测、评估与评价管道在埋在地底各项的缺陷和状况，正确的分析、判断，根据实际情况来选定正确的检测方式，以这种比较全面的分析形势将石油管道内的缺陷无损检测技术进行进一步的研究，促进这种行业在今后发展有比较扎实的基础力量。
参考文献：
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论文作者:庞志德
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/9
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