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油氣管道變形檢測的技術方法

2019-11-20 01:20   评论:68 点击:347

一、管道檢測技術的發展方向 長輸油氣管道運行過程中通常受到來自內 、外兩個環境的腐蝕 ,內腐蝕首要由輸送介質、管內積液 、汙物和管道內應力等聯合感化形成;外腐蝕通常因塗層破壞、失效產生。內腐蝕一般采

用情管、加緩蝕劑等手段來處理,近年來隨著管道業主對管道運行治理的加強和對輸送介質的嚴格要求,內腐蝕在很大程度上得到了控製。目前國內外長輸油氣管道腐蝕控製首要發展方向是在外防腐方麵,因此管道檢測也重點針對因外腐蝕釀成的塗層缺陷及管道缺陷。 近年來,隨著計算機技術的廣泛普及和利用,國內外檢測技術都得到了迅猛發展,管道檢測技術逐步形成管道內、外檢測技術(塗層檢測 、智能檢測)兩個分枝。通常情況下塗層破損、失效處下方的管道同樣受到腐蝕 ,管道外檢測技術的目的是檢測塗層及陰極保護有效性的基礎上,通過挖坑檢測,達到檢測管體腐蝕缺陷的目的 ,對於目前大多數布局北內檢測條件的管道是十分有效的。管道內檢測技術首要用於發現管道內外腐蝕、局部變形和焊縫裂紋等缺陷,也可間接判定塗層的完好性。

二、管道外檢測技術 埋地管道通常采用塗層與電法保護(CP)共同構成的防護係統聯合感化進行外腐蝕控製,這2種方法起著一種互補感化:塗層是陰極保護即經濟又有效,而陰極保護又使塗層出現針孔或損傷的地方受到控製。該方法是已被公認的最好保護辦法並已被廣泛用於對埋地管道腐蝕的控製。 塗層是保護埋地管道免遭外界腐蝕的第一道防線,其保護效果直接影響著電法保護電流的工作效率,NACE993年年會第7號論文指出 :“精確塗敷的塗層應當為埋地構件提供99 %的保護需求,而餘下的%才由陰極保護提供” 。是以要求塗層具有良好的電盡緣性、黏附性、連續性及耐腐蝕性等綜合性能 ,對其完整性的維護是相當首要的。塗層綜合性能受很多身分的影響,諸如塗層材料 、補***術 、施工質量、腐蝕環境和治理水同等,並且管道運行一段時間後,塗層綜合性能會出現不同程度的下降,表現為老化、龜裂、剝離、破損等狀況 ,管體表麵因直接或間接接觸空氣、土壤而發生腐蝕,假如不能對塗層進行有效的檢測、維護,終究將導致管道穿孔、破裂破壞事故。 塗層檢測技術是在對管道不開挖的條件下,采用專用設備在地麵非接觸性地對塗層綜合性能進行檢測,科學、精確、經濟地對塗層老化及破損缺陷定位,對缺陷大小進行分類統計,同時針對缺陷大小、數目進行綜合評價並提出整改計劃,以指導管道業主對管道塗層狀況的把握,並及實踐性維護,保證塗層的完整性及完好性。 國內實施管道外檢測技術始於20世紀80年代中期 ,檢測方法首要包括標準管/地電位檢測、皮爾遜(Pearson)塗層盡緣電阻測試、管內電流測試等 。檢測結果對塗層的整體評價到了首要感化,但在缺陷精確定位、公道指導大修方麵尚有較大的差距。近年來,通過世界銀行貸款和與國外管道公司交流,管道外檢測設備因價格相對較為便宜,操縱較為方便,國外管道外間的技術已廣泛利用於國內長輸油氣管道塗層檢測,目前國內管道外檢測技術基本上達到先進發達國家水平,在實際工作中利用較為廣泛的外檢測技術首要包括 :標準管/地電位檢測、皮爾遜檢測、密間距電位測試、多頻觀眾電流測試、直流電為梯度測試。 . 標準管/地點位檢測技術(P/S) 該技術首要用於監測陰極保護效果的有效性,采用萬用表測試接地CU/CuSO4電極與管道金屬表麵某一點之間的電位,通過電位間隔曲線了解電位分布情況,用以區別當前電位與以往電位的差別,還可通過測得的陰極保護電位是否滿足標準衡量塗層狀況 。該法快速、簡單,現仍廣泛用於管道治理部分對管道塗層及陰極保護日常治理及監測中。 2. 皮爾遜監測技術(PS) 該技術是用來找出塗層缺陷和缺陷區域的方法,由於不需陰極保護電流,隻需要將發射機的交流信號(000 Hz)加載在管道上,因操縱簡單、快速曾廣泛使用與塗層監測中。但檢測結果精確率低,以受外界電流的幹擾,不同的土壤和塗層段組都能引發信號的改變 ,判定是缺陷和缺陷大小依靠於操縱員的經驗。 3. 密間距電位測試技術(CIS、CIPS) 密間距電位測試(Close Interval Survey)和密間距極化電位(Close Interval Potential Survey)監測類似於標準管/地電位(P/S)測試法,其本質是管地電位加密測試和加密斷電電位測試技術。通過測試陰極保護在管道上的密集電位和密集化電位 ,確定陰極保護效果的有效性,並可間接找有缺陷位置、大小,反映塗層狀況。該方法也有局限性,其精確率較低,其精確率較低,依靠於操縱者經驗,易受外界幹擾,有的讀書誤差達200~300 mV。 4. PCM多頻管中電流測試 多頻管中點留法是監測塗層漏電狀況的新技術,是以管中電流梯度測試法為基礎的改進型塗層檢測方法。它選用了目前較為先進的PCM儀器,按已知檢測間距測出電流量,測定電流梯度的分布,描繪出全部管道的概貌 ,可快速、經濟地找出電流信號漏失較嚴重的管段,並通過計算機分析評價塗層的狀況,再使用PCM儀器的“A”字架檢測地表電位梯度精確定位塗層破點。該方法是與不同規格、材料的管道,可長間隔地檢測整條管道,受塗層材料 、地麵環境變化影響較小,適合於複雜地形並可對塗層老化狀況評級;可計算出管段塗層麵電阻 R g值,對管道塗層劃分技術等級,評價管道塗層的狀況,提出塗層維護方式。采用專用的耦合線圈,還可對水下管道進行塗層檢測。 5. 直流電位梯度(DCVG)方法 該方法通過檢測流至埋地管道塗層破損部位的陰極保護電流在土壤介質上產生的電位梯度(即土壤的 IR降)並根據IR降的百分比來計算塗層缺陷的大小,其優點在於不受交流電幹擾,通過確定電流是流進還是流出管道,還可判定管道是否正蒙受到腐蝕。 6. 幾種測試方法的比較 近幾年,筆者在四川龍——蒼線、工——自線、瀘——威線、申——倒線等多條管道塗層及陰極保護有效性檢測方麵 ,對上述幾種方法進行了比較,發現各種塗層缺陷檢測技術都是通過在管道上加載直流或交流信號來實現的 ,不同的僅是在結構上、性能上、功用上的差異。每種方法各有側重,在對塗層綜合性能評價方麵均具有一定說服力 ,但各有益弊。 為克服單一檢測技術的局限性 ,現場檢測中筆者發現綜合幾種檢測方法對塗層缺陷進行檢測,可以彌補各項技術的不足。對於由陰極保護的管道,可先參考日常治理記錄中(P/S)的測試值,然後利用CIPS技術丈量管道的管地電位,所測得的斷電電位可確定陰極保護係統效果,在判定塗層可能有缺陷後 ,利用DCVG技術確定每一缺陷的陰極和陽極特性,最後利用DCVG確定缺陷中間位置,用測得的缺陷泄漏電流流經土壤釀成的IR降確定缺陷的大小和嚴重性,以此作為選擇修理的根據。對於未事假陰極保護的管道,可先用PCM測試技術確定電流信號漏失較嚴重的管段,然後在PCM使用的“A”字架或皮爾遜檢測技術精確定位塗層破損點 ,確定塗層破損大小。PCM測試技術也可用於具有陰極保護的管道,其檢測精度略低於DCVG技術。 由於所有塗層檢測技術均是在管道上施加電信號 ,是以各種技術均存在一些不足,對某些塗層缺陷無法查找,如部分露管塗層破損處管體未與大地接觸,信號因不能流向大地形成回路 ,隻能通過其他手段查找;因屏蔽感化,不適用於加套管的穿越管線;所有技術均不能判定塗層是否剝離。

三、管道內檢測技術 管道內檢測技術是將各種無損檢測(NDT)設備加在島清管器(PIG)上,將本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的活動,達到檢測管道缺陷的目的 。早在965年美國Tuboscopc公司就已將漏磁通(MFL)無損檢測(NDT)技術成功地利用於油氣長輸管道的內檢測,緊接著其他的無損內檢測技術也相繼產生 ,並在嚐試中發現其廣泛的利用遠景。 目前國外較馳名的監測公司由美國的Tuboscopc GE PII 、英國的British Gas、德國的Pipetronix、加拿大的Corrpro,且其產品已基本上達到了係列化和多樣化。內檢測器按功能可分為用於檢測管道幾何變形的測徑儀、用於管道泄漏檢測儀、用於對因腐蝕產生的體積型缺陷檢測的漏磁通檢測器、用於裂紋類平麵型缺陷檢測的渦流檢測儀、超聲波檢測儀和以彈性剪切波為基礎的裂紋檢測設備等。下麵對利用較為廣泛的幾種方法進行扼要先容。 . 測徑檢測技術 改技術首要用於檢測管道因外力引發的幾何變形,確定變形具體位置 ,有的采用機械裝配,有的采用磁力感應道理,可檢測出凹坑、橢圓度、內徑的幾何變化和其他影響管道內有效內徑的幾何異常現象。 2. 泄漏檢測技術 目前較為成熟的技術是壓差法和聲波輻射方法。前者由一個帶測壓裝配儀器構成,被檢測的管道需要注以適當的液體。泄漏處在管道內形成最低壓力區,並在此處設置泄漏檢測儀器;後者以聲波泄漏檢測為基礎,利用管道泄漏時產生的20~40 kHz範圍內的特有聲音,通過帶適宜頻率選擇的電子裝配對其進行采集,在通過裏程輪和標記係統檢測並確定泄漏處的位置。 3. 漏磁通過檢測技術(MFL) 在所有管道內檢測技術中,漏磁通檢測曆史最長,因其能檢測出管島內、外腐蝕產生的體積型缺陷,對檢測環境要求低,可兼用於輸油和輸氣管道,可間接判定塗層狀況,其利用範圍最為廣泛。由於漏磁通量是一種相對地噪音過程,即使沒有對數據采取任何形式的放大,異常信好在數據記錄中也很明顯,其利用相對較為簡單。值得重視的是,使用漏磁通檢測儀對管道檢測時,需控製清管器的運行速度,漏磁通對其運載工具運行速度相當敏感,固然目前使用的傳感器替換傳感器線圈降低了對速度的敏感性 ,但不能完全消除速度的影響 。該技術在對管道進行檢測時,要求管壁達到完全磁性飽和。是以測試精度與管壁厚度有關,厚度越大,精度越低,其適用範圍通常為管壁厚度不超過2 mm。該技術的精度不如超聲波的高,對缺陷精確高度的確定還需依靠操縱職員的經驗。 4. 壓電超聲波檢測技術 壓電超聲波檢測技術道理類似<頁

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