趙志博大慶油田三維工程檢測有限責任公司

石油管道無損檢測技術的發(fā)展探析

趙志博
大慶油田三維工程檢測有限責任公司

本文首先介紹了無損檢測技術的定義與發(fā)展歷程，然后以此為基礎分析了目視檢測、漏磁檢測、超聲檢測和脈沖渦流檢測在石油管道檢測中的應用現狀，探討了各種無損檢測技術存在的優(yōu)缺點，最后對石油管道無損檢測技術的發(fā)展進行了展望與分析，具體包括相控陣超聲檢測技術、數字射線檢測技術等。

石油管道；無損檢測；檢測技術；發(fā)展探析

引言

石油管道的安全對保障能源安全具有重要意義，因此近些年來其受到了越來越多人的重視。石油管道的工作環(huán)境惡劣，比較容易出現問題，但是由于大部分管道都埋在地下，石油管道檢測維護的難度較大。石油管道無損檢測技術由于具有可靠性高、使用方便等優(yōu)點，近些年來其發(fā)展迅速，在石油管道檢測中得到了廣泛運用，為保障石油管道安全運行，延長管道使用壽命，降低石油管道運營成本，保障能源安全做出了巨大貢獻。

1.無損檢測技術簡介

所謂的無損檢測技術就是在不損傷被檢測對象的前提下，利用各種檢測工具測量由于材料內部結構異?；蛘呤侨毕菟鸬臒?、聲、光、電、磁等物理量的變化，然后通過對獲得的信息進行分析，確定缺陷類型、尺寸、形狀、數目、分布情況等具體的信息，并對其危害程度進行評估。無損檢測技術經歷了無損探傷、無損檢測和無損評價三個發(fā)展階段，由于不會給檢測對象造成二次傷害，能夠最大限度的保障設備的安全運行，其在近些年得到了迅速的發(fā)展。

2.石油管道無損檢測技術的應用現狀

2.1 目視檢測技術

目視檢測是最為古老的一種無損檢測方式，但是在如今的石油管道無損檢測工作中其仍然發(fā)揮著重要的作用。目視檢測就是對石油管道接口處的焊縫以及管道的表面情況進行檢測，具體包括檢查焊縫余高、寬度和咬合深度，檢查管道是否存在變形、斷裂、裂縫等缺陷。目視檢測具有成本低，使用方便的優(yōu)點，但是檢測結果的準確性與工人的工作經驗有巨大的關系，其可靠性有待于進一步提高，這是其逐漸遭到淘汰的最主要原因。

2.2 漏磁檢測技術

漏磁檢測技術在石油管道的無損檢測中已有一段相當長的歷史，如今該技術已經相當成熟。漏磁檢測是建立在鐵磁性材料高磁導率的基礎上進行的，在漏磁的檢測的過程中通常會在管道內放一個漏磁式智能清管器，此時管道會被磁化，而存在腐蝕缺陷或者是其它異常的地方會產生一定的漏磁，通過傳感器便可以檢測到漏磁的存在。最后通過對檢測到的磁力線的分布情況進行分析，便能清楚的知道管道內存在的缺陷的類型、大小等具體信息。漏磁檢測具有原理簡單、使用方便的優(yōu)點，但是其抗干擾性差，對檢測設備的要求較高，這在一定程度上制約了它的發(fā)展。

2.3 超聲波檢測技術

超聲波檢測可細分為傳統(tǒng)脈沖超聲波檢測和超聲導波檢測。脈沖超聲波檢測又名壓電超聲檢測，其通過垂直于管道的超聲波探頭發(fā)射超聲脈沖信號，最后通過檢測石油管道內外表面反射的脈沖波之間的脈沖距離，便可得到壁厚以及相關的缺陷信息。超聲導波檢測的發(fā)展歷史較短，其通過通過在管道內振動產生不同形式的低頻扭曲波或者是縱波，在外加磁場的作用下缺陷處反射回來的超聲波會形成渦流，而渦流產生的磁場又會引起電磁鐵兩端電壓的變化，通過對電壓信號進行分析便可確定缺陷的詳細信息。脈沖超聲波檢測對材料的要求小、對壁厚沒有要求并且能夠確定缺陷的位置及深度，其在石油管道檢測維護中較為常用。超聲導波檢測具有檢測快速、檢測范圍廣、成本低的優(yōu)點，但是其不能對缺陷進行定性分析，復雜石油管道系統(tǒng)的檢測結果分析難度也較大。

2.4 脈沖渦流檢測技術

脈沖渦流檢測是在傳統(tǒng)渦流檢測的基礎上發(fā)展起來的一種新的石油管道無損檢測技術。與傳統(tǒng)的渦流檢測采用正弦波信號為激勵信號不同，脈沖渦流檢測采用寬頻脈沖為激勵信號，其通過將輸入波施加到探頭上而產生快速衰減的脈沖磁場，該磁場會在石油管道中感應出脈沖渦流，而通過檢測線圈便能把這個渦流轉換成對應的電壓信號，最后通過對電壓信號進行分析便能得到石油管道內部的具體信息。脈沖渦流檢測在近些年來發(fā)展迅速，但是其只能夠檢測管道表面的缺陷，而對于深層次的缺陷其檢測精度還有待于進一步提高。

3.石油管道檢測技術的發(fā)展趨勢

3.1 相控陣超聲檢測技術

相控陣超聲檢測技術也是在超聲檢測的基礎上發(fā)展起來的一種新的無損檢測技術，其通過電子技術來實現對聲波檢測方向和聚焦深度的控制，它只需一個探頭便能完成對不同厚度、不同直徑和不同材料的石油管道的檢測。通過與相控陣超聲多維成像技術配合，其能夠根據檢測到的回波信息，以圖像的形式再現管道內部的缺陷和結構信息，因而其可以準確的確定管道中存在缺陷的位置、大小、形狀以及其它的一些信息。相控陣超聲檢測由于不需要移動探頭，其在檢測空間有限的石油管道檢測中具有巨大的優(yōu)勢，是今后的一個主流發(fā)展方向。

3.2 數字射線檢測技術

數字射線成像檢測技術主要分為CR和DR成像檢測技術兩大類。數字射線檢測具有圖像質量高、像素尺寸小、動態(tài)范圍廣、可靠性高、檢測結果簡易明了等多個優(yōu)點，其在臨床醫(yī)學和非標注件的無損檢測過程中得到了比較廣泛的運用。但是將其運用于石油管道檢測尚處于研究與測試的過程中，目前為止尚未在實際的石油管道檢測中推廣使用，但是由于具有的優(yōu)勢明顯，其也是石油管道無損檢測的一個潛在發(fā)展方向。

3.3 金屬磁記憶檢測技術

金屬磁記憶檢測利用的是鐵磁構建的磁記憶特性，這增加了其在石油管道無損檢測中推廣使用的可行性。金屬磁記憶檢測通過探測被測對象上的漏磁分布便能確定管道內所存在缺陷的具體信息，其具有檢測設備成本低、操作簡單、可靠性高和靈敏度高的特點，這使得其在石油管道無損檢測中具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

結語

石油管道的工作環(huán)境復雜，任何一種無損檢測方式都不可能完全保證能夠檢測出所有的缺陷，因此在檢測的過程中一定要根據實際情況，在合適的時機綜合運用各種無損檢測技術，唯有如此方能最大限度的保證檢測結果的準確性和可靠性，為石油管道的安全運行提供更加有力的保障。

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