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长输管线腐蚀状况检测技术
 

         油气输送管道一般焊接连成管线。我国已拥有原油和天然气管道长输管道21000km,年输量超过1亿t。
   泄漏和堵塞是管道运行的主要故障。一旦管道发生泄漏,轻则影响生产,重则着火爆炸,伤害人的性命。1989年6月3号,前苏联乌法市一条液化石油气管道破裂泄漏,两列在与其平行的铁路上行驶的客车会车时发生爆炸火灾,造成645人死亡。堵塞则造成管道停输,也将造成巨大的经济损失。
   为了保证金属管道的长期、安全运行,必须有计划地进行腐蚀检测,即对管体、防腐绝缘层的考察,确定管道腐蚀状况,指出可能发生泄漏的隐患。当今工业发达国家的新建管道投产以后即对其技术状况进行跟踪检测,在管体裂缝扩大和腐蚀严重到发生泄漏之前就发现并主动进行整治修复。这虽然也耗费一定的资金,但要比管道穿孔以后进行抢修的代价要小得多。
    相对而言,国内还主要停留在泄漏后被迫进行的抢修。这种状况必须改变。
1 长输管道腐蚀状况检测技术
长输管道腐蚀状况检测技术主要有两种:一是使用智能清管器从管内进行检测,二是防腐层破损检测,三是水压试验。
1.1 智能清管器
    智能清管器(smart pig),是基于超声波、漏磁、声发射等无损探伤原理以及录像观察的仪器,它跟进行扫线、清蜡,或用于涂敷内壁防腐层和缓蚀剂的清管器已大不一样。智能清管器周向装有200多个、甚至360个探头,可在线检测出管道内外腐蚀、机械损伤等缺陷的程度和位置。
    美国天然气研究所与英国天然气公司、加拿大能源管道协会及PRC国际公司,利用超声波智能清管器,不仅能检测出管子裂纹缺陷,还能测出防腐层剥离情况。
    最常用的智能清管器采用漏磁法,它能检测出腐蚀坑、腐蚀减薄和环向裂纹,但不能检测出深而细的轴向裂纹。这种清管器既能检测液体管道,也能检测气体管道。
超声波智能清管器除了检测金属损伤以外,还可进行防腐层剥离、应力腐蚀开裂(SCC)和凹痕、刻痕等机械损伤缺陷的检测,但超声波法需要在传感器和管壁之间充满液体藕合剂,这就限制了它在气体管道中的应用。弹性波仪器是能在气体管道中使用的超声波仪器,它有辊轮接触传感器,不需要藕合剂。
   目前,美国、德国、俄罗斯等国家都普遍使用该技术,以便早期发现管径减薄等缺陷隐患,为制定管道维修计划提供依据。我国管道局也分别从美国、德国引进智能清管器(Φ720mm、Φ529mm、Φ237mm),成功地完成了克乌(克拉玛依—乌鲁木齐)线、鲁宁线等长输管道的腐蚀检测任务。但是引进、使用费用过高,限制了推广应用。
可喜的是,管道局技术公司、沈阳工业大学等单位开展了国产化攻关,已经研制成功了φ273、φ377管道漏磁腐蚀检测器,填补了国内空白。
1.2 地下管道防腐层检测
    地下管道防腐层常因为施工质量、老化、外力破坏等多种原因造成破损,致使管道阴极防腐所加的强制电流从破损处泄漏进大地,导致保护距离变短、甚至建立不起来保护电位,达不到防腐的目的。实践证明,90%以上的腐蚀穿孔发生在防腐层破损处。因此,管道必须定期进行防腐层破损的检测。
    防腐层检漏有两类方法:一是高压电火花检测仪器,用于新建管道防腐层施工质量检查;对于老管道防腐层评价,常用不开挖检测技术。
1.2.1 高压电火花检漏
   高压电火花检测仪,又叫涂层针孔检测仪,它已成为石油工程建设质量检验的专业工具。
   检测原理:金属表面防腐层过薄、漏铁微孔处的电阻值和气隙密度都很小,当仪器的高电压(2~36kV)探针经过针孔缺陷处时,气隙被击穿产生火花放电,仪器自动发出报警信号;不打火花合格。
1.2.2 不开挖检测技术
   对于埋地旧长输管道,大面积开挖检查在大多数情况下是客观条件不允许的,也不经济。因此,大都采用不开挖检测。对于管道防腐层的检测、评价,可用变频选频法;对于防腐层破损点的精确定位,就其信号源来说,可归结为直流法和交流法两种。交流法又有电压梯度法和电流梯度法两种方法。
①变频选频法
   衡量防腐层质量好坏的重要参数是其绝缘电阻(Ω·m2),绝缘电阻数值越高,防腐层质量越好。一般认为,绝缘电阻在10000Ω·m2以上为优,低于1000Ω·m2即认为已失去防腐性能。我国石油行业标准SY/T0087-95《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法》标准中,埋地管道防腐层质量

  
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