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油氣管道檢測技術設計研究現狀(已修改)

2026-06-27 00:37 本頁面

　

【正文】專業資料整理分享油氣管道檢測技術研究現狀2014年5月8日目錄1 外檢測方法 2 管道本體檢測 2 超聲導波檢測技術 2 射線檢測法 4 渦流檢測 5 瞬變電磁檢測技術（TEM） 6 6 多頻管中電流測試法（PCM） 6 密間距電位測量方法（CIPS） 7 標準管/地點位檢測技術（P/S） 8 皮爾遜監測技術（PS） 8 泄漏檢測 8 光纖檢測法 8 聲頻檢測法 9 液體濃度檢測法 10 其他 102 內檢測方法 13 漏磁檢測技術 14 軸向磁場檢測技術 14 橫向磁場檢測技術 14 螺旋磁場檢測技術 15 超聲檢測技術 16 相控陣超聲波檢測器 16 彈性波管道檢測器 18 基于電磁超聲的管道檢測器 19 適用于氣體管道檢測的超聲波腐蝕檢測器 20 多種內檢測方法的結合應用 213 結束語 21參考文獻 23長輸管道在服役時主要受到內、外兩個不同環境的腐蝕，內部環境的腐蝕主要指管道運輸介質石油和天然氣中的H2S、Cl 及H2O 引起的腐蝕，此外還有管道內應力等引起的腐蝕。一般采用清理管道以去除污物或者往輸送介質中加入緩蝕劑等措施來減緩內腐蝕。外腐蝕一般因管道涂層/防腐層破壞、土壤腐蝕等造成，管道外腐蝕檢測一般是檢查涂層/防腐層及陰極保護防腐系統。根據管道檢測實施部位的不同，可將管道檢測技術分為外檢測技術和內檢測技術兩大類。1 外檢測方法根據檢測對象的不同，管道外檢測又可分為管道本體檢測、防腐層及陰保系統檢測以及泄漏檢測。管道本體檢測超聲導波檢測技術超聲導波檢測系統是利用探頭上的壓電陶瓷等材料和管壁緊密結合，激發出低頻超聲波信號，在鋼管中的頻率范圍為5~60kHz，傳播速度為3260m/s，聲波從固定在管道周圍的探頭環發射[1]。與傳統的超聲波檢測相比，超聲導波技術具有突出特點：一方面，在結構的一點處激勵超聲導波由于傳播路徑衰減小的特性，可以沿構件傳播多達幾十米的距離，且探頭所接收到的信號包含了有關激勵和接收兩點間結構的整體信息，因此實際上檢測的是一條線，而不是一個點；另一方面，由于超聲導波在管的內、外表面和中部都有質點的振動，聲場遍及整個壁厚，因此整個壁厚都可以被檢測到。這就意味著，超聲導波檢測系統可以同時檢測管道的內部和表面缺陷。導波主要分為圓柱體中的導波以及板中的SH波、SV波、蘭姆波(Lamb)和漏蘭姆波等。根據Silk和Bainton的理論，圓柱體中的導波又可分為軸對稱縱向模式、軸對稱扭轉模式和非軸對稱彎曲模式等。目前世界上主要有四家機構研制出了超聲導波檢測系統[2,3]，主要有英國TWI 公司的TELETEST超聲導波檢測儀；英國導波公司的WAVEMAKER導波檢測儀；美國西南研究院研制的MSS導波檢測儀；以色列SONIC 公司研制的ISONIC 系列導波等。其中前兩種導波設備是基于低頻超聲導波（LRUT）原理，MSS 設備是基于磁致伸縮導波原理。核心技術方面，超聲導波技術有兩大流派[1]：一個是導波公司（GWC），他們的技術特點是用切變模壓電陶瓷作換能器激發和接收導波，多通道多探頭；另一派是美國SWRI（美國西南研究院），其技術特點是用具有磁致伸縮效應的鎳（Ni）金屬片作換能器激發和接收導波。二者各具特色，總體來說Ni片做換能器相對比較簡單，成本較低，但采集到的數據少，可采用的分析與處理數據的方式方法也少；而壓電換能器通道多，采集到的數據多，可采用的分析與處理數據的方式方法也多，但設備復雜，價格較高。其中，SWRI的第三代MSSR3030R檢測系統，已經被廣泛應用于多種工業領域中，用于大型構件快速和低成本的檢測和長期狀態監測[4]。這種方法靈敏度高，不受管道內流動液體的影響，同時能快速提供大面積區域結構的綜合狀態信息。在管道檢測工程應用方面，王遂平等[2]利用Wavemaker G3超聲導波檢測系統對某529ｍｍ原油長輸管道選取了８區段進行了檢測試驗。結果表明，超聲導波技術對于埋地占壓管道的單項檢測距離為１０～１５ｍ，對于占壓距離＜30ｍ的管段可以實施100％全面檢測分析。此外，江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院的竇林彬等人[5],在多模態超聲導波管道檢測技術方面做了有益嘗試，擬用于實現大面積、長距離和復雜狀態管道的早期裂紋快速檢測超聲導波是一種新興的檢測手段，目前還在不斷的發展當中。導波檢測技術也存在一定的局限性，但是導波的在反應速度和掃查范圍等方方面有著獨特的優勢，尤其是對一些難以到達的管道的檢測優勢更為明顯，如海底、穿越、跨越、采油平臺立管等。超聲導波技術目前正向兩個方向發展：其他方法難以檢測到的損傷與缺陷材料檢測的研究，如纖維增強型復合材料；大型構件檢測的理論研究，如大型儲罐、航天行業等。射線檢測法射線檢測法起步較早，應用最為普遍，一般用于陸上管道敷設施工中管溝回填前對管道焊縫的檢測。一般使用帶有X 射線或放射性同位素源的爬行器。目前進一步發展了先進的直接數字射線成像技術。數字X射線技術主要包括CR和DR成像檢測技術，CR技術即計算機X射線成像技術，是用影像板IP替代傳統的膠片，DR則是指直接采用電子掃描成像技術。CR和DR技術已經開始在臨床醫學、非標件的無損檢測等領域大量推廣應用，其成像面板主要被柯達、GE等少數在成像材料研制方面領先的大公司壟斷。GE公司研制的DXR250V，其生成的射線圖像可直接顯示在屏幕上，與計算機連接也較方便[6]。CR和DR技術具有不用成像膠片、更寬的動態范圍和更小的像素尺寸等優點，在圖像的對比度、寬容度和所具備的灰階指數方面都優于膠片，數字射線成像能夠通過網絡共享和評估影像，加快工作流程，在管道環焊縫檢測領域發展潛力巨大[7]。圖1所示為射線高清攝像和射線普

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