油气管道无损检测技术

1、合用文档油气管道无损检测技术管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段,在世界各地获取了宽泛应用,为了保障油气管道安全运行,延长使用寿命,对付其如期进行检测,以便发现问题,采用措施。一、管道元件的无损检测（一）管道用钢管的检测埋地管道用管材包括无缝钢管和焊接钢管。对于无缝钢管采用液浸法或接触法超声波检测主要来发现纵向弊端。液浸法使用线聚焦或点聚焦探头,接触法使用与钢管表面切合优异的斜探头或聚焦斜探头。所有种类的金属管材都可采用涡流方法来检测它们的表面和近表面弊端。对于焊接钢管，焊缝采用射线抽查或100%检测，对于100%检测，平时采用X射线实时成像检测技术。（二）管道用螺栓件对于直径

2、50mm的钢螺栓件需采用超声来检测螺栓杆内存在的冶金弊端。超声检测采用单晶直探头或双晶直探头的纵波检测方法。二、管道施工过程中的无损检测（一）各种无损检测方法在焊管生产中的配置外国在生产中老例的主要无损检测配置以以下图一中的A、B、C、E、F、G、H工序。我国当前生产中的检测配置主要岗位以以下图中的A、C、D、E、F、G、H工序。标准文案合用文档图一大口径埋弧焊街钢管生产无损检测岗位配置（二）超声检测全自动超声检测技术当前在外国已被大量应用于长输管线的环焊缝检测，与传统手动超声检测和射线检测对照，其在检测速度、弊端定量正确性、减少环境污染和降低作业强度等方面有着明显的优越性。全自动相控阵超声检

3、测系统采用地域划分方法，将焊缝分成垂直方向上的若干个区，再由电子系统控制相控阵探头对其进行分区扫查，检测结果以双门带状图的形式显示，再辅以TOFD(衍射时差法)和B扫描功能，对焊缝内部存在的弊端进行解析和判断。全自动超声波现场检测时情况复杂，特别是轨道地址部署的精确度、试块的校准收效、现场扫查温度等因素会对检测结果产生强烈的影响，因此对检测结果的评判需要对多方面情况进行综合考虑，收集各种信息，才能减少失误。（三）射线检测射线检测一般使用X射线周向曝光机或射线源，用管道内爬行器将射线源送入管道内部环焊缝的地址，从外面采用胶片一次曝光，但胶片办理和议论需要较长的时间，经常影响管道施工的进度，因此，

4、近来几年来国内外均开发出特地用于管道环焊缝检测的X射线实时成像检测设备。标准文案合用文档图二管道环焊缝自动扫描X射线实时成像系统图二为美国Envision公司生产的管道环焊缝自动扫描X射线实时成像系统，该设备采用当前最先进的CMOS成像技术，用该设备完成609mm(24in)管线连接焊缝的整周高精度扫描只需12min，扫描宽度可达75mm，该设备图像分辨率可达80m，达到和高出一般的胶片成像系统。（四）磁粉检测磁粉检测的基础是弊端处漏磁场与磁粉的磁相互作用。铁磁性资料或工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面或近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照

5、下目视可见的磁痕，进而显示出不连续性的地址、形状和大小。国内很少对焊管坡口面进行磁粉检测。外国使用的自动检测系统，主要采用荧光磁悬液湿法检测。自动磁粉检测设备采用磁化线圈在钢管壁厚方向对坡口面局部磁化，同时在坡口表面喷洒荧光磁悬液，依靠在该部位装置的高分辨率摄像系统，将磁化、磁悬液喷洒地域的影像传输在旁边的监察屏上，操作人员监察屏幕，就可以实时发现磁痕影像，找出弊端。磁粉检测合用于检测铁磁性资料表面和近表面的弊端，因此对于奥氏体不锈钢和有色金属等非铁磁性资料不能够用磁粉检测的方法进行探伤。由标准文案合用文档于马氏体不锈钢、积淀硬化不锈钢拥有磁性，因此能够进行磁粉检测。磁粉检测能够发现表面和近表

6、面的裂纹、夹杂、气孔、未熔合、未焊透等弊端，但难以发现表面浅而宽的凹坑、埋藏较深的弊端及与工件表面夹角极小的分层。三、钢质管道管体无损检测技术钢质管道管体的无损检测，主要就是管体的完满性（如节余壁厚、管道弊端、表面腐化形态、腐化产物种类、腐化深度等）检测。表一列出了当前常用的管道检测技术及其检测内容。表一管道检测技术分类（一）弹性波检测技术弹性波检测是利用管道泄漏引起的管道内压力波的变化来进行诊断定位，一般可分为声波、负压力波和压力波三种。其主要工作原理是利用部署好的传感器来检测管道泄漏时产生的弹性波并进行探测定位。这种技术的要点是划分正常操作时和发生泄漏时的弹性波。当前有两种方法，一标准文案

7、合用文档种是利用硬件电路的延时来进行信号过滤，另一种是结合结构模式鉴识和神经网络来划分正常操作时和发惹祸故时产生的不同样波形，进而更好地监测管道的运行。（二）漏磁通检测技术漏磁式管道腐化检测设备的工作原理是利用自己携带的磁铁，在管壁圆周上产生一个纵向磁回路场。若是管壁没出弊端，则磁力线封闭于管壁之内，均匀分布。若是管内壁或外壁出弊端，则磁通路变窄，磁力线发生变形，部分磁力线将穿出管壁产生漏磁。漏磁检测原理图三所示。图三漏磁检测原理漏磁场被位于两磁极之间的紧贴管壁的探头检测到，并产生相应的感应信号。这些信号经滤波、放大、模数变换等办理后被记录到检测器上的储藏器中，检测完成后，再经过专用软件对数据

8、进行回放办理、判断鉴识。从整个检测过程来说，漏磁检测可分为图四所示的四个部分：图四漏磁检测流程图漏磁检测技术的优点：（1）易于实现自动化；较高的检测可靠性；（2）能够实现弊端的初步量化；（3）在管道检测中，厚度达到30mm的壁厚范标准文案合用文档围内，可同时检测内外壁弊端；（4）高效，无污染，自动化的检测能够获得很高的检测效率。漏磁检测技术的限制性：（1）只合用于铁磁资料；（2）检测矫捷度低；3）弊端的量化大概；（4）受被检测工件的形状限制由于采用传感器检测漏磁通，漏磁场方法不合适检测形状复杂的试件；（5）漏磁探伤不合适开裂很窄的裂纹，特别是闭合型裂纹；（6）不能够对弊端的种类也许弊端的严重程

9、度直接作定量性的解析。（三）超声波检测技术管道超声检测是利用现有的超声波传感器测量超声波信号往返于弊端之间的时间差来测定弊端和管壁之间的距离；经过测量反射回波信号的幅值和超声波探头的发射地址来确定弊端的大小和方向。图五为超声波检测原理图,图中Wt代表管道正常壁厚,SO代表超声波探头与管道内表面间的标准位移。图五超声波检测原理图超声波检测技术的优点：（1）检测速度快，检测成本低；（2）检测厚度大，矫捷度高；（3）弊端定位较正确；（4）对细微的密闭裂纹类弊端灵标准文案合用文档敏度高。超声波检测的弊端：（1）由于受超声波波长的限制，该检测法对薄管壁的检测精度较低，只合适厚管壁，同时对管内的介质要求较

10、高；（2）当弊端不规则时，将出现多次反射回波，进而对信号的鉴识和弊端的定位提出了较高要求；（3）由于超声波的传导必定依靠液体介质，且简单被蜡吸取，因此超声波检测器不合适在气管线和含蜡高的油管线进步行检测，拥有必然限制性。（四）电磁超声检测电磁超声技术（EMAT）是20世纪70年代发展起来的无损检测新技术。这一技术是以洛仑兹力、磁致伸缩力、电磁力为基础，用电磁感觉涡流原理激发超声波。电磁超声的发射和接收是基于电磁物理场和机械波振动场之间的相互转变，两个物理场之间经过力场相互联系。从物理学可知，在交变的磁场中，金属导体内将产生涡流，同时该电流在磁场中会碰到洛仑兹力的作用，而金属介质在交变应力的作用

11、下将产生应力波，频率在超声波范围内的应力波即为超声波。与之相反，该效应拥有可逆性，返回声压使质点的振动在磁场作用下也会使涡流线圈两端的电压发生变化，因此能够经过接收装置进行接收并放大显示。人们把用这种方法激发和接收的超声波称为电磁超声。与传统压电超声换能器对照，EMA的优点主要有：（1）非接触检测，不需要耦合剂；（2）可产生多种模式的波，合适做表面弊端检测；（3）合适高温检测；（4）对被探工件表面质量要求不高；（5）在实现同样功能的标准文案合用文档前提下，EMAT探伤设备所用的通道数和探头数都少于压电超声；（6）发现自然弊端的能力强，对不同样的入射角有明显的端角反射，对表面裂纹检测矫捷度较高。

12、EMA的弊端：（1）EMAT的换能效率要比传统压电换能器低2040dB；2）探头与试件距离应尽可能小；（3）EMAT仅能应用于拥有优异导电性能的资料中。（五）涡流检测技术涡流检测技术是当前采用较为宽泛的管道无损检测技术，其原理为：当一个线圈通交变电时，该线圈将产生一个垂直于电流方向（即平行于线圈轴线方向）的交变磁场，把这个线圈凑近导电体时，线圈产生的交变磁场会在导电体中感觉出涡电流（简称涡流），其方向垂直于磁场并与线圈电流方向相反。导电体中的涡流自己也要产生交变磁场，该磁场与线圈的磁场发生作用，使经过线圈的磁通发生变化，这将使线圈的阻抗发生变化，进而使线圈中的电流发生变化。经过监测线圈中电流的

13、变化（激励电流为恒定值），即可探知涡流的变化，进而获取有关试件材质、弊端、几何尺寸、形状等变化的信息。涡流检测技术可分为老例涡流检测、透射式涡流检测和远场涡流检测。老例涡流检测碰到趋肤效应的影响，只合适于检测管道表面也许亚表面弊端，而透射式涡流检测和远场涡流检测则战胜了这一弊端，其检测信号对管内外壁拥有同样的检测矫捷度。其中远场涡流法拥有检测结果便于自动化检测(电信号输出)、检测速度快、合适表面检测、合用范围广、安全方便以及耗资的物品最少等特点，在发达国家获取宽泛的重视，宽泛用于在标准文案合用文档用管道的检测。涡流检测技术的优点：（1）检测速度高，检测成本低，操作简略；（2）探头与被检工件能够

14、不接触，不需要耦合介质；（3）检测时能够同时获取电信号直接输出指示的结果，也能够实现屏幕显示；（4）能实现高速自动化检测，并可实现永久性记录。涡流检测技术的弊端：（1）只合用于导电资料，难以用于形状复杂的试件；（2）只能检测资料或工件的表面、近表面弊端；（3）检测结果不直观，还难以鉴识弊端的种类、性质以及形状、尺寸等；（4）检测时受搅乱影响的因素很多，易产生伪显示。（六）激光检测技术激光检测系统主要包括激光扫描探头、运动控制和定位系统、数据收集和解析系统三个部分，利用了光学三角测量的基根源理。与传统的涡流法和超声波法对照，激光检测（或轮廓测量）技术拥有检测效率高、检测精度高、采样点密集、空间分

15、辨力高、非接触式检测，以及可供应定量检测结果和供应被检管道任意地址横截面显示图、轴向张开图、三维立体显示图等优点。但是激光检测方法只能检测物体表面，要全面掌握被测对象的情况，必定结合多种无损检测方法，扬长避短。（七）管道机器人检测技术管道机器人是一种可在管道专家走的机械，能够携带一种或多种传感器，在操作人员的远端控制下进行一系列的管道检测维修作业，是一种理想的管道自动化检测装置。标准文案合用文档一个完满的管道检测机器人应当包括搬动载体、视觉系统、信号传达系统、动力系统和控制系统。管道机器人的主要工作方式为:在视觉、位姿等传感器系统的引导下，对管道环境进行鉴识，凑近检测目标，利用超声波传感器、漏

16、磁通传感器等多种检测传感器进行信息检测和鉴识，自动完成检测任务。其核心组成为管道环境鉴识系统（视觉系统）和搬动载体。当前外国的管道机器人技术已经发展得比较成熟，它不但能进行管道检测，还拥有管道保护与维修等功能，是一个综合的管道检测维修系统。四、管道外覆盖层检测技术（一）PCM检测法PCM（多频管中电流检测法）议论的核心是遥控地ICI电流信号的张弱来控制发射到管道表ICI的电流，经过检测到的电流变化规律，进而判断外防腐层的破坏定位与老化程度。加载到管道上的电流会产生相应的电磁场，磁场张弱与加载电流的大小成正比，同时随着传输距离增大，电流信号逐渐减小。当管道外涂层有破坏时，电流经过破坏点流向大地，

17、该点处的电流衰减率突然增大，可判断外涂层破坏点的地址。但PCM法对较近的多条管道难以分辨、在管道交织、拐点处及存在交流电搅乱时，测得数据误差大。（二）DCVG检测技术DCVG（直流电压梯度测试技术）的原理是对管道上加直流信号时，在管道防腐层破坏裸漏点和土壤之间会出现电压梯度。在破坏裸漏点周边部位，电流密度将增大，电压梯度也随着增大。宽泛情况下，裸漏面积与电标准文案合用文档压梯度成正。直流电压梯度检测技术就是基于上述原理的。在用DCVG测量时，为了便于对信号的观察和讲解，需要加一个断流器在阴极保护输出上。测量过程中，沿管线以2m的间隔在管顶上方进行测量。DCVG的优点为能正确地测出防腐层的破坏地

18、址，判断弊端的严重程度和估计弊端大小，此后依照检测结果供应合理的保护和改造建议；测量操作简单，正确度高，在测量过程中不受外界搅乱，几乎不受地形影响。缺点在于整个过程需沿线步行检测，不能够指示管道阴极保护的收效和涂层剥离；环境因素会引起必然误差，如杂散电流、地表土壤的电阻率等。（三）Pearson检测法Pearson检测法（皮尔逊检漏法）的原理是对管道施加交流信号，此信号会经过管道防腐层的破坏点处流失到土壤中，因此距离破坏点越远，电流密度越小，破坏点的上方地表形成一个交流电压梯度。检测过程中，两位测试员相距36m，脚穿铁钉鞋或手握探针，将各探测的的电压信号发回接收装置，信号经滤波、放大，即能获取检测结果。Pearson检测法是当前国内最常用的检测技术，其优点是：（1）有较成熟的使用经验，并且检测速度较快，能沿线检测防腐层破坏点和金属物体；（2）能鉴识破坏点大小，还能够测到渺小漏点，长输管道的检测与运行保护中有优异的使用反响。Pearson检测法的不足之处在于，（1）整个检测过程需步行；（2）不能指明出弊端的破坏程度；（3）对操作者的技术求高；（4）在水泥或沥青地面上检测接地困难。标准文案合用文档（四）标准管/地（P/S