漏磁檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)管道腐蝕檢測(cè)上的應(yīng)用和發(fā)展.pdf

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1、第1期·控制與測(cè)量·　　　43漏磁檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)管道腐蝕檢測(cè)上的應(yīng)用和發(fā)展金　虹(中國(guó)石油天然氣管道技術(shù)公司,河北廊坊065000)【摘要】國(guó)內(nèi)大量管道防腐層老化,腐蝕狀況嚴(yán)重,急需進(jìn)行腐蝕檢測(cè)。中國(guó)石油天然氣管道局引進(jìn)大量國(guó)外先進(jìn)的漏磁檢測(cè)設(shè)備,開(kāi)展管道在線(xiàn)檢測(cè)。實(shí)踐證明利用檢測(cè)結(jié)果科學(xué)地管理、維護(hù)管道,會(huì)給管道業(yè)主帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展很快,預(yù)計(jì)在近幾年內(nèi),國(guó)內(nèi)漏磁管道檢測(cè)水平將達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。關(guān)鍵詞:腐蝕　漏磁檢測(cè)　技術(shù)　應(yīng)用　發(fā)展中圖分類(lèi)號(hào):TE97316文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1004-9614(2003)01-

2、0043-041　前言管道運(yùn)輸是石油、天然氣運(yùn)輸采用的主要方式。目前,在我國(guó)近70%的原油、100%的天然氣是通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)?。?jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)已建成的石油、天然氣長(zhǎng)輸管道總里程超過(guò)了2萬(wàn)公里,正在建設(shè)和擬建的管道也有近萬(wàn)公里,油田集輸管網(wǎng)、煉油廠、城市管網(wǎng)累計(jì)達(dá)數(shù)十萬(wàn)公里。由于輸送管線(xiàn)穿越地域廣闊,服役環(huán)境復(fù)雜,位置隱蔽,一旦發(fā)生失效破壞,往往造成很大的經(jīng)濟(jì)損失,導(dǎo)致人身傷亡等災(zāi)難性事故,破壞生態(tài)環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有的長(zhǎng)距離油氣輸送管線(xiàn),其中70%已進(jìn)入事注:圖中Wt代表管道正常壁厚,SO代表超聲波探頭故多發(fā)期,每年因管線(xiàn)老化造成的管道事故頻繁

3、,潛在與管道內(nèi)表面間的標(biāo)準(zhǔn)位移圖1　超聲波檢測(cè)原理圖危險(xiǎn)很大?！　∮捎诔暡ǖ膫鲗?dǎo)必須依靠液體介質(zhì),且容易被2　常用的管道腐蝕檢測(cè)方法蠟吸收,所以超聲波檢測(cè)器不適合在氣管線(xiàn)和含蠟高的油管線(xiàn)進(jìn)行檢測(cè),具有一定局限性。為解決管道安全生產(chǎn)的問(wèn)題,世界上一些先進(jìn)國(guó)212　漏磁檢測(cè)法家早在60年代就開(kāi)始管內(nèi)檢測(cè)設(shè)備的研制。經(jīng)過(guò)幾漏磁式管道腐蝕檢測(cè)設(shè)備的工作原理是利用自身十年的不斷發(fā)展和完善,目前技術(shù)成熟,被國(guó)內(nèi)外廣泛攜帶的磁鐵,在管壁圓周上產(chǎn)生一個(gè)縱向磁回路場(chǎng)。采用的管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)有超聲波檢測(cè)法和漏磁檢測(cè)法如果管壁沒(méi)有缺陷,則磁力線(xiàn)封閉于管壁之內(nèi),均勻分兩種

4、類(lèi)型,這兩種檢測(cè)設(shè)備都可以在管道輸送介質(zhì)的布。如果管內(nèi)壁或外壁有缺陷,磁通路變窄,磁力線(xiàn)發(fā)驅(qū)動(dòng)下,在線(xiàn)檢測(cè)出管道上存在的各種缺陷,為管道事生變形,部分磁力線(xiàn)將穿出管壁產(chǎn)生漏磁(Magnetic故的預(yù)防及管道的合理維護(hù)提供科學(xué)的依據(jù)。FluxleakageMFL)。如圖2所示。211　超聲波檢測(cè)法漏磁場(chǎng)被位于兩磁極之間的、緊貼管壁的探頭檢超聲波檢測(cè)技術(shù)是利用超聲波在勻速傳播且可在測(cè)到,并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號(hào),這些信號(hào)經(jīng)濾波、放大、金屬表面發(fā)生部分反射的特性進(jìn)行管道探傷檢測(cè)的。模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后被記錄到檢測(cè)器上的存儲(chǔ)器中,檢檢測(cè)器在管內(nèi)運(yùn)行時(shí)用檢測(cè)器探頭發(fā)

5、射的超聲波分別測(cè)完成后,再通過(guò)專(zhuān)用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回放處理、判斷在管道內(nèi)外表面反射后被檢測(cè)器探頭接收。檢測(cè)器的識(shí)別。數(shù)據(jù)處理單元便可通過(guò)計(jì)算探頭接收到兩組反射波的　　關(guān)于漏磁場(chǎng)強(qiáng)度,可以用安培環(huán)電流法分析和計(jì)時(shí)間差乘以超聲波傳播的速度,得出管道的實(shí)際壁厚算。安培在解釋鐵磁性材料的磁化和永磁體現(xiàn)象時(shí)提(超聲波檢測(cè)原理見(jiàn)圖1)。44　　　管道技術(shù)與設(shè)備2003年圖2　漏磁檢測(cè)原理出了著名的環(huán)電流模型。他認(rèn)為,在鐵磁性物體的內(nèi)的深度、軸向長(zhǎng)度等信息。部充滿(mǎn)了小的環(huán)形電流,在未受磁化時(shí),這些小的環(huán)電目前,漏磁檢測(cè)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在長(zhǎng)輸管道、煉流的取向是完全無(wú)

6、規(guī)則的,其磁性互相抵消,整個(gè)物體油廠管網(wǎng)、城市管網(wǎng)和海底管線(xiàn)的檢測(cè)上。表現(xiàn)不出任何磁性,當(dāng)受到外磁場(chǎng)的作用之后,這些小3　在我國(guó)管道檢測(cè)中的應(yīng)用情況電流轉(zhuǎn)向磁極沿外磁場(chǎng)方向排列,結(jié)果在物體的內(nèi)部電流互相抵消,在物體的表面上則形成了沿表面流動(dòng)目前國(guó)內(nèi)已建成管道的70%已運(yùn)營(yíng)超過(guò)20年,的大的環(huán)電流,這種變化過(guò)程引起了磁場(chǎng)的改變。美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)研究表明,隨著管道運(yùn)行年限的增用上述模型很容易定性地解釋由缺陷造成的鐵磁加,管道運(yùn)行的危險(xiǎn)系數(shù)便會(huì)成倍增加,趨勢(shì)如圖3。性物體內(nèi)部磁力線(xiàn)的變化,并且還可以得出埋藏在材料內(nèi)部的缺陷同樣可以產(chǎn)生漏磁場(chǎng)這一重要理論。

7、對(duì)于存在缺陷的管壁,當(dāng)檢測(cè)器通過(guò)時(shí),由于永磁體的磁化,沿缺陷表面產(chǎn)生環(huán)電流。這個(gè)環(huán)電流正是產(chǎn)生漏磁場(chǎng)的源,可以用畢奧-薩格爾定律來(lái)計(jì)算漏磁場(chǎng):→→→1Idl×rH=3圖3　管道運(yùn)行危險(xiǎn)系數(shù)趨勢(shì)圖4π∫r　　我國(guó)早期建設(shè)的管道防腐手段落后,管道建設(shè)施→式中r———線(xiàn)元dl至觀測(cè)點(diǎn)之間的距離矢量,m;工很不規(guī)范,許多竣工資料與管道實(shí)際狀況嚴(yán)重不符,I———電流強(qiáng)度,A;因非自然因素造成的管道損傷時(shí)有發(fā)生,許多管道公→H———觀測(cè)點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。司不僅不了解自己管道的腐蝕狀況,甚至不了解部分依據(jù)上述不難得出結(jié)論:對(duì)于位于管內(nèi)壁的檢測(cè)管道的走向、埋深、實(shí)際長(zhǎng)

8、度等基本情況。探頭來(lái)說(shuō),管內(nèi)壁和外壁缺陷引起的漏磁場(chǎng)都可以檢隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的不斷測(cè)到。增強(qiáng),國(guó)內(nèi)管道