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1、第1期·控制与测量· 43漏磁检测技术在我国管道腐蚀检测上的应用和发展金 虹(中国石油天然气管道技术公司,河北廊坊065000)【摘要】国内大量管道防腐层老化,腐蚀状况严重,急需进行腐蚀检测。中国石油天然气管道局引进大量国外先进的漏磁检测设备,开展管道在线检测。实践证明利用检测结果科学地管理、维护管道,会给管道业主带来显著的经济效益和社会效益。目前该项技术发展很快,预计在近几年内,国内漏磁管道检测水平将达到国际先进水平。关键词:腐蚀 漏磁检测 技术 应用 发展中图分类号:TE97316文献标识码:B文章编号:1004-9614(2003)01-
2、0043-041 前言管道运输是石油、天然气运输采用的主要方式。目前,在我国近70%的原油、100%的天然气是通过管道运输的。据不完全统计,我国已建成的石油、天然气长输管道总里程超过了2万公里,正在建设和拟建的管道也有近万公里,油田集输管网、炼油厂、城市管网累计达数十万公里。由于输送管线穿越地域广阔,服役环境复杂,位置隐蔽,一旦发生失效破坏,往往造成很大的经济损失,导致人身伤亡等灾难性事故,破坏生态环境。据统计,我国现有的长距离油气输送管线,其中70%已进入事注:图中Wt代表管道正常壁厚,SO代表超声波探头故多发期,每年因管线老化造成的管道事故频繁
3、,潜在与管道内表面间的标准位移图1 超声波检测原理图危险很大。 由于超声波的传导必须依靠液体介质,且容易被2 常用的管道腐蚀检测方法蜡吸收,所以超声波检测器不适合在气管线和含蜡高的油管线进行检测,具有一定局限性。为解决管道安全生产的问题,世界上一些先进国212 漏磁检测法家早在60年代就开始管内检测设备的研制。经过几漏磁式管道腐蚀检测设备的工作原理是利用自身十年的不断发展和完善,目前技术成熟,被国内外广泛携带的磁铁,在管壁圆周上产生一个纵向磁回路场。采用的管道内检测技术有超声波检测法和漏磁检测法如果管壁没有缺陷,则磁力线封闭于管壁之内,均匀分两种
4、类型,这两种检测设备都可以在管道输送介质的布。如果管内壁或外壁有缺陷,磁通路变窄,磁力线发驱动下,在线检测出管道上存在的各种缺陷,为管道事生变形,部分磁力线将穿出管壁产生漏磁(Magnetic故的预防及管道的合理维护提供科学的依据。FluxleakageMFL)。如图2所示。211 超声波检测法漏磁场被位于两磁极之间的、紧贴管壁的探头检超声波检测技术是利用超声波在匀速传播且可在测到,并产生相应的感应信号,这些信号经滤波、放大、金属表面发生部分反射的特性进行管道探伤检测的。模数转换等处理后被记录到检测器上的存储器中,检检测器在管内运行时用检测器探头发
5、射的超声波分别测完成后,再通过专用软件对数据进行回放处理、判断在管道内外表面反射后被检测器探头接收。检测器的识别。数据处理单元便可通过计算探头接收到两组反射波的 关于漏磁场强度,可以用安培环电流法分析和计时间差乘以超声波传播的速度,得出管道的实际壁厚算。安培在解释铁磁性材料的磁化和永磁体现象时提(超声波检测原理见图1)。44 管道技术与设备2003年图2 漏磁检测原理出了著名的环电流模型。他认为,在铁磁性物体的内的深度、轴向长度等信息。部充满了小的环形电流,在未受磁化时,这些小的环电目前,漏磁检测技术被广泛地应用在长输管道、炼流的取向是完全无
6、规则的,其磁性互相抵消,整个物体油厂管网、城市管网和海底管线的检测上。表现不出任何磁性,当受到外磁场的作用之后,这些小3 在我国管道检测中的应用情况电流转向磁极沿外磁场方向排列,结果在物体的内部电流互相抵消,在物体的表面上则形成了沿表面流动目前国内已建成管道的70%已运营超过20年,的大的环电流,这种变化过程引起了磁场的改变。美国材料试验协会研究表明,随着管道运行年限的增用上述模型很容易定性地解释由缺陷造成的铁磁加,管道运行的危险系数便会成倍增加,趋势如图3。性物体内部磁力线的变化,并且还可以得出埋藏在材料内部的缺陷同样可以产生漏磁场这一重要理论。
7、对于存在缺陷的管壁,当检测器通过时,由于永磁体的磁化,沿缺陷表面产生环电流。这个环电流正是产生漏磁场的源,可以用毕奥-萨格尔定律来计算漏磁场:→→→1Idl×rH=3图3 管道运行危险系数趋势图4π∫r 我国早期建设的管道防腐手段落后,管道建设施→式中r———线元dl至观测点之间的距离矢量,m;工很不规范,许多竣工资料与管道实际状况严重不符,I———电流强度,A;因非自然因素造成的管道损伤时有发生,许多管道公→H———观测点的磁场强度。司不仅不了解自己管道的腐蚀状况,甚至不了解部分依据上述不难得出结论:对于位于管内壁的检测管道的走向、埋深、实际长
8、度等基本情况。探头来说,管内壁和外壁缺陷引起的漏磁场都可以检随着科学技术的不断发展和人们环保意识的不断测到。增强,国内管道
