超声导波检测技术在埋地占压管道检测与风险分析中的应用

王遂平，龙媛媛，张春茂，刘 瑾，刘 超

（1.胜利油田技术检测中心腐蚀与防护研究所，东营 257000；2.中国石化集团国际石油勘探开发有限公司，北京 100083）

由于城市建设的不断加快和频繁的农、渔业活动，导致管道被占压现象日益严重。管道被占压的危害主要体现在以下两方面：占压施工的过程大大增加了管道外防腐层被破坏，甚至导致管道管体出现变形和损伤的可能；占压或穿越管线一旦发生泄漏或爆裂，将引起不可估量的损失［1］。2010年4月28日，国家安全生产监督管理总局下发的68号《输油气管道违章占压预防和清理工作通知》对输油气管道违章占压预防和清理工作做了明确要求。含缺陷管道的检测问题一直是困扰管道安全工作者的重要课题，特别是对于埋地占压、穿跨越管线，由于服役环境难以触及，使常规无损检测技术无法实施，即便勉强做到局部开挖，也只能是点对点的局部抽查，无法实施100%的全面检测。

超声导波检测技术具有检测距离长、可对被检管道实施100%的全面检测等区别于其它常规无损检测技术的显著优势，特别适合于服役环境不可接触且不能实施内检测的管道检测。笔者利用Wavemaker G3超声导波检测系统，对某φ529mm原油长输管道选取了8区段进行了检测试验，根据检测结果，综合分析了超声导波检测技术对于埋地占压管道的检测适用性以及高速公路、高层建筑、普通平房等不同类型的占压对管道的危害性，对于埋地占压管道的检测评估与风险分析具有一定的指导意义。

1 技术原理简介

目前世界上英国焊接研究所、英国GUL公司和美国西南研究院三家机构研制出了导波检测设备。该方法的原理是利用探头产生沿管道传播的低频超声导波（包括纵波、横波、扭转波等），以发现不同性质的缺陷。利用回波指示缺陷，判断管道的腐蚀程度和位置，但无法测试管道的真实残余壁厚或最小壁厚［2］；管道环向的超声波探头均匀地间隔排列，使得超声波以管道轴心为对称传播，实现了对整个管体的100%检测；导波频率范围为20～100kHz，由于导波的频率低，因此衰减慢，传播距离长。

2 检测试验

2.1 检测区段选择与分布

利用Wavemaker G3超声导波检测系统，对中石化油气储运分公司徐州管道局下属的东营－黄岛φ 529mm原油长输管线广饶－寿光段选择了8区段实施了超声导波检测，详见表1。

表1 超声导波检测区段及占压情况一览表

2.2 仪器参数与试验过程

传感器使用0.508m（20in.）的传感器环，传感器模块数量为40个，频率为5～100kHz，耦合方式为干耦合，现场数据采集前设备经调试校准合格。

2.3 检测结果

超声导波检测的8区段中，有三区段检出疑似腐蚀信号，分别为：在16 545点导波有效距离内覆盖的区段检出腐蚀疑似信号5处；17 335点导波有效距离内覆盖的区段检出腐蚀疑似信号3处；17 383点导波有效距离内覆盖的区段检出腐蚀疑似信号1处，详见表2。

表2 检出的疑似腐蚀信号列表

3 综合分析

3.1 管道占压或穿跨越段的隐患危险性

16 480点处的超声导波检测图谱见图1。

图1 16 480点超声导波检测图谱

由图1可见，16 480点处导波负向的检测距离约为15m，正向的检测距离约为10m，而16 480点的负向恰好为20m的穿越公路段。推测导波负向检测距离长的原因应为公路穿越施工过程中对管段进行了隔离保护，隔离保护装置内的管段即相当于架空敷设，而超声导波检测架空管道的距离远高于埋地管道［3］，因此导波负向的检测距离比正向长。

综合分析房屋占压及公路穿越类管段，通常高速公路、国家重点公路或高层建筑的施工过程中，都会对占压管段实施隔离保护。只要施工过程中没有对管道造成损伤，则该类管道的隐患危险性会大大降低。

3.2 管道占压区段腐蚀缺陷分析

广饶－寿光段超声导波检测的8区段中，只有三区段检出疑似腐蚀信号，其中16 545点处正负向覆盖的区段均没有占压物，但该点覆盖的区段检出腐蚀疑似信号5处（图2及表2）；17335点正向覆盖的区段有房屋占压，检出腐蚀疑似信号2处，负向覆盖的区段没有占压物，检出腐蚀信号1处（图3及表2）；17 383点负向覆盖的区段没有占压物，检出腐蚀疑似信号1处（图4及表2），即占压区段检出腐蚀疑似信号2处，非占压区段检出腐蚀疑似信号7处。

分析上述检测结果，未发现占压区段腐蚀几率高于非占压区段，只要占压施工过程中没有损伤管道，则普通平房占压没有对本次检测的φ529mm管道产生较大影响。

4 结论与建议

（1）Wavemaker G3超声导波检测系统对于埋地管道的单项检测距离为10～15m，对于占压距离＜30m的管段可以实施100%全面检测分析。

（2）通常高速公路、国家重点公路或高层建筑的施工过程中，都会对占压管段实施隔离保护，只要施工过程中没有对管道造成损伤，则该类管道的隐患危险性会大大降低。

（3）文章检出的9处腐蚀疑似信号中，分布在占压区段的有2处，分布在非占压区段的有7处，未发现占压区段腐蚀几率高于非占压区段，只要占压施工过程中没有损伤管道，则普通平房占压不会对φ529mm管道产生较大影响。

（4）管道占压及穿跨越问题，建议开展占压点专项检测。在检测的基础上根据《管道法》要求，积极向政府有关部门汇报，争取早日清理违章占压。同时对于风险较大的占压点实施重点监控，做好应急预案以及提前改线。

［1］龙媛媛，石仁委，柳言国，等.油田埋地管线腐蚀检测与防护［J］.石油化工腐蚀与防护，2009，26（6）：14－17.

［2］苏建国，龙媛媛，柳言国，等.管壁厚度与缺陷外检测技术的现状［J］.油气储运，2009，28（5）：56－58.

［3］周正干，冯海伟.超声导波检测技术的研究进展［J］.无损检测，2006，28（2）：1－4.