不开挖检测技术在输气管线中的应用

杜　芬

（中原油田分公司天然气产销厂，河南　濮阳　457001　）

不开挖检测技术在输气管线中的应用

杜芬

（中原油田分公司天然气产销厂，河南濮阳457001）

摘要：管道运行一段时间后，外防腐层可能发生老化现象，并且管道外防腐层破损点处管体可能发生腐蚀，同时管道内腐蚀现象可能存在。为此，为保证管道平稳安全运行，有必要对管道进行全面有效的腐蚀检测评价，从而保证管道介质输送安全。不开挖管道检测技术能在管线不开挖的条件下准确检测管线的腐蚀安全状况。不开挖检测技术主要包括RD-PCM+管道外防腐层防护状态检测与评价技术、TEM管体剩余壁厚检测技术以及金属磁应力检测技术等。该项技术在中原油田分公司天然气产销厂文柳Φ630管线得到很好的应用。

关键词：不开挖；外防腐层检测；剩余壁厚检测；磁应力

1　技术原理

1.1RD-PCM+管道外防腐层防护状态检测与评价技术

PCM通过管中电流法和地面电场法实现管道外防腐层的检测和评价。PCM发送机给管道施加近似直流定位电流，接受机在地面管道上方跟踪、采集该信号，便能测绘出管道上各处的电流强度。由于管道防腐层存在弱而稳定的导电性，在管道外防腐层完好时，随着检测距离的增加电流强度呈指数衰减规律。在管径、管材、土壤环境不变的情况下，管道的防腐层的绝缘性越好，施加在管道上的电流损失越少，衰减越慢；如果管道防腐层损坏，绝缘性变差，管道上电流损失就越严重，衰减就越快。见图11.2管道剩余壁厚检测（TEM）技术

图1　交变电流梯度法检测工作原理

管道壁厚TEM检测方法是基于瞬变电磁（TEM）原理，用不接地回线向金属管道发送一次脉冲磁场，用接收回线测量二次涡流磁场，根据不同规格、材质的管道在瞬变衰减特征上的区别来评估管体金属损失的一种检测手段。在稳定激励电流小回线周围建立起一次磁场，瞬间断开激励电流便形成了一次磁场“关断”脉冲。这一随时间陡变的磁场在管体中激励起随时间变化的“衰变涡流”，从而在周围空间产生与一次场方向相同的二次“衰变磁场”，二次磁场穿过接收回线中的磁通量随时间变化，在回线中激励起感生电动势，最终观测到用激励电流归一化的二次磁场衰变曲线——瞬变响应。

管体瞬变响应的幅值及其时变特征与管体几何尺寸和管、内外介质等因素有关（见图2：物理模型断面）。图中为管道中心埋深；分别为管道的内半径、外半径和防腐层外半径；和分别为管外介质、防腐层和管内介质的磁导率、电导率与介电常数；为管体的磁导率与电导率。

图2　物理模型断面

图3　TEM衰减曲线图

1.3金属磁记忆检测

金属磁记忆检测技术利用处于地球磁场中的铁磁性金属的磁性能在应力和变形集中区域内产生不可逆转的变化，即在金属与介质边界产生磁导率跃变，其表面产生漏磁场的原理进行金属管道应力、变形检测。通过测量管道上方的磁场即可准确地确定铁磁性管道上的应力集中区，即设备上最易导致危险的区域。金属磁记忆检测原理实际上是磁弹性和磁机械效应共同作用的结果。

2　技术特点

2.1RD-PCM+管道外防腐层防护状态检测与评价技术

（1）精确探测定位管道。

（2）采集数据，评价防腐层性能。

（3）准确定位破损点。

2.2管道剩余壁厚检测（TEM）技术

非开挖、非接触定量评价金属管道平均剩余壁厚。

2.3金属磁记忆检测

非开挖、非接触进行金属管道应力集中、变形检测。

3　不开挖检测技术在输气管线中的应用

文柳Φ630输气管线全长14km，起点文留工业配气站，终点柳屯工业配气站，是将文留地区的伴生气输送到柳屯配气站供化工厂三气、四气处理的管线.2001年6月由中原石油勘探局工程建设总公司施工，2002年3月竣工投产，设计压力1.6Mpa，管线规格为Φ630×8，管线材质Q235B钢。近两年来该管线连续多次发生穿孔事件。为摸清管线全线安全状况，应用不开挖检测技术对全线进行了检测。首先应用RD-PCM+管道外防腐层防护状态检测与评价技术，查找管道全线的防腐层破损情况，分别确定具体位置，进行防腐层泄漏点一、二、三级分类，然后对管道管体进行剩余壁厚检测，应用金属磁记忆检测技术对管道管体应力状况进行评价。通过不开挖检测技术的应用对全线腐蚀状况有了一个全面的掌握，对管线的修复提供了可靠的技术支撑。

4　结论

不开挖检测技术在不开挖管道的条件下对输气管道的腐蚀状况以及管体状态进行检测与评价，为管线的维修与改造提供依据。同时，因其检测无需开挖，既方便又节约管线开挖资金，有很大的经济效益和社会效益。