无损检测方法在天然气长输管道裂纹检测中的应用

王占君（辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司，辽宁 阜新 123000）

对于整个世界范围内，石油以及天然气输送过程中，长输管道输送属于最为关键形式。然而，从已建成管道方面来看，对于整个全球，输气管道占据比例较大，达到60%左右。然而，在所有输气管道中，趋于老化比例非常高，接近大约50%。由于管道出现裂纹，容易进一步导致安全事故，管道容易出现漏气诸多不良现象，同时可能引起污染，最终容易引起经济方面重大损失。

1 无损检测方法在天然气长输管道裂纹检测中的实际意义

对于天然气管道，常见裂缝涉及范围较广，比如说，过度疲劳引起的裂纹，或者说氢致裂纹，应力腐蚀裂纹诸多方面。而对于上述这些裂纹，从分布形式来看，纵向分布为主。对于输送管道内部，天然气容易受到较大压力，快速进行扩散。基于此，管道开裂问题就会容易出现。而对于诸多天然气管道，需要注重引进先进检测技术，裂缝问题才能实现良好控制[1]。但是基于检测技术方面来说，普遍相对较为复杂，尤其是对于不同种类裂纹，检测方法同样存在不同。同时对于不同检测方法，难以保障足够适用范围。因而对于当前，始终未出现相应方法或策略，对于实际管道裂纹检测，普遍得到适用。

现阶段，管道检测技术尽管得到不断完善，但无损检测技术仍然难以充分落实。对于广大发达国家，普遍进行竞相研制。漫长研究之后，对于天然气管道，技术得以不断进步之中，同时得到逐步完善。但是，长输管道运行过程中，普遍难以充分贯彻落实裂纹检测。一直以来，对于无损检测，属于技术方面难点以及重点。目前对于我国，裂纹检测器方面，仍未得到开发研制。普遍欠缺技术以及方法。基于此，通过着力加强裂缝检测方面研究，意义重大。

2 现有管道裂纹检测方法

2.1 超声波检测法

通过超声波技术，裂纹问题能够得到充分检测，尤其对于目前，该方法被广泛看好。然而，对于天然气管道来说，同石油管道相比，本身明显存在传输介质不同方面问题。液体耦合条件方面，普遍较为缺乏。石油管道检测实施阶段，尽管普遍效果较好。但是对于超声波检测，天然气管道方面，难以充分实现良好裂纹检测。在这其中，超声波难以实现良好耦合。为充分有效解决这一难题，基于设计思路方面考虑，轮胎式换能器这一理念，被英国提出。专用轮胎内部，充满一定量耦合剂。然后，通过一定超声波探讨，逐步实现轮胎以及管壁之间，内表面得以充分接触。通过上述措施，对于实际输气管道检测，耦合剂方面考虑，不再迫切需要[2]。现场试验实施阶段，轮胎尺寸出现较大的问题，安装数量方面，受到一定程度限制。装设检测探头方面，普遍出现数量较少的问题。检测器方面，明显出现清晰度不高的问题，与此同时，出现十分严重漏检现象。但是近几年，信号处理算法逐渐得到推广，无论裂纹检出率方面，还是量化准确度方面，普遍得到一定改善。

2.2 电磁超声检测

对于电磁超声法来说，主要从涡流以及磁场方面考虑，通过彼此之间交互作用，超声导波方面，无论产生还是接收，都能通过电磁超声探头实现。检测技术性质方面来说，属于非接触式。高频电流作用下，对于管道表面来说，容易产生一定感应作用，涡流就会产生。感应作用下，频率始终保持相同。对于被测管道表面来说，一旦继续施加磁场，对于该磁场来说，能够同涡流之间互相影响。对于管道表面，洛伦兹力出现。通过洛伦兹力，对于被测管道来说，晶格震动就会出现。与此同时，对于管壁内部，激发出一定量超声波现象。

而所谓电磁超声波，主要通过一定电磁感应，直接就会产生，在实际进行检测过程，耦合介质方面考虑，没有必要进行使用。基于此，缺陷检测实施过程中，非常适合予以应用。现阶段，对于英国来说，裂缝检测装置逐渐得到研制。而对于该项装置，壁厚达到16mm 左右，特别是对于应力腐蚀裂纹方面，或者轴向裂纹方面，检测能力普遍不错。无损检测为充分贯彻落实，需要严抓该项技术基础，实现良好电磁场求解。为此，需要首先实现模型有效建立，技术才能真正实现更好发展。

2.3 涡流检测法

通过实行常规涡流法，金属构件表面来说，能够充分实现良好灵敏度。然而，趋肤效应下，对于涡流来说，普遍存在渗透能力不足的问题，管壁一旦相对较厚，难以充分满足要求。无论对于内外表面，还是对于管壁内部，裂纹难以真正实现有效检测。特别是近几年，逐渐提出远离涡场概念。而所谓远离涡场，通常属于低频率涡流范畴，能够有效穿透管道内壁。对于涡流检测探头，组成结构方面来说，通常涉及螺线管线圈，与管道同轴。而在这其中，一个起到激励线圈作用。对于另外一个，能够充分起到检测线圈作用。通过进行RFEC 方面科学有效检测，但是对于检测线圈来说，并非紧靠线圈，而是普遍位于远场区域。激励源频率方面来说，普遍相对较低[3]。基于此，对于RFEC 来说，基于理论方面考虑，趋肤效应方面，普遍不存在。与此同时，检测灵敏度方面，内外表面一致。常规涡流法实施阶段，局限性等不良方面，普遍能够得到有效克服。REFC探头方面考虑，普遍属于内穿过式，基于此，表面裂纹方面检测工作，比较适合进行。

2.4 漏磁检测法

对于漏磁检测而言，应用相对较早，同时属于较为常用方法。现阶段，漏磁检测器规模方面来说，已有较多。然而，管道表面裂纹本身方面来说，明显存在形成机理复杂特点，同时形态各异。基于此，裂纹检测实施阶段，裂纹量化实际开展过程中，普遍存在较大难度。从漏磁检测原理方面考虑，漏磁场为实现有效激励，外加磁场方向角度考虑，需要力求同缺陷正交。基于此，轴向裂纹方面来说，轴向磁化方式较为适合，能够充分实现较为良好检测。

3 先进天然气管道裂纹检测技术

3.1 通过激光超声检测

对于激光超声检测而言，属于检测新技术重要形式，近几年才得到一定发展。对于激光超声检测，能够一定脉冲激光束，在其照射作用下，对于被测表面来说，就会产生相应超声波。然后能够实现实验参数方面有效改变。而对于激光超声源，无论各种导波，都能得到充分激发。超声信号方面来说，产生的过程中，不但能够通过激光激励，而且能够通过光学方法，进行科学有效检测。基于此，快速扫描成像顺利进行，非接触检测得以落实。除此之外，无论出于高温还是强震，无论何种恶劣条件，无损检测普遍能够得到充分贯彻落实。除此之外，锁模激光器下，对于超声脉冲来说，十分容易获得。而对于其频带，同常规超声之间对比，远远要更宽。与此同时，敏感度普遍较高，同时能够充分保障较为良好检测精度。

3.2 通过磁致伸缩检测

对于磁致伸缩来说，主要针对铁磁性材料，对其固有特性进行充分利用，在磁致伸缩效应下，对于超声导波来说，能够分别进行激发以及接收。传感器作用下，通过科学有效检测试验，结果有效表面，尽管较大气隙存在，传感器方面来说，同样可以发射导波，同样可以检测出相应导波。与此同时，基于磁致伸缩效应方面来说，普遍仍然较为强烈。由此可见，传播特性优良，检测灵敏度能够保障。因此，应用研究方面，普遍开始受到关注。

4 结语

本文从如何加强管道裂缝检测方面着手，分析相关无损检测方法，希望检测技术得以不断成熟完善。现阶段，天然气工业得到迅猛发展，而对于天然气管道，明显存在铺设范围广，同时出现输送压力高方面特点。无损检测技术方面来说，属于高新技术范畴。尤其对于我国，技术研究仍然需要不断加强。只有这样，石油以及天然气，管道输送过程中，才能充分避免管道漏气等不良现象。

[1]徐盼,邱青原.天然气长输管道裂纹的无损检测方法[J].中国石油和化工标准与质量,2014,(10):14-14.

[2]王振东,孙志刚.天然气长输管道裂纹的无损检测方法[J].城市建设理论研究（电子版）,2014,(32):646-646.

[3]王晓亮.天然气长输管道裂纹的无损检测方法[J].城市建设理论研究（电子版）,2015,(16):6983-6984.