埋地管道PCM及超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)

中國(guó)石油新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠

埋地管道PCM及超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)

馮小剛 張紹鵬 單國(guó)平 柯巖 劉劍飛中國(guó)石油新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠

PCM技術(shù)是在對(duì)管道不開(kāi)挖的前提下，在對(duì)地面非接觸性條件下對(duì)涂層綜合性能進(jìn)行檢測(cè)，科學(xué)、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地對(duì)涂層老化及破損缺陷定位，同時(shí)針對(duì)缺陷大小、數(shù)量進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和綜合評(píng)價(jià)，并提出整改計(jì)劃，以指導(dǎo)管道業(yè)主對(duì)管道涂層狀況的掌握，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，保證涂層的完整性及完好性。超聲導(dǎo)波可在一個(gè)測(cè)試點(diǎn)對(duì)一段距離的管道材料進(jìn)行100%的檢測(cè)。超聲導(dǎo)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)常用于快速檢測(cè)管道內(nèi)部和外部腐蝕及其他缺陷，可不用除去涂層進(jìn)行檢測(cè)，其具有在線、快速、高效、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。此外，超聲導(dǎo)波無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)裂紋和金屬損失方面也有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：檢測(cè)靈敏度可達(dá)橫截面的2%，定位精度±6 cm，環(huán)向角度定位精度22°，因此被廣泛應(yīng)用于各種管道的檢測(cè)。

PCM；超聲導(dǎo)波；埋地管道；腐蝕；檢測(cè)

防腐層是防止和減緩埋地鋼質(zhì)管道腐蝕的重要手段，管體的腐蝕往往是因?yàn)榉栏瘜邮?，使管體不能受到有效地保護(hù)導(dǎo)致的。盡管防腐層破損點(diǎn)處的管體不一定發(fā)生腐蝕，但發(fā)生管體腐蝕處的防腐層一定失效。這為通過(guò)管道的外防腐層漏點(diǎn)的檢測(cè)，找出管道管體的腐蝕點(diǎn)提供了技術(shù)支撐。PCM管道防腐層檢測(cè)和超聲導(dǎo)波能夠?qū)υ谝酃艿溃诓婚_(kāi)挖條件下進(jìn)行腐蝕情況的檢測(cè)和評(píng)價(jià)。

1 存在的問(wèn)題

埋地鋼質(zhì)管道的腐蝕檢測(cè)是油田地面工程的工作重點(diǎn)，傳統(tǒng)管體剩余壁厚檢測(cè)等方法需要開(kāi)挖，防腐層檢測(cè)不但達(dá)不到100%檢測(cè)的目的，而且會(huì)對(duì)管道外防腐層造成一定的損壞。

（1）傳統(tǒng)防腐層檢測(cè)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)埋地管道進(jìn)行整體評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)的電火花檢測(cè)方法，只適用于新管線防腐層的質(zhì)量檢驗(yàn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)運(yùn)行埋地管道的外防腐層評(píng)價(jià)。

（2）傳統(tǒng)超聲測(cè)厚儀無(wú)法對(duì)管道本體的腐蝕情況做整體評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)的超聲波測(cè)厚儀只能測(cè)出探頭接觸點(diǎn)的管道厚度，而無(wú)法對(duì)管道整體的腐蝕情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（3）傳統(tǒng)管道檢測(cè)方法需要對(duì)埋地管道開(kāi)挖，檢測(cè)成本高。傳統(tǒng)管道檢測(cè)方法需要對(duì)埋地管道開(kāi)挖，檢測(cè)探頭必須和管道本體接觸才能完成防腐層和本體的檢測(cè)；不但檢測(cè)費(fèi)用高，而且不能對(duì)管道防腐層和本體進(jìn)行整體評(píng)價(jià)，無(wú)法掌握在役管道的安全狀況。

2 關(guān)鍵技術(shù)及原理

多頻管中電流法（PCM）即Pipeline Current-Mapper的簡(jiǎn)稱，主要是測(cè)量管道中電流衰減梯度，因此也稱為電流梯度法。它是一種通過(guò)分析地下管道中電流的變化來(lái)研究埋地管道防腐層狀況的不開(kāi)挖檢測(cè)技術(shù)，既可進(jìn)行管道定位又可用于管道防腐層狀況檢測(cè)，解決了以往埋地管道在非開(kāi)挖狀況下無(wú)法檢驗(yàn)的難題。其優(yōu)點(diǎn)是不但可以進(jìn)行管線定位，防腐層破損點(diǎn)定位，還可以評(píng)估防腐層的老化狀況。

超聲導(dǎo)波管道本體檢測(cè)對(duì)管道本體的內(nèi)外腐蝕情況進(jìn)行100%的檢測(cè)可進(jìn)一步地掌握管線本體（或儲(chǔ)罐本體）的情況，以準(zhǔn)確地判斷管線的使用性能。

2.1與傳統(tǒng)的管道防腐層檢漏試驗(yàn)方法對(duì)比

傳統(tǒng)的管道防腐層檢漏試驗(yàn)方法（SY/T 0063—1999）是根據(jù)漏點(diǎn)或金屬微粒能形成低電阻通路及防腐層中的過(guò)薄點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電擊穿的原理發(fā)出報(bào)警來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，因此裝有由導(dǎo)電液體浸濕的海綿電極（或銅絲刷）組成的探測(cè)電極必須和防腐層接觸，音頻信號(hào)發(fā)生器以及連接管壁的地線構(gòu)成回路才能檢測(cè)。低壓檢漏儀僅適用于檢測(cè)厚度在0.025～0.5mm防腐層中的漏點(diǎn)，不能檢測(cè)出防腐層過(guò)薄的位置。而電火花檢漏儀雖能檢測(cè)任意厚度的管道防腐層，但為破壞性實(shí)驗(yàn)。

PCM技術(shù)是在對(duì)管道不開(kāi)挖的前提下，在對(duì)地面非接觸性條件對(duì)涂層綜合性能進(jìn)行檢測(cè)，科學(xué)、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地對(duì)涂層老化及破損缺陷定位，同時(shí)針對(duì)缺陷大小、數(shù)量進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和綜合評(píng)價(jià)，并提出整改計(jì)劃，以指導(dǎo)管道業(yè)主對(duì)管道涂層狀況的掌握，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，保證涂層的完整性及完好性。

2.2超聲波測(cè)厚技術(shù)與超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的對(duì)比

超聲波測(cè)厚技術(shù)只能通過(guò)點(diǎn)檢測(cè)得到管壁厚度，無(wú)法實(shí)現(xiàn)100%檢測(cè)；超聲導(dǎo)波可在一個(gè)測(cè)試點(diǎn)對(duì)一段距離的管道材料進(jìn)行100%的檢測(cè)。超聲導(dǎo)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)常用于快速檢測(cè)管道內(nèi)部和外部腐蝕及其他缺陷，可不用除去涂層進(jìn)行檢測(cè)，其具有在線、快速、高效、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。此外，超聲導(dǎo)波無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)裂紋和金屬損失方面也有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：檢測(cè)靈敏度可達(dá)橫截面的2%，定位精度±6 cm，環(huán)向角度定位精度22°，因此被廣泛應(yīng)用于各種管道的檢測(cè)。

3 推廣應(yīng)用的意義

（1）PCM檢測(cè)能夠?qū)β竦毓艿肋M(jìn)行非開(kāi)挖性檢測(cè)，及時(shí)掌握外防腐層破損情況，對(duì)管道泄漏等安全隱患起到了重要的防護(hù)作用。此方法列入了石油天然氣公司的《埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范（SY/T5918—2004）》，為管道防腐層評(píng)價(jià)工作奠定了基礎(chǔ)。

（2）PCM檢測(cè)方法減小了管道開(kāi)挖施工量，節(jié)約管道維修、更換成本，為管道大修給出了指導(dǎo)性意見(jiàn)。

（3）超聲導(dǎo)波管體檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)管道時(shí)，無(wú)需停產(chǎn)，可迅速、準(zhǔn)確地找出管道的腐蝕缺陷，但檢測(cè)距離較短，一般只有40 m；檢測(cè)原油儲(chǔ)罐時(shí)，因需要噴砂除銹打磨出20 cm的檢測(cè)帶，原油儲(chǔ)罐必須停用、清洗，達(dá)到施工安全要求才能檢測(cè)。

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.049