埋地管道PCM及超聲導波檢測技術

中國石油新疆油田公司準東采油廠

埋地管道PCM及超聲導波檢測技術

馮小剛 張紹鵬 單國平 柯巖 劉劍飛中國石油新疆油田公司準東采油廠

PCM技術是在對管道不開挖的前提下，在對地面非接觸性條件下對涂層綜合性能進行檢測，科學、準確、經濟地對涂層老化及破損缺陷定位，同時針對缺陷大小、數量進行分類統計和綜合評價，并提出整改計劃，以指導管道業主對管道涂層狀況的掌握，并及時進行維護，保證涂層的完整性及完好性。超聲導波可在一個測試點對一段距離的管道材料進行100%的檢測。超聲導波無損檢測技術常用于快速檢測管道內部和外部腐蝕及其他缺陷，可不用除去涂層進行檢測，其具有在線、快速、高效、準確的特點。此外，超聲導波無損檢測系統在檢測裂紋和金屬損失方面也有明顯的技術優勢：檢測靈敏度可達橫截面的2%，定位精度±6 cm，環向角度定位精度22°，因此被廣泛應用于各種管道的檢測。

PCM；超聲導波；埋地管道；腐蝕；檢測

防腐層是防止和減緩埋地鋼質管道腐蝕的重要手段，管體的腐蝕往往是因為防腐層失效，使管體不能受到有效地保護導致的。盡管防腐層破損點處的管體不一定發生腐蝕，但發生管體腐蝕處的防腐層一定失效。這為通過管道的外防腐層漏點的檢測，找出管道管體的腐蝕點提供了技術支撐。PCM管道防腐層檢測和超聲導波能夠對在役管道，在不開挖條件下進行腐蝕情況的檢測和評價。

1 存在的問題

埋地鋼質管道的腐蝕檢測是油田地面工程的工作重點，傳統管體剩余壁厚檢測等方法需要開挖，防腐層檢測不但達不到100%檢測的目的，而且會對管道外防腐層造成一定的損壞。

（1）傳統防腐層檢測方法無法實現對埋地管道進行整體評價。傳統的電火花檢測方法，只適用于新管線防腐層的質量檢驗，無法實現運行埋地管道的外防腐層評價。

（2）傳統超聲測厚儀無法對管道本體的腐蝕情況做整體評價。傳統的超聲波測厚儀只能測出探頭接觸點的管道厚度，而無法對管道整體的腐蝕情況進行評價。

（3）傳統管道檢測方法需要對埋地管道開挖，檢測成本高。傳統管道檢測方法需要對埋地管道開挖，檢測探頭必須和管道本體接觸才能完成防腐層和本體的檢測；不但檢測費用高，而且不能對管道防腐層和本體進行整體評價，無法掌握在役管道的安全狀況。

2 關鍵技術及原理

多頻管中電流法（PCM）即Pipeline Current-Mapper的簡稱，主要是測量管道中電流衰減梯度，因此也稱為電流梯度法。它是一種通過分析地下管道中電流的變化來研究埋地管道防腐層狀況的不開挖檢測技術，既可進行管道定位又可用于管道防腐層狀況檢測，解決了以往埋地管道在非開挖狀況下無法檢驗的難題。其優點是不但可以進行管線定位，防腐層破損點定位，還可以評估防腐層的老化狀況。

超聲導波管道本體檢測對管道本體的內外腐蝕情況進行100%的檢測可進一步地掌握管線本體（或儲罐本體）的情況，以準確地判斷管線的使用性能。

2.1與傳統的管道防腐層檢漏試驗方法對比

傳統的管道防腐層檢漏試驗方法（SY/T 0063—1999）是根據漏點或金屬微粒能形成低電阻通路及防腐層中的過薄點會產生電擊穿的原理發出報警來進行檢測，因此裝有由導電液體浸濕的海綿電極（或銅絲刷）組成的探測電極必須和防腐層接觸，音頻信號發生器以及連接管壁的地線構成回路才能檢測。低壓檢漏儀僅適用于檢測厚度在0.025～0.5mm防腐層中的漏點，不能檢測出防腐層過薄的位置。而電火花檢漏儀雖能檢測任意厚度的管道防腐層，但為破壞性實驗。

PCM技術是在對管道不開挖的前提下，在對地面非接觸性條件對涂層綜合性能進行檢測，科學、準確、經濟地對涂層老化及破損缺陷定位，同時針對缺陷大小、數量進行分類統計和綜合評價，并提出整改計劃，以指導管道業主對管道涂層狀況的掌握，并及時進行維護，保證涂層的完整性及完好性。

2.2超聲波測厚技術與超聲導波檢測技術的對比

超聲波測厚技術只能通過點檢測得到管壁厚度，無法實現100%檢測；超聲導波可在一個測試點對一段距離的管道材料進行100%的檢測。超聲導波無損檢測技術常用于快速檢測管道內部和外部腐蝕及其他缺陷，可不用除去涂層進行檢測，其具有在線、快速、高效、準確的特點。此外，超聲導波無損檢測系統在檢測裂紋和金屬損失方面也有明顯的技術優勢：檢測靈敏度可達橫截面的2%，定位精度±6 cm，環向角度定位精度22°，因此被廣泛應用于各種管道的檢測。

3 推廣應用的意義

（1）PCM檢測能夠對埋地管道進行非開挖性檢測，及時掌握外防腐層破損情況，對管道泄漏等安全隱患起到了重要的防護作用。此方法列入了石油天然氣公司的《埋地鋼質管道外防腐層修復技術規范（SY/T5918—2004）》，為管道防腐層評價工作奠定了基礎。

（2）PCM檢測方法減小了管道開挖施工量，節約管道維修、更換成本，為管道大修給出了指導性意見。

（3）超聲導波管體檢測技術在檢測管道時，無需停產，可迅速、準確地找出管道的腐蝕缺陷，但檢測距離較短，一般只有40 m；檢測原油儲罐時，因需要噴砂除銹打磨出20 cm的檢測帶，原油儲罐必須停用、清洗，達到施工安全要求才能檢測。

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.049